紅外線顯像儀器可量測下列何種量值？

本題考點

紅外線顯像儀器（熱影像儀）的量測原理，考的是它接收的物理量是什麼、能直接得到哪一種量值。

正解理由

紅外線顯像儀器不接觸物體，而是接收物體表面向外發射的紅外線輻射能，再依輻射強度的強弱轉換成畫面上的明暗或色階。輻射能的大小除了與表面溫度有關，還受該表面輻射率、表面粗糙與氧化程度、量測距離，以及空氣中水氣與煙粒衰減的影響，因此畫面所呈現的是同一視野內各點之間的溫度高低分布，屬於相對溫度的比較；若要得到絕對溫度，必須另行輸入正確的輻射率並經校正。故選 B。

逐項排除

1. (A)

   絕對溫度須以熱力學溫標為基準，並在輻射率已知且經校正的條件下才能換算取得，不是儀器成像時直接量得的量值。

2. (B)

   正確。儀器以接收到的輻射強度成像，呈現視野內各點溫度的相對高低，可用以判斷火點位置、熱源方向與蓄熱部位。

3. (C)

   相對溼度是空氣中水氣分壓與同溫下飽和水氣分壓之比值，須以溼度計量測，與紅外線輻射成像所量的量值不同。

4. (D)

   絕對溼度指單位體積空氣所含水氣質量，同屬溼度量測範疇，紅外線顯像儀器並非為此設計。

記憶點

紅外線顯像儀器的物理基礎是輻射熱傳。凡溫度高於絕對零度的物體都會向外發射電磁波，其單位面積輻射功率依史蒂芬－波茲曼定律為 E＝εσT⁴，式中 σ 為史蒂芬－波茲曼常數 5.67×10⁻⁸ W／m²·K⁴，T 為表面絕對溫度（K），ε 為該表面的輻射率。黑體的 ε 等於一，實際物體的 ε 小於一，且隨材質與表面狀態變動：磨光金屬面可低到零點一以下，混凝土、木材、人體皮膚則多在零點九上下。儀器接收到的是輻射功率，要由它反推 T 就必須先知道 ε，這正是未經校正時只能表達高低差異的原因。

單位換算與常見誤差：絕對溫度 T（K）＝攝氏溫度＋二七三；輻射熱通量隨距離增加而衰減，火場中的煙粒、水蒸氣與滅火水霧會吸收並散射紅外線，使遠處熱源的讀值被低估；隔著玻璃量測時，玻璃對長波紅外線幾乎不透過，量到的是玻璃本身的表面溫度。

易混淆概念對照：紅外線測溫槍是點式量測，輸出視野內的平均值；紅外線顯像儀器是面式量測，輸出二維熱像，看得出溫度分布；熱電偶屬接觸式量測，量的是接點所在位置的實際溫度。三者的量測方式不同，適用場合也不同。

延伸考點：熱傳三途徑中，傳導靠介質分子的振動與碰撞、對流靠流體的巨觀流動、輻射則不需要介質。紅外線顯像儀器正是利用輻射不需介質這項特性，才能在濃煙中搜尋受困者、判讀火點與天花板上方的隱藏燃燒，並找出殘火與複燃熱點；同一原理也用於電氣設備接點過熱與堆積物蓄熱徵兆的判讀。

記憶口訣：輻射成像看明暗，明暗比的是高低，要問絕對值先問輻射率。