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(shí)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(dòng)。

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(huì)以每秒25億次的頻率震動(dòng)（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(dòng)。水分子間的此種快速運(yùn)動(dòng)，會(huì)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)滲漏檢測的先進(jìn)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(dòng)，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(huì)對(duì)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(dòng)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(píng)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(tái)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(duì)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(píng)估表面濕度，往往會(huì)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）。它采用了德國先進(jìn)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(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。