微波掃描– 檢測樓宇滲水的新科技

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，微波也可以應用在遠距離通訊上，例如雷達、無線計算機網絡、電視廣播和流動。

微波煮食是利用微波激發食物中的水分子，因此不含水分的食物質料（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構，一端為負電荷，而另一端是正電荷。由微波爐產生的微波，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，進行結構滲漏檢測的先進科技。微波掃描的原理是透過磁電管產生輕微的電場，并穿越及深入所檢測的結構。由于水分子是極性化的，結構中的水分子也開始跟隨電場頻率震動，并且產生介電效應（Dielectric Effect）。因為水分子在微波電場下有強烈及明顯的介電效應，其介電值約為80。但絕大部份的結構材料在微波電場下卻只有輕微的介電效應，其介電值主要在3至6之間。由于水分子及結構材料的介電值之間有極大差異，因此在結構材料中即使有少量水分子都能被探測出來。透過在結構上不同位置及深度進行快速探測，并利用計算機科技將數據組合成平面或立體微波掃描影像，從而顯示結構內部滲漏情況（圖三）。其運作過程跟在醫院中進行X光計算機掃描(X-ray CT) 相似。

微波掃描并不會對人體構成任何危險。像可見光（Visible Light）般，微波并不是指某一特定的頻率，而是指頻率為數百兆赫（MHz）至數百萬兆赫之間的一段廣闊頻譜（Frequency Band）。微波爐發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，食物便得以在短時間內加熱。事實上，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。

技術上，微波掃描比現時市場上使用的濕度計 (Moisture Meter) 及紅外線掃描 (Infrared Scan) 更加可靠及準確。濕度計只能透過測量表面導電值 (Electrical Conductivity)，從而量度表面濕度。濕度計受鹽份度所影響。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。事實上，紅外線不但不能穿透結構; 而且，常見的表面光滑及光亮的建材，如磁磚，油漆，膠磚，臘質，柚木及石面更因反光而令檢測數據*錯誤。根據屋宇署的資料，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構內部有關。因此，有效的結構滲漏檢測必須針對及反映結構內部滲漏情況，否則單純地利用濕度計或紅外線評估表面濕度，往往會造成嚴重誤差。微波掃描大大提升了目前香港的滲水檢測技術，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作及應用。

德國 (HF SENSOR) 微波掃描是全港首部利用微波掃描結構滲漏的儀器（圖四）。它采用了德國先進的微波掃描 (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，深度及嚴重性，分析滲漏原因。它可以廣泛應用于土木結構，建筑及屋宇滲水及漏水。它的探測時間約1秒，穿透深度可達300毫米 。微波掃描無須開挖，鉆洞及破壞任何結構，而且儀器輕巧，一人操作，簡單易用。儀器可連接計算機軟件，建立平面分析影像及報告。