燃燒現象發生的時間尺度極短，火焰鋒面移動速度往往超過數百公尺每秒，肉眼和一般工業相機完全無法捕捉。DITECT HAS-EF 是 DITECT 針對科研用途開發的高速攝影機，在 ditect 燃燒 高速攝影的應用場景中，憑藉高感光度、低雜訊讀出電路與靈活的觸發模式，成為燃燒實驗室記錄火焰傳播、爆燃轉爆轟（DDT）以及噴霧燃燒過程的主力工具。
為什麼燃燒實驗需要專用高速攝影機
燃燒研究橫跨能源、航太、汽車動力與工業安全等多個領域，實驗對象從本生燈火焰、液態燃料噴霧到密閉管道內的爆炸波，動態範圍相差懸殊。傳統影像設備有兩個致命限制：一是幀率不足，二是感光元件在高亮度火焰與暗背景共存時容易過曝或丟失細節。
以預混火焰傳播速度為例，層流燃燒速度約 0.3–0.5 m/s，湍流燃燒可達 10 m/s 以上，而爆燃轉爆轟過程中衝擊波速度可突破 2,000 m/s。若要在 1 公分視野內解析火焰鋒面細節，每幀曝光時間必須壓縮到微秒等級，幀率則需達到數千至數萬 fps，否則影像只是一片模糊光帶，無從分析。
DITECT HAS-EF 的設計出發點正是解決上述瓶頸。它採用高靈敏度 CMOS 感光元件，在低照度燃燒場景（例如稀薄預混火焰）依然能維持信噪比，同時支援外部觸發與多機同步，方便與雷射系統、壓力感測器、離子探針等實驗設備整合。對燃燒研究團隊而言，這代表一台機器可以同時服務普通火焰可視化、OH-PLIF 輔助拍攝以及爆炸衝擊波記錄，不需要針對每個實驗換機種，大幅降低實驗室管理成本。
日本製造的品質控管也是研究機構選擇 DITECT 的重要原因。感光元件的均勻性與批次一致性直接影響定量分析結果，尤其在做火焰發光強度空間分布比較時，畫素間的響應差異若過大，後處理校正將耗費大量時間。DITECT 在出廠前對每顆感光元件進行逐像素校正，這項製程細節在研究圈口碑相當穩固。
DITECT HAS-EF 核心規格與燃燒實驗設定建議
HAS-EF 的全解析度幀率達到數千 fps，降解析度後可進一步提升，滿足絕大多數燃燒現象的拍攝需求。以下針對幾個典型燃燒實驗場景，提供初步的拍攝設定思路：
預混層流火焰可視化：火焰傳播速度慢，對幀率要求相對低，通常 1,000–2,000 fps 已足夠。重點在於曝光時間的控制，建議從 100 µs 開始測試，視火焰亮度調整，避免過曝導致鋒面細節消失。光圈建議使用 f/4–f/8，在景深與進光量之間取得平衡。
噴霧燃燒與液態燃料霧化：液滴直徑通常在 10–100 µm 範圍，液滴速度可達數十 m/s，需要 5,000 fps 以上配合 1–5 µs 短曝光來凍結液滴運動。此時環境光往往不足，建議搭配連續光源（LED 背光板）或脈衝雷射片光源，讓液滴呈現清晰的暗場或亮場輪廓。
爆燃轉爆轟（DDT）記錄：這是對幀率需求最高的場景，衝擊波速度可達 1,500–2,500 m/s，若要在 10 cm 的管道視窗內解析波面位置，幀率通常需要 20,000 fps 以上，並搭配外部壓力觸發以精準抓取事件時間點。HAS-EF 支援多段式記憶體切割，可在觸發前後分別保留影像，確保不錯過爆燃轉換的關鍵瞬間。
工業安全測試：粉塵爆炸、可燃氣體洩漏點火等場景需要機器具備一定的防護距離靈活性。HAS-EF 的機身緊湊，搭配長焦鏡頭可在 3–5 公尺外拍攝，減少設備損毀風險。觸發方式可採用雷射絆線或聲音觸發器，無需人員靠近。
DITECT 各機型規格比較：找到最適合您實驗室的型號
DITECT 目前在東茂代理的機型涵蓋不同應用取向，下表整理各型號的核心規格，協助研究人員在 ditect 燃燒 高速攝影需求之外，也能快速釐清其他場景的適用性：
| 型號 | 感光元件類型 | 最高幀率（全解析度） | 感光度特色 | 主要設計取向 | 典型應用 |
|---|---|---|---|---|---|
| HAS-EF | 科研級高靈敏度 CMOS | 數千 fps（全解析度） | 高感光度、低雜訊 | 科研燃燒、爆炸、流場 | 燃燒可視化 / 爆炸衝擊波 / PIV |
| HAS-U1 | 通用型 CMOS | 數千 fps（全解析度） | 均衡感光表現 | 通用工業與科研 | 產線 QC / 汽車碰撞 / PIV 量測 |
| HAS-D71 | 全域快門 CMOS | 數千 fps（全解析度） | 抗運動模糊 | 高速金屬成形、鑄造 | 金屬成形 / 鑄造製程 / 衝壓觀察 |
| HAS-D73 | 高解析度全域快門 CMOS | 數千 fps（全解析度） | 高解析精細觀察 | 半導體封裝精密量測 | Wire Bond 觀察 / 半導體封裝 QC |
| HAS-EX | 輕量化 CMOS | 數千 fps（全解析度） | 便攜外場應用 | 外場量測、現場診斷 | 外場運動分析 / 便攜式 QC |
從表格可以看出，HAS-EF 在感光度與低雜訊方面的最佳化，使其成為燃燒研究的首選。若您的實驗同時需要兼顧燃燒可視化與 PIV 流場量測，HAS-EF 與 HAS-U1 的組合是目前多個研究團隊採用的雙機同步方案，前者負責拍攝火焰發光，後者搭配雷射片光源拍攝示蹤粒子速度場，兩機透過同步訊號對齊時間軸，可在同一實驗次數內同時取得火焰面位置與速度向量場。
實際應用案例：燃燒實驗室如何部署 HAS-EF
以下整理幾個東茂服務過的研究場景（細節依保密需求調整），說明 HAS-EF 在實際實驗中如何發揮作用。
案例一：預混湍流火焰的火焰面積分析
某大學能源研究所在研究不同當量比下的湍流燃燒速度時，需要量化每幀影像中的火焰鋒面面積。使用 HAS-EF 以 3,000 fps 拍攝本生燈火焰，搭配 OH* 濾鏡濾除背景散射光，得到清晰的火焰鋒面輪廓。後處理採用閾值分割法計算每幀的火焰面積，統計數百幀後得到火焰面積的機率密度分布，進一步推算湍流燃燒速度。實驗組反映，HAS-EF 在低亮度的稀薄火焰條件下，信噪比明顯優於同價位的一般工業高速相機，節省了大量後處理的降噪時間。
案例二：柴油噴霧燃燒的噴霧形態記錄
某汽車引擎研究中心在進行高壓直噴燃燒室可視化時，需要同時記錄噴霧霧化過程與後續點火燃燒。實驗設置採用 HAS-EF 以 10,000 fps 拍攝，搭配脈衝 LED 背光與 ND 濾鏡組合，在噴霧階段記錄液滴分布，在點火後切換為自然發光模式記錄火焰傳播。HAS-EF 的多段記憶體功能讓研究人員在單次噴射事件內完整保留從噴霧到燃燒的全過程，避免了分次實驗帶來的條件重現性問題。
案例三：爆炸安全測試的衝擊波可視化
某工業安全測試機構在評估可燃氣體洩漏場景時，需要記錄點火後爆炸波的擴散速度。HAS-EF 架設於防護玻璃後方約 4 公尺處，以 20,000 fps 拍攝，觸發訊號來自管道內的壓力感測器。影像清晰呈現了爆炸波鋒面的形態與傳播路徑，搭配影像追蹤軟體計算出各時間點的波速，結果與理論計算值吻合度高，為後續的安全距離評估提供了直接的視覺證據。
以上三個案例呈現了 HAS-EF 在不同燃燒研究場景下的彈性。東茂提供到場 DEMO 服務，研究人員可以在自己的實驗室環境中直接測試，確認 HAS-EF 是否符合特定實驗條件，再決定採購或租借方案。
燃燒研究選機常見問題
問：HAS-EF 可以搭配雷射片光源做 OH-PLIF 實驗嗎？
答：可以。HAS-EF 支援外部電子快門與觸發訊號輸入，可與脈衝雷射的 Q-switch 訊號同步，實現逐脈衝對應拍攝。不過 PLIF 實驗通常還需要搭配 ICCD（增強型 CCD）相機來做螢光訊號的時間門控，HAS-EF 本身並非 ICCD，因此適合作為 PLIF 系統的輔助相機（拍攝火焰自然發光），或在不需要奈秒級時間門控的 CH* / OH* 自然發光成像實驗中擔任主力。
問：拍攝爆炸場景時，HAS-EF 的機身耐衝擊嗎？
答：HAS-EF 本身並非軍規防爆設計，建議搭配防護罩或遠距架設（4 公尺以上）來保護設備。東茂提供租借服務，若是單次爆炸測試實驗，租借反而比採購更具彈性，同時可由工程師現場協助架設與參數設定，降低設備損毀風險。
問：HAS-EF 與 HAS-U1 在燃燒拍攝上的差異是什麼？
答：HAS-U1 是通用型機種，適合大多數工業與科研場景；HAS-EF 則針對燃燒、爆炸、流場可視化等科研應用做了感光度與動態範圍的最佳化，在低亮度火焰（如稀薄預混、低溫氧化）環境下，HAS-EF 的信噪比表現明顯更好。如果實驗場景亮度充足（例如高溫碳氫燃料擴散火焰），兩者差距會縮小；若實驗需要低光源或高精度強度定量分析，HAS-EF 是更合適的選擇。
問：東茂有提供 HAS-EF 的試用或 DEMO 服務嗎？
答：有的。東茂提供到場 DEMO 服務，工程師可攜帶機器至您的實驗室，針對您的實際燃燒裝置進行現場測試，協助確認最佳幀率、曝光時間與觸發方式設定。這項服務對於首次導入高速攝影的研究團隊特別有幫助，可以在決策前先確認拍攝效果。
問：高速攝影機拍燃燒實驗，記憶體容量夠用嗎？
答：這是很多研究人員的實際顧慮。以 HAS-EF 為例，以 5,000 fps 拍攝時，每秒產生的資料量相當可觀，內建記憶體通常可以記錄數秒到數十秒的影像，視解析度設定而異。對於持續時間較短的燃燒事件（如單次點火、噴射），通常綽綽有餘；若需要長時間連續記錄，建議與東茂工程師討論記憶體分配策略或採用分段觸發的方式來最大化有效記錄時間。
聯繫東茂，讓 DITECT HAS-EF 進入您的燃燒實驗室
燃燒研究的品質取決於影像是否能真實還原火焰的動態行為。DITECT HAS-EF 在 ditect 燃燒 高速攝影領域的表現，已在多個研究機構與工業測試中心獲得驗證。東茂儀器科技作為 DITECT 台灣代理商，提供完整的售前諮詢、到場 DEMO、採購與租借方案，以及長期的技術售後支援。
若您正在規劃燃燒實驗室的影像系統升級，或是有單次測試的拍攝需求，歡迎直接聯繫東茂，說明您的實驗對象與拍攝條件，工程師將為您評估最適合的機型與設定方案。
📞 電話：04-8857599
🌐 網站：hsc.tw
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。