第四章热像仪 - 光电科技工业协进会.pdf

第 四 章 　 熱 像 儀 　 4- 1 第四章　熱像儀 4-1 　 前 言 　　紅外線熱像儀原本是軍方之標準配備 ，後漸用於商業用途 ， 如 非破壞檢測 、工業流程監控等。近幾年由於非致冷式焦平面陣列感 測器之開發 ，使的新應用領域興起，潛力無窮，值得吾人仔細探討。 4-1-1 　 產 品 定 義 　　利用紅外線熱感測元件擷取目標物溫度 ，並將透過數位影像處 理技術將其以影像呈現 ，此種儀器稱之為紅外線熱像儀。 　　何物體只要高於絕對溫度零度時 ，都會放射出熱射線 。紅外線 熱像儀便是由感應物體熱射線產生影像 ，亦即利用溫差成像原理 。 由於不需要光源 ，且不受任何天候影響，均可捕捉影像 。所以紅外 線 攝 影 機 適 用 於 白 天 及 完 全 無 光 線 的 夜 晚 ， 因 為 不 受 到 光 源 的 影 響 ，又可穿透塑膠 、雲 、霧及火災現場之高溫及黑煙 。所以其應用 領域相當廣泛 。紅外線熱像儀乃利用以下兩種感測元件 ：量子型的 PtSi 、HgCdTe 之 CCD 與焦電型之 CCD 。量子型的感測元件需要冷 卻而焦電型的則否 ，故量子型的紅外線熱像儀價格較高 ，但因其反 應速度較快 ，故仍有其市場需求。 　　紅外線熱影像量測主要有三項特點 : (1) 遠距量測 — 量測距離從幾毫米到幾百公里皆可 ，端看極光系統 及感測器的靈敏度而定 。海洋溫度遙測 、飛彈追蹤等 。 (2) 非接觸量測 — 不須接觸物體即可瞬間感知物體之存在及變化 ， 如建築物 、橋樑之檢測等 。 (3)被動量測 — 不需如雷射雷達般先發射光源再接收其反射光 ， 所 有的物體即是熱輻射源 ，故只收有感測裝置即可。理論上可量 所有物體的熱輻射變化 。 　　基於以上三項特點 ，紅外線熱像儀之應用極為廣泛 。從軍用太 空科技到商用民生用途皆可應用 。如消防火苗熱氣之偵測、防盜賊 Photonics Industry Technology Development Association PIDA 第 四 章 　 熱 像 儀 　 4- 2 走私之保全應用及橋樑 、建築物等之非破壞檢測等 。另外醫療上的 病變組織判別 、急救診斷 ，以及工業上可普遍應用的製程監控 、 管 路預知保養等 。如表 4-1 所示 。 表 4 - 1 -1 　 熱 像 儀 應 用 軍用 ◎國防武器 ：追熱型飛彈(如響尾蛇飛彈 ) 、夜間戰鬥 、戰機 夜間飛航 ◎軍警防務 ：軍警刑事蒐證、巡防 、緝私 ◎太空科學 ：外太空宇宙星球觀察 商用 ◎消防 ：火災現場搶救傷患. ◎保全 ：防盜賊侵入 ◎醫療 ：組織偵察、病理復健 　西醫 — 診 斷 ( 脊椎病變 、乳癌、靜脈曲張… ) 、急救(骨折 .. ) … 　中醫 — 舌 診 ◎檢測 ：橋樑、建築物 … ◎教學 ：非破壞性檢驗、晶體成長監控 ◎工業品管 ：PCB 熱分佈 、引擎溫度檢測測溫、生產線監測、 配電盤 、石化管路 、管路預知保養… ◎汽車輔助駕駛 資料來源 ：PIDA Photonics Industry Technology Development Association PIDA 第 四 章 　 熱 像 儀 　 4- 3 4-2 　 世 界 市 場 4-2-1 　 世 界 市 場 　　冷戰