紅外熱成像儀為什麼不能用來探測溫度
要懂TIC的運作,就要先來談談什麼是紅外線?這也就要從光譜波長談起。光是一種電磁波,按照波長的大小有不同的光線,波長越短,對人體的傷害越大,最常聽到的就是X光(0.001奈米-10奈米)、紫外線(10奈米-380奈米),波長很短,對人體會有影響;然後是波長380奈米-780奈米的可見光範圍;然後就是780奈米-1毫米波長的紅外線區塊。
在火場有很多碳粒子,一般的可見光無法穿透,所以煙會擋住內部視線。而紅外線的特性就是因為他的波長較長,所以不會被碳粒子擋住視線,而且可以看見煙流、氣流,這是關鍵。
紅外線依波長大小又分“近紅外線”(780奈米-1.5微米)、“中紅外線”(1.5微米-5微米)和“遠紅外線”(5微米-1毫米),波長愈長,代表被可見光影響越少。
近紅外線夜光鏡:可用來為夜晚增加視線,它的設定值約是在900奈米-2微米,屬於近紅外線,接近可見光,所以偵測時需要一些光源才能成像,若完全沒光源就幾乎無法成像。
中紅外線攝影機:設定值約在2微米-7微米間,紅外線的訊號會較近紅外線強一些,容易被可見光源干擾,但比近紅外線好一些。
熱成像儀(TIC):NFPA1801的定義是在8微米-14微米間,這個範圍的顯像不會被可見光干擾,可以完全讓紅外線能量成像,非常適合消防人員使用。
簡單介紹一下發射體的種類:
被動發射體(Passive Emitter):不會主動發射能量,但容易被加熱而反射出能量的物體。如門、窗、樓板等。
主動發射體(Active Emitter):會主動發射熱能量的物體,但容易被物質遮蓋住。如人、電線,但這些能量只要一個衣服就可以蓋住了。
直接發射體熱源(Direct Emitter):火焰。
簡單來說,沒有發射對比能量的環境,熱成像儀很難看得出影像。例如在空無一人的辦公室,當你拿著熱成像儀進去後,因為都是被動發射體,也沒有能量差異,影像就很難看清楚;但是隻要旁邊點個火焰,熱源對於被動發射體加熱產生能量,進行對比後,就可以看得清楚成像了。
談到“對比”,就是熱成像儀的精隨所在。以熱成像儀的初始設定(Basic mode)來看,相對高溫是白色、相對低溫是黑色,但它只是“相對的溫度”,並不代表是“真的高溫”,比如說一個人站在冷凍庫中,他顯像就是白色,但當他站到浴室的烤箱時,他的成像就是黑色。
在熱成像儀訓練的課程中,就是要教你如何透過顏色的對比、差異及形狀,來判斷室內目前的狀況!
沒有辦法穿透水:所以在水域搜尋時,只能看見水面上的物體;在水霧射水時容易干擾熱成像儀的成像。
鏡射反應:在光滑面的物質會反射熱源影像,如玻璃、鏡子、窗戶、不鏽鋼面等,容易誤判環境,應小心注意(可揮揮手確認是否為反射影樣)。
1米內無法對焦:因為太近無法對焦,狹小空間有操作限制。
冷凝水的產生:使用時若發現熒幕全白,很有可能是熒幕、面罩或是前方鏡頭冷凝結水霧,這時可以以手指擦拭鏡頭處理。
最近流行“用熱成像儀600℃溫度量測作為判斷爆燃或是鐵皮屋是否能夠進入”的說法,沒想到在美國,這是一個相當危險的作法。
在美國休斯敦有四個消防員救災時殉職,在NIOSH網站內有詳細的分析各種原因,但其中一個原因就是“使用TIC的溫度量測當作火場情勢判斷的依據!”
熱成像儀的溫度量測,是量測表面溫度,不是量測“煙層溫度”,而且距離不同、物質介質不同、量測角度不同,即使同一個點去量測都會有很大的誤差。舉個例來說,一個火災現場,很有可能在量測溫度時,這臺熱成像儀量測500度、另一臺量測為250度、另一臺量測300度,到底是屬於危險?或是不危險?會不會閃燃?真的不會坍塌嗎?有沒有被天花板或裝潢擋住熱源導致誤判?太多影響溫度量測準確度的因素存在。記住,消防用熱成像儀的設計理念是“作出對比成像”,而不是用來“量測溫度”。
判斷火場情勢,應是從建築結構、通風結構、火載量、居室空間等既有火場特性的基礎上來判斷,而不是利用熱成像儀的溫度來作決斷。利用溫度來作判斷,將會害死消防員。
<內容源自徐天來>
紅外熱成像儀為什麼不能用來探測溫度
光譜原理要懂TIC的運作,就要先來談談什麼是紅外線?這也就要從光譜波長談起。光是一種電磁波,按照波長的大小有不同的光線,波長越短,對人體的傷害越大,最常聽到的就是X光(0.001奈米-10奈米)、紫外線(10奈米-380奈米),波長很短,對人體會有影響;然後是波長380奈米-780奈米的可見光範圍;然後就是780奈米-1毫米波長的紅外線區塊。
在火場有很多碳粒子,一般的可見光無法穿透,所以煙會擋住內部視線。而紅外線的特性就是因為他的波長較長,所以不會被碳粒子擋住視線,而且可以看見煙流、氣流,這是關鍵。
紅外線介紹與應用紅外線依波長大小又分“近紅外線”(780奈米-1.5微米)、“中紅外線”(1.5微米-5微米)和“遠紅外線”(5微米-1毫米),波長愈長,代表被可見光影響越少。
紅外線的應用有很多,概略有:近紅外線夜光鏡:可用來為夜晚增加視線,它的設定值約是在900奈米-2微米,屬於近紅外線,接近可見光,所以偵測時需要一些光源才能成像,若完全沒光源就幾乎無法成像。
中紅外線攝影機:設定值約在2微米-7微米間,紅外線的訊號會較近紅外線強一些,容易被可見光源干擾,但比近紅外線好一些。
熱成像儀(TIC):NFPA1801的定義是在8微米-14微米間,這個範圍的顯像不會被可見光干擾,可以完全讓紅外線能量成像,非常適合消防人員使用。
紅外線能量發射體定義簡單介紹一下發射體的種類:
被動發射體(Passive Emitter):不會主動發射能量,但容易被加熱而反射出能量的物體。如門、窗、樓板等。
主動發射體(Active Emitter):會主動發射熱能量的物體,但容易被物質遮蓋住。如人、電線,但這些能量只要一個衣服就可以蓋住了。
直接發射體熱源(Direct Emitter):火焰。
為何要談發射體?簡單來說,沒有發射對比能量的環境,熱成像儀很難看得出影像。例如在空無一人的辦公室,當你拿著熱成像儀進去後,因為都是被動發射體,也沒有能量差異,影像就很難看清楚;但是隻要旁邊點個火焰,熱源對於被動發射體加熱產生能量,進行對比後,就可以看得清楚成像了。
對比談到“對比”,就是熱成像儀的精隨所在。以熱成像儀的初始設定(Basic mode)來看,相對高溫是白色、相對低溫是黑色,但它只是“相對的溫度”,並不代表是“真的高溫”,比如說一個人站在冷凍庫中,他顯像就是白色,但當他站到浴室的烤箱時,他的成像就是黑色。
在熱成像儀訓練的課程中,就是要教你如何透過顏色的對比、差異及形狀,來判斷室內目前的狀況!
熱成像儀使用限制沒有辦法穿透水:所以在水域搜尋時,只能看見水面上的物體;在水霧射水時容易干擾熱成像儀的成像。
鏡射反應:在光滑面的物質會反射熱源影像,如玻璃、鏡子、窗戶、不鏽鋼面等,容易誤判環境,應小心注意(可揮揮手確認是否為反射影樣)。
1米內無法對焦:因為太近無法對焦,狹小空間有操作限制。
冷凝水的產生:使用時若發現熒幕全白,很有可能是熒幕、面罩或是前方鏡頭冷凝結水霧,這時可以以手指擦拭鏡頭處理。
熱影像儀使用大禁忌——溫度量測最近流行“用熱成像儀600℃溫度量測作為判斷爆燃或是鐵皮屋是否能夠進入”的說法,沒想到在美國,這是一個相當危險的作法。
在美國休斯敦有四個消防員救災時殉職,在NIOSH網站內有詳細的分析各種原因,但其中一個原因就是“使用TIC的溫度量測當作火場情勢判斷的依據!”
熱成像儀的溫度量測,是量測表面溫度,不是量測“煙層溫度”,而且距離不同、物質介質不同、量測角度不同,即使同一個點去量測都會有很大的誤差。舉個例來說,一個火災現場,很有可能在量測溫度時,這臺熱成像儀量測500度、另一臺量測為250度、另一臺量測300度,到底是屬於危險?或是不危險?會不會閃燃?真的不會坍塌嗎?有沒有被天花板或裝潢擋住熱源導致誤判?太多影響溫度量測準確度的因素存在。記住,消防用熱成像儀的設計理念是“作出對比成像”,而不是用來“量測溫度”。
判斷火場情勢,應是從建築結構、通風結構、火載量、居室空間等既有火場特性的基礎上來判斷,而不是利用熱成像儀的溫度來作決斷。利用溫度來作判斷,將會害死消防員。
<內容源自徐天來>