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微波掃描– 檢測樓宇滲水的新科技

更新時(shí)間:2014-07-11 點(diǎn)擊量:1642

微波掃描– 檢測樓宇滲水的新科技

 

微波(Microwave)是指電磁波譜中波長由一毫米至十厘米的一部份,介乎于光波與無線電波之間(圖一)。微波與其它電磁波一樣,是由互相垂直的電場與磁場組合而成。它們在空間中以光速傳播(在真空中,光的速度“c”大約是每秒三億米或三十萬公里)。除了大家熟識的微波爐之外,微波也可以應(yīng)用在遠(yuǎn)距離通訊上,例如雷達(dá)、無線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電視廣播和流動。

 

 

微波煮食是利用微波激發(fā)食物中的水分子,因此不含水分的食物質(zhì)料(例如油),通常都不能以微波煮食。水分子是屬于極性化分子結(jié)構(gòu),一端為負(fù)電荷,而另一端是正電荷。由微波爐產(chǎn)生的微波,它的頻率一般是2.5G赫茲(1G赫茲=十億赫茲),這代表由磁電管產(chǎn)生的電場會以每秒25億次的頻率震動(十億=1,000,000,000)。由于水分子是極性化的,食物中的水分子也以每秒25億次的頻率被拉動。水分子間的此種快速運(yùn)動,會形成摩擦,因而生熱。

 

微波掃描(Microwave Tomography, MT)(圖二)是一種利用廣闊微波頻譜中特定頻率,進(jìn)行結(jié)構(gòu)滲漏檢測的*科技。微波掃描的原理是透過磁電管產(chǎn)生輕微的電場,并穿越及深入所檢測的結(jié)構(gòu)。由于水分子是極性化的,結(jié)構(gòu)中的水分子也開始跟隨電場頻率震動,并且產(chǎn)生介電效應(yīng)(Dielectric Effect)。因?yàn)樗肿釉谖⒉妶鱿掠袕?qiáng)烈及明顯的介電效應(yīng),其介電值約為80。但絕大部份的結(jié)構(gòu)材料在微波電場下卻只有輕微的介電效應(yīng),其介電值主要在3至6之間。由于水分子及結(jié)構(gòu)材料的介電值之間有極大差異,因此在結(jié)構(gòu)材料中即使有少量水分子都能被探測出來。透過在結(jié)構(gòu)上不同位置及深度進(jìn)行快速探測,并利用計(jì)算機(jī)科技將數(shù)據(jù)組合成平面或立體微波掃描影像,從而顯示結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲漏情況(圖三)。其運(yùn)作過程跟在醫(yī)院中進(jìn)行X光計(jì)算機(jī)掃描(X-ray CT) 相似。

 

 

微波掃描并不會對人體構(gòu)成任何危險(xiǎn)。像可見光(Visible Light)般,微波并不是指某一特定的頻率,而是指頻率為數(shù)百兆赫(MHz)至數(shù)百萬兆赫之間的一段廣闊頻譜(Frequency Band)。微波爐發(fā)出來的微波頻率約為2450兆赫,剛好等于水分子的自然振動頻率(Natural Frequency)。因此,食物里的水分子能有效吸收這種微波的能量,然后激烈地震蕩起來,食物便得以在短時(shí)間內(nèi)加熱。事實(shí)上,微波掃描及微波爐兩者采用的微波頻率并不相同,它不能如微波爐般有效地把能量傳送給水分子。

 

技術(shù)上,微波掃描比現(xiàn)時(shí)市場上使用的濕度計(jì) (Moisture Meter) 及紅外線掃描 (Infrared Scan) 更加可靠及準(zhǔn)確。濕度計(jì)只能透過測量表面導(dǎo)電值 (Electrical Conductivity),從而量度表面濕度。濕度計(jì)受鹽份度所影響。而紅外線掃描更只是測量輕微的表面溫差 (Surface Temperature Difference) ,間接地評估表面濕度 (Surface Moisture) 而已。事實(shí)上,紅外線不但不能穿透結(jié)構(gòu); 而且,常見的表面光滑及光亮的建材,如磁磚,油漆,膠磚,臘質(zhì),柚木及石面更因反光而令檢測數(shù)據(jù)*錯(cuò)誤。根據(jù)屋宇署的資料,常見的滲漏原因主要跟隱藏的排水管及供水管漏水,樓板中防水層破損,污水或雨水滲入天臺及外墻等結(jié)構(gòu)內(nèi)部有關(guān)。因此,有效的結(jié)構(gòu)滲漏檢測必須針對及反映結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲漏情況,否則單純地利用濕度計(jì)或紅外線評估表面濕度,往往會造成嚴(yán)重誤差。微波掃描大大提升了目前香港的滲水檢測技術(shù),香港屋宇署署長及多名助理署長均曾親自了解微波掃描的運(yùn)作及應(yīng)用。

 

德國 (HF SENSOR) 微波掃描是全港首部利用微波掃描結(jié)構(gòu)滲漏的儀器(圖四)。它采用了德國*微波掃描 (Microwave Tomography) 科技,快速及深入地測定,顯示及記錄滲漏的潛在位置,面積,深度及嚴(yán)重性,分析滲漏原因。它可以廣泛應(yīng)用于土木結(jié)構(gòu),建筑及屋宇滲水及漏水。它的探測時(shí)間約1秒,穿透深度可達(dá)300毫米 。微波掃描無須開挖,鉆洞及破壞任何結(jié)構(gòu),而且儀器輕巧,一人操作,簡單易用。儀器可連接計(jì)算機(jī)軟件,建立平面分析影像及報(bào)告。