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（熱顯像儀）的量測原理，考的是輻射式測溫所得到的是「相對」而非「絕對」的溫度值。

正解理由

紅外線顯像儀器不與物體接觸，而是接收物體表面所發射的紅外線輻射能量，再依史蒂芬－波茲曼定律 E＝εσT⁴ 反推換算成溫度影像。式中的放射率 ε 會隨材質、表面粗糙度、含水量與觀測角度而改變，儀器內部只能預設一個固定放射率；加上火場中的煙粒子、水蒸氣與周圍高溫壁面的反射都會使接收到的輻射訊號失真。因此螢幕上呈現的色階，意義在於同一畫面內各點熱度高低的比較，用來判讀熱源位置與熱區分布，故選 B。

逐項排除

1. (A)

   絕對溫度須以熱電偶、電阻式溫度計等接觸式量測，或在放射率已知並經精密校正的條件下才能取得；紅外線顯像受 ε 與介質衰減影響，讀值不等於真實絕對溫度。

2. (B)

   正確。影像以色階顯示溫度的高低關係，火場中用於判斷起火位置、悶燒區與受困人員方位，本質是相對比較。

3. (C)

   相對溼度須以乾溼球溼度計或電容式溼度感測元件量測，與紅外線輻射成像的物理量不同。

4. (D)

   絕對溼度指單位體積空氣中所含水蒸氣的質量，同屬溼度量測範疇，紅外線顯像儀器不具備此量測能力。

記憶點

一、原理層次的推導：任何溫度高於絕對零度的物體都會放出電磁輻射，總放射功率為 E＝εσT⁴，σ 為史蒂芬－波茲曼常數 5.67×10⁻⁸ W/m²·K⁴，ε 為放射率（0～1）。儀器實際量到的是輻射能 E，要回推 T 必須先知道 ε。黑體 ε＝1，但火場中的木材、油漆鋼板、玻璃、人體皮膚放射率各不相同，玻璃與拋光金屬更會把周圍火焰的輻射反射進鏡頭，造成「看起來很燙其實不燙」的誤判。這就是熱顯像影像只能作相對判讀的根本原因。

二、火災學上的應用連結：熱顯像儀在火場的三大用途分別是搜索受困者（人體與背景的溫差）、判斷火流方向與熱氣層厚度（上方蓄熱層與下方冷空氣層的界面清晰可見），以及探測隔間牆、天花板夾層內的延燒與復燃熱點。它與火災學中「熱氣層（hot gas layer）」「中性帶」的概念相互呼應：影像上明顯的水平色階分界，正是煙層界面所在。

三、易混淆概念對照：接觸式測溫（熱電偶、雙金屬片）量的是探頭本身達成熱平衡後的溫度，屬絕對值但反應慢、須接觸；輻射式測溫（紅外線測溫槍、熱顯像儀）非接觸、反應快、可成像，但受放射率與介質干擾。另須區分紅外線「測溫槍」只給單點讀值，「顯像儀」則給二維溫度分布影像。與此相對，火警自動警報設備中的偵煙式與定溫式探測器量測的是煙濃度與固定動作溫度，屬警報用途而非量測用途，切勿混為一談。

四、相關考點延伸：同一觀念常以「熱顯像儀為何無法量得真實溫度」「放射率對讀值的影響」「玻璃表面為何形成假熱點」出題；另可延伸至輻射熱傳與 T⁴ 關係——溫度加倍，輻射熱通量變為十六倍，這也是輻射在閃燃階段成為主導熱傳機制的原因。

五、數值感的建立：以判定閃燃常用的門檻為例，地板面接受的輻射熱通量約達每平方公尺二十千瓦時，室內可燃物幾乎同時被引燃；若以黑體概算，此熱通量對應的輻射源溫度已在攝氏五百度以上，恰與上層熱氣層約攝氏六百度的閃燃判準相互印證。熱顯像儀之所以能在濃煙中辨識人形與熱點，也正因為溫差在四次方關係下被急遽放大，微小的溫度差在影像上即形成明顯色階對比。