紅外熱像儀在文物表面探測中的應用

發表于：2011/1/19 9:59:13 標簽：紅外熱像儀
紅外檢測屬于非破壞檢測的范疇，它以不破壞被檢目標的使用性能為前提。紅外檢測就是利用紅外輻射原理對設備或材料及其它物體的表面進行檢驗和測量的專門技術，也是采集物體表面溫度信息的一種手段。紅外診斷技術是利用紅外技術來了解和掌握設備在使用過程中的狀態，確定其整體和局部是正常或異常，早期發現故障及其原因，并能預測故障發展趨勢的技術。紅外診斷技術屬于信息技術范疇。它是利用被診斷的目標所提供的紅外輻射信息，再經分析處理后去識別設備狀態是否正常。紅外熱像儀是唯一一種可以將熱信息瞬間可視化，并加以驗證的診斷技術。根據文物的熱圖顯示分析判斷文物保存狀態及推測病理研究，紅外熱像儀技術借助其非接觸、高效率、安全、直觀形象等諸多優勢獲得了廣泛關注，目前紅外熱像儀技術在文物領域的應用主要是檢測露天大型建筑、石窟、土遺址等毛細水的隱匿狀況以及對文物保護維修效果的測評。
　　應用實例：

　　①　陜西藍田水陸庵彩繪泥塑空鼓灌漿效果檢驗

　　空鼓是造成壁畫脫落，危害壁畫保存安全的重要因素，造成壁畫空鼓和損傷的原因是多種多樣的，利用紅外熱像儀可以方便地檢測壁畫空鼓狀況及對空鼓灌漿效果的評價。正常情況時，整個壁畫表層發生的紅外熱輻射應是均勻一致，反映在紅外熱成像上，相應區域的顏色是單一均勻的，不存在明顯的顏色差異，也就是說，不存在明顯的色彩異常區;當非正常時，如壁畫存在有空洞、不密實區、蜂窩等缺陷時，在這些部位，由于直接改變了壁畫表面與墻體的熱導通性，因此會存在相對于正常部位的紅外輻射異常。在這種情況下，紅外熱能圖片上反映的顏色非單一均勻。紅外處理熱能圖片上的顏色異常區，通過與可見光數碼照片的比較判斷，可以直觀明了地看到異常區的實際位置。圖2為藍田水陸庵壁畫空鼓灌漿試驗熱圖，從圖中可明顯發現有高溫異常帶，此為明顯空鼓區，高溫異常區表明灌漿效果不理想，需要重新灌漿。

　　

　　圖2 藍田水陸庵壁畫熱像圖(左側為熱圖，右側為可見光圖)

　　②　金川灣石窟毛細水分布狀況

　　毛細水的遷移一直是危害文物保存的罪魁禍首，金川灣石窟為三階教的刻經石窟，刻經的珍稀程度、數量之大應為現存的中國刻經石窟中最重要的石窟之一。但由于年代久遠，毛細水的侵蝕，經文風化脫落現象越來越嚴重，局部已經出現坍塌，探索毛細水的來源及分布情況對保護石窟意義重大。如果石窟不存在毛細水侵蝕，整個熱圖顏色是單一均勻的。圖3所示為金川灣石窟主佛背部毛細水分布熱圖，圖中紅色區域為毛細水密集區，因照相時間為冬季，窟內溫度在0℃以下，巖體內部毛細水趨向凝結的過程，在凝結過程中釋放一定的熱量使其周圍環境溫度明顯升高，顯示在熱圖為溫度高的紅色區域。根據熱圖不同顏色區域可以區分毛細水活動頻繁的區域。

　　

　　圖3 金川灣石窟毛細水分布熱像圖(左側為熱圖，右側為可見光圖)

　　(西安文物保護修復中心)

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