層狀元件之被動式熱影像法檢測-以瀝青鋪面為例

Application of Passive Infrared Thermography to Inspection of Asphalt Pavement

張宜穎(Yi-Ying Chang)

指導教授 ： 江 支 弘

朝陽科技大學/理工學院/營建工程系/碩士(2010年)

摘要

為了使紅外線熱影像儀更廣泛的應用在土木工程方面，本研究以瀝青鋪面為例，檢測方式係以不破壞受測物的情況下去施行檢測。由於現地紅外線熱影像儀無法垂直於地面拍攝，故本研究利用一幾何修正公式對於紅外線熱影像儀角度拍攝進行修正，修正角度為15度及30度，拍攝距離為2m、2.5m、3m三種距離進行修正；經過幾何公式修正角度後，3m30度預埋缺陷計算出來的x值及y值與真實值比較的誤差在10%以內，面積誤差在4%以下，屬三種距離兩種角度裡誤差最小，為此研究之最佳拍攝距離、角度。為了掌握缺陷最佳觀測時機，本研究將量測到的熱通量帶入ANSYS模擬分析，在ANSYS分析裡亦考慮到風速變化對瀝青表面溫度造成之影響。由ANSYS模擬的結果，最佳觀測時間為上午11時，但受風速影響以及雲遮住太陽照射的關係，導致試體表面吸熱狀況不均勻，最大溫差會出現在不同時段，未來可考慮於數值模擬時加入幅射之邊界條件去模擬不同日照情況下對試體造成的影響。

關鍵字

幾何修正 ； 瀝青 ； 紅外線

並列摘要

Thermal images are often distorted due to the shooting distance and depression angle between the infrared camera and the horizontal surface under inspection. Targets in an distorted thermal image were processed and coordinates corrected in the current study aiming to improve the accuracy of defect sizing. Three shooting distances and two depression angles were evaluated using the procedure developed based on indoor tests. The technique was then applied to defect sizing using infrared thermography on an outdoor test site.The test site was an asphalt mockup for research on highway pavement. There were two simulated rectangular defects embedded under the asphalt layer. The processed results were mostly in agreement with the true dimensions of the subsurface defects, especially for those obtained at a shooting distance of 3m and a depression angle of 15 degrees. A deviation from the true lateral dimension is less than 10% and that from the true area is 4%. Further study including numerical modeling of transient daylight conditions and corresponding thermal radiation is recommended.

並列關鍵字

Geometric correction ； asphalt ； infrared

參考文獻

【22】蔡佺廷，「木材改良」，國立嘉義大學林產科學系所。

【5】瀝青混凝土品質檢驗法

【24】李佳恩，「潛盾隧道冰凍工法熱傳導之有限元素分析」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所，中壢，2006。

【16】柯雅卿，「通用型影像量測系統應用研究」，碩士論文，國立成功大學水利及海洋工程研究所，台南，2004。

【17】吳榮峰，「大尺度質點影像量測法之應用─分析水面流場」，碩士論文，國立成功大學水利及海洋工程研究所，台南，2003。