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化不可能為可能–水下攝影機
2016/11/30
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台灣四面環海,海洋科學研究與資源的開發,影響很大。例如海洋生態,以及未來的新能源,俗稱「可燃冰」的甲烷水合物是否可能開採,都是重要的研究方向。然而在深海,我們要如何做研究,如何看到想看的物體呢?
 
 
台灣四面環海,海洋科學研究與資源的開發,影響很大。例如海洋生態,以及未來的新能源,俗稱「可燃冰」的甲烷水合物是否可能開採,都是重要的研究方向。然而在深海,我們要如何做研究,如何看到想看的物體呢?請聽今天的科學三分鐘為您分享:化不可能為可能─水下攝影機。

在陸地上,白天陽光普照,就算多雲、陰雨天,我們基本上還是看得到東西。但在水中呢?有時候你會在電視上看到水下攝影的影片,拍到了美麗的熱帶魚或珊瑚,但那都是在淺海拍攝的。在深海一百公尺以下,可以說是伸手不見五指,完全看不到光,更別說是攝影了。

研究深海的困難還不只如此,例如對海底俗稱「可燃冰」的甲烷水合物進行研究,就要面對高水壓的挑戰。我們知道甲烷氣的含碳量很高,燃燒以後雖然會產生二氧化碳,但排放量卻比燃燒汽油來得少。此外,也不會產生硫化物等其他汙染,所以被視為比較乾淨的新能源。但甲烷平常是氣體,像冰塊的甲烷水合物是怎麼產生的呢?它雖然叫做「可燃冰」,其實不需要在冰點以下形成,只要有足夠的甲烷氣體,在攝氏七度以下,達到50大氣壓力的高壓下就可以存在。

問題是在50個大氣壓力高壓下的深海,潛水夫是下不去的,而且還沒有光,要怎麼研究呢?國研院台灣海洋科技研究中心自行研發,能在水深一百公尺以下各種情況攝影的水下攝影機,提供了可能的答案。本單元科學顧問海洋中心主任龔國慶,就為此作了介紹:

那個環境是很惡劣的,沒有光,壓力又很大,你怎麼樣弄一個攝影機可以達到這件事情?
愈強的光,發熱性又很大,所以它又會產生高熱。光強才看得到東西,可是光愈強,耗電量就愈強,如果你沒有把耗電量也同時設計在裡面,這件事情就是永遠達不成。
所以我們設計了一個利用LED燈源,然後我們自己研發可以散熱的,我們的功能是可以達到七萬小時以上不會停止。那我們的解析度也很快,就是讓你眼睛不會看得到說有LAG現象…

如果在深海,沒有光、高壓之下都可以運作,其實這台攝影機也可以安裝到其他的地方。比如說在工程上,需要看看結構在長期之下有沒有問題,我們可以安裝攝影機來長期監控七萬小時以上。即使在沒有光源的施工地點,也可以應用。

甚至有些具危險性的施工環境,人是不可以下去的,比方在強酸、強鹼的環境,或高壓力的環境之下。那麼,要如何勘查施工或機械的運作是否正常呢?這台水下攝影機就可以做到耐壓、耐酸鹼,仍然正常運作。

另外某些環境則是人可以下去,但是危險性高,例如可能含有有毒氣體等情況,也可以利用這個攝影機,直接了解其中情形,進而保障人員安全。因此,雖然說是水下攝影機,其實應用層面還會更廣。

關於台灣海洋研究感興趣的聽眾朋友,可以搜尋「海洋中心」這個關鍵字,進一步查詢或做延伸閱讀。

【本單元由科技部補助製播】2014-05-04 16:55:00播出
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