碰撞安全測試是產品研發與法規認證的關鍵環節。從汽車 NCAP 碰撞到 3C 產品墜落、頭盔 ECE 認證，高速攝影機提供每秒數千至數十萬格的影像，捕捉變形、碎裂、能量吸收全過程，協助工程師優化結構設計並通過各國認證標準。
一、碰撞安全測試的核心挑戰
碰撞事件通常在 50–200 毫秒內完成，肉眼根本無法觀察，高速攝影是唯一能完整記錄的工具：
| 測試類型 | 碰撞時間 | 建議幀率 | 觀察重點 |
|---|---|---|---|
| 汽車正面碰撞 (56 km/h) | ~100 ms | 1,000–5,000 fps | 車體變形、氣囊展開時序 |
| 側撞 / 柱撞 (29 km/h) | ~60 ms | 2,000–10,000 fps | B柱侵入量、座椅移位 |
| 安全帽 ECE 22.06 落錘 | ~15 ms | 10,000–25,000 fps | 帽殼破裂模式、線性加速度 |
| 手機 1.2m 自由落體 | ~5 ms | 5,000–10,000 fps | 螢幕觸地角度、玻璃龜裂 |
| 鋰電池針刺安全測試 | 1–500 ms | 1,000–10,000 fps | 熱失控起始點、噴焰方向 |
| 頭盔墜落 (CPSC 2m) | ~10 ms | 10,000–20,000 fps | 緩衝泡棉壓縮量、扣具受力 |
二、汽車碰撞測試（NCAP / FMVSS / ECE R94）
全球主要法規（NCAP、FMVSS、ECE）都要求在碰撞試驗中記錄影像資料，常見的布署方式：
- 外部俯視機位：1,000–2,000 fps，拍攝整車碰撞過程與障礙物形變
- 車內側視機位：2,000–5,000 fps，記錄駕駛假人頭部移動軌跡
- 氣囊展開特寫：10,000–25,000 fps，確認展開時間 ≤ 30 ms
- 踏板侵入測量：配合 DIC（數位影像關聯），計算踏板後移量
台灣 ITRI / MIRDC 測試需求：工研院機械所與金屬工業研究發展中心是台灣主要的碰撞認證實驗室，每年承接國內外車廠專案，東茂科技提供儀器租借與到場操作服務。
三、消費電子墜落測試
IEC 60068-2-32 / MIL-STD-810 等標準要求消費電子產品通過特定高度墜落測試。高速攝影能協助：
- 確認墜落姿態：確認測試時觸地面是否符合標準要求的邊角 / 面 / 點
- 量化反彈高度：計算 COR（恢復係數），評估緩衝材料效果
- 螢幕破裂分析：10,000 fps 以上可觀察玻璃裂紋起始位置
- PCB 應力分析：配合應變規，同步量測衝擊加速度與板彎曲量
四、鋰電池安全測試（針刺 / 擠壓 / 過充）
電動車與 3C 產品的電池安全是全球關注焦點，GB 38031 / IEC 62133 / UL 9540A 等法規要求進行針刺與擠壓測試：
針刺測試
記錄熱失控前後的外殼膨脹、噴焰起始位置，協助設計安全排氣孔；建議幀率 1,000–5,000 fps
擠壓測試
計算外殼形變量與衝擊力關係，輸出 F-d 曲線；配合 DIC 提供全場應變分佈；500–2,000 fps
過充熱失控
溫度上升至熱失控約需數分鐘，但噴焰 < 100 ms，1,000–10,000 fps 捕捉關鍵時刻
五、安全帽認證測試（ECE 22.06 / DOT / CNS）
2026年起台灣要求強制符合 ECE 22.06（新增斜向撞擊），測試設備需要同步高速攝影：
- 落錘衝擊：4.4 kg 鋼錘自定高落下，衝擊峰值 < 250 g，衝擊時間 < 6 ms → 需 ≥ 10,000 fps
- 斜向衝擊：ECE 22.06 新增旋轉加速度評估（MIPS、WaveCel 等），需拍攝頭模側向位移
- 顎帶拉伸：觀察繫帶位移量，計算動態延伸量 ≤ 25 mm
東茂科技曾協助台灣安全帽廠商進行 ECE 22.06 升級測試，提供 DITECT、AOS 系列高速攝影機現場支援。
六、台灣碰撞安全相關機構
| 機構 | 地點 | 主要業務 |
|---|---|---|
| 工研院機械所 (ITRI MIRL) | 新竹 | 汽車碰撞、NCAP 標準測試 |
| 金屬工業研究發展中心 (MIRDC) | 高雄 | ECE 安全帽認證實驗室 |
| 工業技術研究院材化所 | 新竹 | 電池安全 / UL 9540A |
| SGS Taiwan | 全台 | IEC / MIL-STD 消費電子 |
| ARTC 財團法人車輛研究測試中心 | 彰化鹿港 | 完整 NCAP 碰撞測試場 |
七、推薦機型
想了解更多規格或應用諮詢？歡迎聯絡東茂儀器科技，工程師將提供專業報價與技術支援。
作者：陳聖鑫 Alex Chen
東茂儀器科技有限公司｜業務窗口
10 年高速攝影機產業經驗，代理 AOS Technologies（瑞士）、SinceVision SSZN（中國）、DITECT（日本）、Mega Speed（加拿大）四大品牌，服務台灣半導體、汽車測試、學術研究客戶。