資料來源:中華科技大學卓世偉助理教授提供
0.95 之間。手冊建議將熱像儀的放射率值設定在 0.90,是一 個不錯的選擇。)
外部光學溫度:即在熱像儀與試體之間所設定之保護窗等類 裝置的溫度。如果沒有使用保護窗或保護盾,該值與其他內 容無關。
外部光學穿透率:即在熱像儀與試體之間所設定之保護窗等 類裝置的光學穿透率。
e. 建議值輸入:如果對輸入參數值不確定,則建議使用以下值:
表 3-7 紅外線熱像儀 B660 建議參數值 反
反
反反射射射射表象溫度表象溫度表象溫度表象溫度 大氣大氣大氣大氣溫度溫度溫度溫度 放射率放射率放射率放射率 相相對相相對對濕對濕濕度濕度度 度 距離距離 距離距離 +
++
+202020°20°°°CCCC ++++202020°20°°°CCCC 00.00...959595 95 50505050%%%% 1111....0 0 0 0 米米米 米
資料來源:FLIR B660 使用手冊(大多數建築材料的放射率都在 0.85 和
0.95 之間。手冊建議將熱像儀的放射率值設定在 0.90,是一 個不錯的選擇。)
(3) 一般注意事項:
a. 記錄日期、氣候狀況(如天氣、風力、氣溫、日照等情況)。
b. 選擇適當位置安放儀器,並使儀器處於正常工作狀態。
c.. 設置正常部位基準點,下列部位應設置基準點。
試體塗裝材料變質或顏色不同的部位。
試體應不受室內光線、或陽光照射、陰影影響。
檢測環境、試體距離、方位等的影響。
d. 拍攝紅外圖像並保存,拍攝時應符合下列要求:
拍攝距離宜控制在 10~50m 範圍內,在 50~200m 距離內拍
拍攝的仰角應控制在 45°以內,水平傾角宜控制在 30°以內。
在保證上述條件的情況下,對建築物各立面均應分區域進行 拍攝,上、下或左、右相鄰圖像之間應有重合部分。
e. 使用紅外熱像儀拍攝時應同時對被檢測部位拍攝可視照片。
f. 記錄紅外照片和可視照片的編號。
2. 主動式加熱裝置_紅外線石英加熱燈組
本實驗研究所設計之紅外線加熱燈組(185x60x15cm)是由 6 支 管狀紅外線石英燈管所組成,如圖3-21。管狀的石英紅外線燈是一 個將長捲狀鎢絲燈芯放入石英燈管內的小型高功率熱源。燈管內有 支撐的圓狀鎢絲作為固定燈絲之用,並充填特殊保護氣體。
圖3-21 紅外線加熱燈組
資料來源:本研究設計、拍攝
採用此類燈管的設計用意,在於使用期間燈管本身老化變黑導 致紅外線發熱功率減弱的情形微小。此外其原理、特性[58]為:
a. 利用填充多種特殊氣體產生多種穩定波長,可針對泛用樹 脂,如 PU、PMMA、EPOXY…等經由輻射能之官能基振動、
擺動、搖動,促使低能階在短時間內提升到高能階,達到快 速乾燥(或加熱)的目的。(PU、PMMA 之 OH 基振動波長約 在 2778~3125nm,EPOXY 約在 8696~9346nm 較佳)。
b. 燈管依電磁波繞射原理產生之輻射能,可減少因受熱試體表 面或形狀不規則,產生不均勻加熱之影響。
c. 燈箱內側採用半面反射罩塗佈,以使輻射能可全部投射至試 體,增進加熱效率減少能源損失。
e. 如果是塗料類實驗,可因輻射熱均勻加熱作用,促使化學反 應更完全,提升塗層效果。此外,尚有穿透加熱效果,可使 噴塗工作物不需靜置,加熱塗料時不會起泡(塗膜超厚除外),
再加上對流熱對塗膜表面作用,促使塗膜更平坦,物性表現 更好。
f. 紅外線燈管是高輻射能量集中的燈管,啟動後一秒內即可達 到全功率加熱。同樣地,關閉後的一秒內馬上停止輸出功率。
所以相當適合將溫度控制在一極小範圍內之實驗或製程。
g. 石英製燈管的膨脹係數低且熔點高,可承受極高溫度,而低 膨脹係數使其免於因突然間溫度衝擊造成破裂,缺點是受到 外力衝擊容易破碎,因此燈箱前必須設置保護罩。
h. 適用材質:木器、金屬、建材、玻璃、碳纖維、玻纖、電子、
塑膠、紙類…等。
i. 使用限制:燈管許可溫度:900℃(最高) 電 線 許 可 溫 度:180℃(最高)
j. 燈頭許可溫度:250℃(最高) 陶磁許可溫度:250℃(最高) k. 使用電壓:三相 240V
3. 自走車組、試驗架
圖 3-22 均勻加熱自走車圖
資料來源:本研究規拍攝
上圖中左側重型試驗架外部框架固定尺寸為 1350×1180mm,內 部垂直安裝固定桿(3 組)可視試體大小及數量彈性調整水平位置。
另於試體固定時可以物料固定塊於固定桿上下自由調節。因此本重 型試驗架除了外部框架固定外,未來可因應不同材料實驗需求及試 體大小數量彈性調整應用。
燈箱自走車部分,行走軌道總長度定為 4000mm,實際可往復進 行型均勻加熱作業之有效範圍為 3000mm。實驗時為穩固起見,須將 自走軌道安裝於地面或其他可供固定位置。其餘另設有安全限動開 關,為不可動之安全保護機制,以確保自走車在作業中不脫離軌道。
(
T-R)
dt k dT =
( ) t Ae R
T =
m*t+
第第第
第五五五節五節節 節 演算演算演算演算及及及及統計統計統計統計方法規劃方法規劃方法規劃方法規劃
依以往研究[46],以不同水泥砂漿配比予以加速溫度劣化後,
紅外線熱像儀之熱影像檢測,所得砂漿試體表面降溫之歷時記錄溫 度,以不同迴歸方程式擬合發現,以自然界之溫度降溫與時間關係 之微分程式,經過積分推導後所得自然指數方程式,最能代表溫度 衰減公式,如下演算。
由於本案實驗量測溫度資料與時間相關,因此由微分方程式可 得:
R:
R:
R:
R:試體最試體最試體最試體最終終終終溫度溫度溫度溫度((((理論上應理論上應理論上應理論上應降為常降為常降為常降為常溫溫溫溫)))) mm
mm::::為不同為不同為不同為不同試體之試體之試體之試體之降降降降溫溫溫溫特徵值特徵值特徵值特徵值
經同時積分及常數化後,得溫度衰減公式 ln(T-R)=m∙t+C →
A、m :依不同試體實測所得最初、中間、最終之溫度可求得,
其中 A 為試體初始溫度與常溫之差,則 m 可視為不同試體之降溫 特徵值。
本研究外牆磁磚系統試體於主動式加熱後,各組試體將一起接 受紅外線熱像儀之熱影像檢測,所得磁磚表面歷時溫度,亦將以此 公式擬合,求出特徵常數 m 值,做為非破壞性紅外線熱影像檢測試 體之性能反應值。