红外热像仪在文物表面病害探测中的应用

    （1）项目背景
    红外检测属于非破坏检测的范畴，它以不破坏被检目标的使用性能为前提。红外检测就是利用红外辐射原理对设备或材料及其它物体的表面进行检验和测量的专门技术，也是采集物体表面温度信息的一种手段。红外诊断技术是利用红外技术来了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体和局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预测故障发展趋势的技术。红外诊断技术属于信息技术范畴。它是利用被诊断的目标所提供的红外辐射信息，再经分析处理后去识别设备状态是否正常。红外成像是唯*种可以将热信息瞬间可视化，并加以验证的诊断技术。根据文物的热图显示分析判断文物保存状态及推测病理研究，红外热像技术借助其非接触、高效率、**、直观形象等诸多优势获得了广泛关注，目前红外热像技术在文物领域的应用主要是检测露天大型建筑、石窟、土遗址等毛细水的隐匿状况以及对文物保护维修效果的测评。
     （2）应用实例：
     ①　陕西蓝田水陆庵彩绘泥塑空鼓灌浆效果检验
    空鼓是造成壁画脱落，危害壁画保存**的重要因素，造成壁画空鼓和损伤的原因是多种多样的，利用红外热像仪可以方便地检测壁画空鼓状况及对空鼓灌浆效果的评价。正常情况时，整个壁画表层发生的红外热辐射应是均匀一致，反映在红外热成像上，相应区域的颜色是单一均匀的，不存在明显的颜色差异，也就是说，不存在明显的色彩异常区；当非正常时，如壁画存在有空洞、不密实区、蜂窝等缺陷时，在这些部位，由于直接改变了壁画表面与墙体的热导通性，因此会存在相对于正常部位的红外辐射异常。在这种情况下，红外热能图片上反映的颜色非单一均匀。红外处理热能图片上的颜色异常区，通过与可见光数码照片的比较判断，可以直观明了地看到异常区的实际位置。图2为蓝田水陆庵壁画空鼓灌浆试验热图，从图中可明显发现有高温异常带，此为明显空鼓区，高温异常区表明灌浆效果不理想，需要重新灌浆。

图2 蓝田水陆庵壁画热像图（左侧为热图，右侧为可见光图）

 

     ②　金川湾石窟毛细水分布状况
    毛细水的迁移一直是危害*物保存的罪魁祸首，金川湾石窟为三阶教的刻经石窟，刻经的**程度、数量之大应为现存的中国刻经石窟中*重要的石窟之一。但由于年代久远，毛细水的侵蚀，*文风化脱落现象越来越严重，局部已经出现坍塌，探索毛细水的来源及分布情况对保护石窟意义重大。如果石窟不存在毛细水侵蚀，整个热图颜色是单一均匀的。图3所示为金川湾石窟主佛背部毛细水分布热图，图中红*区域为毛细水密集区，因照相时间为冬季，窟内温度在0℃以下，岩体内部毛细水趋向凝结的过程，在凝结过程中释放一定的热量使其周围环境温度明显升高，显示在热图为温度高的红*区域。根据热图不同颜*区域可以区分毛细水活动频繁的区域。

图3 金川湾石窟毛细水分布热像图（左侧为热图，右侧为可见光图）
 

 

     （西安文物保护修复中心）