手機熱影像儀的介紹與應用

手機的功能隨著2007年Apple的iPhone問世後,Google Android陣營也加入市場競爭,帶來功能與應用的革命性變化。行動電話原本用來通話用的功能外,加入無線通訊與定位和數位影像的拍照,使手機的功能無遠弗屆,產業也因此產生很大的變化,如Uber,這自人類有馬車以來,最大的計程車營業型態的變化,如果沒有手機的定位、地圖、傳遞Email的功能,Uber則無法運作。

隨著我們把各種3C元件,都縮小塞進這手掌可握持的小方塊,原本照像機、個人電腦、GPS定位器,一個一個加進這小小的空間。而在工程上來說,近年來最大的變革,可說是把熱影像功能透過外加的小元件整合手機的功能,將帶來極大的變革。

所謂熱影像儀,又稱熱像儀,或紅外線熱成像儀等,是一種對物體散發出的紅外線,進行感光成像的設備(2015, Wikipedia)。在物理學上,熱不是對溫度描述的形容(Hot),熱是能量傳遞的過程(Heat)。熱的傳遞透過三種方式:傳導、對流和輻射。輻射是電磁波的一種,涵蓋不同波長的電磁波;光,在物理學是電磁波的一種,輻射能包含紫外線,可見光及紅外線等不同的波長,讓我們可以對紅外線的搜集與分析,形成熱影像的應用。

我們常在機場出入口,看到用來偵測人體是否發燒的影像,就是熱影像的應用之一。熱像儀在不同的解析度與不同的功能有不同的價錢。因為手機的普及與成本一再降低,熱像儀與手機的整合,使熱像儀成本也降低。而國際上熱像儀的大廠FLIR,於2015年10月推出Android手機,亦可使用的FLIR ONE熱像儀,一具只有250元美金(約台幣8千元上下,網路上代購報價約1萬2至1萬6之間),其可量測溫度由攝氏零下40度到120度,距離可達30米(經實測其實超過30米亦可應用),解析度640*480像素,在我們建築土木的工程上,應用可拿來作漏水檢測,大樓外牆磁磚或石材安全鑑別,配電盤異常,空調分析與建築節能規劃等等,而以往需仰賴最少數萬至數十萬元才能辦到的工具,今只要2萬元以下就可辦到,且其輕便與手機整合,尚可利用無人機,背負飛上天空進行拍照(比如大樓外牆)或偵察(比如火場消防)的工作。

989-8-1

圖1 FLIR ONE極為輕便(Courtesy of FLIR)

989-8-2
圖2 筆者的手移開後,仍可看出餘溫。
989-8-3
圖3 頂版角落漏水,該設備可以同時呈現可見光(圖右)與熱影像(圖左),較暗處為漏水處,可見光不易看出,但存在溫度上的變化,由紅外線熱影像清析可辨。
989-8-4
圖4 可見光(圖右)一片漆黑,但熱影像(圖左)可看出筆者藏身在車後角落
989-8-5
圖5經夜晚實測,逾30米仍具一定可用性。
989-8-6
圖6 簡易概略的溫度量測功能
紅外線熱像儀應用的極限,其實是經由工程師的判斷。紅外線在不同材料表面產生的吸收與輻射,形成熱影像的結果,會受到表面的材質,幾何外形所影響。也就是我們不能單靠所得到的影像,逕為判斷其為溫度「實際」的差別或變化。論者以為,這麼低價的設備其成果是否可靠,真正關鍵在於工程師或技師的判斷,失去了工程上的專業與經驗,即便用數百萬的設備,不見得可以得出正確的結論,相對上來說,這麼精巧的小工具,可使我們在第一現場立即研判原因,輔以我們的專業與經驗,才是鑑識分析過程中,最核心的價值與關鍵所在。

【本文稿經由台灣省土木技師公會技師報同意轉載;未經允許請勿任意轉載】


Ads sidebar 2-1

來來來哩來按個贊!


【版權重要說明】:本網站內容係由該著作權人或團體同意下轉載、或由該作者或會員自行創作上載發表之沒有違反著作權之圖稿內容,一切內容僅代表該個人意見,並非本網站之立場,本站不負任何法律責任;若讀者認為文章或評論有侵權不妥之處,請與聯絡我們,將儘速協同處理;同時未經本網站同意請勿任意轉載內容,我們也將保留一切法律追訴權利。