红外热成像无损检测石质文物渗水病害的实验研究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中 图分 类 号 ：Ｐ ６ ３ １ ． ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ
我 国作 为 一个 文 明古 国 ，拥 有 着无 数 见证 其
部传 递状 况 并 通 过 红外 热 像 仪 来 显 示 这 一 状 况 ，
漫长 历 史 的石 质 文物 ，包 括 石 窟 、岩 画 、石 桥 、
从而 鉴 定该 物体 质 量 的一 种方 法 ．当物体 内部存
射 线 检 测 成 本 高 、周 期 长 ，不 适 于 现 场 在 线 检
。
本 文 通过 实验 模 拟研 究 ，探 讨 了应 用 红外 热
成 像 技术 检测 石 质文 物渗 水 病 害 的可行 性 ，为分
析石 质文物 渗水 病害 特征 提供 了方法 参考 。
２ 不 同湿 度岩 石 的热像 变化特 征 实验研 究
现场 检测 。本文 应 用红 外热 成 像 法对 太 阳 照射 下 不 同湿度 岩 石 的热像 变 化 特征 作 了实 验 研究 ，验 证 了应用 红 外热 成 像技 术 检测 石 质文 物 渗水 病 害
的可行性 。
１ ６ ： ０ ０进 行 。各 岩石 试 块在 实 验 前 不存 在 温 度 差
摘
要 目前 ，大型石质文物亟 需一种 新型无损检测技 术来现 场检 测其病 害情 况。本文通过物
理 模 拟 方 法 ．应 用 红 外 热 成 像 无 损 检 测 技 术 对 太 阳 照射 下 不 同湿 度 岩 石 的 热 像 变化 特 征 作 了 实验 研
究．验证 了应 用红 外热成像技术检测石质 文物渗 水病 害的可行性 。 关键词 红外热成像 ；无损检测 ；石质文物 ；渗水病 害
・
２ ０ ・
第 １ ５卷 第 ６期
２ ０ １ ３年 １ ２ 月
全程 连 续浇 水 的 ４块岩 石 进行 实 验 。利 用红 外 热
像 仪在 岩块 的正前 方 １ ． ５米 处 进行 观测 ．观 测 不 同含 水 性 岩 石 在 太 阳 照射 下 的辐 射 温 度 变 化 特
征 。实 验 当 天 为 晴 天 ，时 间 为 上 午 １ ０ ： ５ ｌ ～ 下 午
石碑 、石 雕 、岩墓 、古 建 筑 等 多 种 类 型 。然 而 ，
这些 难得 的艺 术 珍 品 ，在漫 长 的岁月 变 迁 中 ， 由
在裂 缝 和缺 陷 时 ，它将 改 变物 体 的热 传 导 ，使 物
体 表 面温度 分 布产 生差 别 ，再 用 红外 热像 仪 捕 捉 物 体表 面 温度 状况 ，进而 分 析缺 陷 的大 小位 置 等
异 ，并 保持 与周 围环境 一致 。
２ ． ２ 实验 结 果
１ 红外 热成 像检 测理 论基 础
在 自 然 界 中 ． 任 何 高 于 绝 对 温 度 零 度 （ 一 ２ ７ ３ ℃ ） 的物 体 都 是 红 外 辐 射 源 ，红 外 线 的辐 射 特性 是 红外 热成 像 的理 论依 据 和 检测 技 术 的重 要 物理 基 础 。红外 无 损检 测 是 通过 热量 在 物 体 内
法 只限于 铁磁 性 材料 ；渗透 法 只 能检 测 表 面开 口
缺 陷 ，不 能检 测表 面多孔 性 材 料 ：激 光全 息 检测 需 暗 室 防震操 作 ，检 测 效率 低 。因此 ，亟需 一种
新型 无损 检测 技 术对 野 外 大型 石 质文 物 病 害进行
分别 使 用 了 自然 干燥 、含 水 ５ ０ ％ 、饱 水 以及 实 验
第１ ５ 卷 第６ 期
２ ０ １ ３正 １ ２ ） ｑ
辽 宁 省 交 通 高 等 专 科 学 校 学 报
Ｊ ＯＵ Ｒ ＮＡ Ｌ Ｏ Ｆ Ｌ Ｉ ＡＯ ＮＩ ＮＧ Ｐ ＲＯＶＩ ＮＣＩ ＡＬ ＣＯＬＬＥＧＥ ＯＦ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴＩ ＯＮＳ
Ｖｏ １ ．１ ５ ＮＯ ．６
２ ． ２ ． １ 岩石 热像 演化 特征
图 １是实 验 过程 中获得 的红外 热像 。热像 主
要显示 以下特征 ：
（ １ ）实验 开 始 时 ，各块 岩 石 的温 度不 同 ，温
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ９ — １ ４
作者 简介 ：张慧 慧 （ １ ９ ８ ２ 一 ） ，女 ，辽 宁沈 阳人 ，讲师 。硕 士 。研究 方 向 ：测绘 、红 外遥 感方 向 。
２ ． １ 实 验 方 案
实验 选 择使 用 Ｖ ａ ｒ ｉ ｏ Ｓ Ｃ ＡＮ一 ３ ０ ２ １ Ｓ Ｔ高分 辨 率 制冷 、扫描 式红 外 热成 像 系统 。为突 出不 同岩 石
的含 水 性差 异 。选 择 空 隙度 大 的砂 逐 点 扫描 、检测 效 率低 ；磁粉
情况。
于 自然 和人 为 因素 的破 坏 。都 遭 受着 不 同程 度 的 风化 侵 蚀 。如何 准 确评 价 石质 文 物病 害 严 重程 度
及 发展 趋势 并保 证 检测 对 象受 到 的危 害 最 小 ，成
渗 水 是石 质 文物 产生 各 种病 害 的 主要 原 因之
一
为 当前文 物保 护领 域亟 待解决 的问题 。 随着 科 学技 术 的不 断 进 步 。各种 无 损 检测 技 术 也 日趋完 善 ，已发展 了五 大标 准 检测 技 术 ：射 线 检测 、超声 检测 、磁粉 检 测 、渗 透检 测 和 电磁 检测 。这些方 法各有 所长 ，却 也各有 其局 限性 ［ １ ］ 。
Ｄｅ ｃ ． ２ ０ １ ３
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ８ — ３ ８ １ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ２ ０ — ２ ０
红外热成像无损检测石质文物渗水病害的实验研究
张 慧慧ｌ １
（ １ ． 辽 宁 省 交 通 高 等 专 科 学 校 ，辽 宁 沈 阳 １ １ ０ １ ２ ２；２ ． 东北大学３ Ｓ 与 数 字 矿 山研 究 所 ，辽 宁 沈 阳 １ １ ０ ０ ０ ４）
我 国作 为 一个 文 明古 国 ，拥 有 着无 数 见证 其
部传 递状 况 并 通 过 红外 热 像 仪 来 显 示 这 一 状 况 ，
漫长 历 史 的石 质 文物 ，包 括 石 窟 、岩 画 、石 桥 、
从而 鉴 定该 物体 质 量 的一 种方 法 ．当物体 内部存
射 线 检 测 成 本 高 、周 期 长 ，不 适 于 现 场 在 线 检
。
本 文 通过 实验 模 拟研 究 ，探 讨 了应 用 红外 热
成 像 技术 检测 石 质文 物渗 水 病 害 的可行 性 ，为分
析石 质文物 渗水 病害 特征 提供 了方法 参考 。
２ 不 同湿 度岩 石 的热像 变化特 征 实验研 究
现场 检测 。本文 应 用红 外热 成 像 法对 太 阳 照射 下 不 同湿度 岩 石 的热像 变 化 特征 作 了实 验 研究 ，验 证 了应用 红 外热 成 像技 术 检测 石 质文 物 渗水 病 害
的可行性 。
１ ６ ： ０ ０进 行 。各 岩石 试 块在 实 验 前 不存 在 温 度 差
摘
要 目前 ，大型石质文物亟 需一种 新型无损检测技 术来现 场检 测其病 害情 况。本文通过物
理 模 拟 方 法 ．应 用 红 外 热 成 像 无 损 检 测 技 术 对 太 阳 照射 下 不 同湿 度 岩 石 的 热 像 变化 特 征 作 了 实验 研
究．验证 了应 用红 外热成像技术检测石质 文物渗 水病 害的可行性 。 关键词 红外热成像 ；无损检测 ；石质文物 ；渗水病 害
・
２ ０ ・
第 １ ５卷 第 ６期
２ ０ １ ３年 １ ２ 月
全程 连 续浇 水 的 ４块岩 石 进行 实 验 。利 用红 外 热
像 仪在 岩块 的正前 方 １ ． ５米 处 进行 观测 ．观 测 不 同含 水 性 岩 石 在 太 阳 照射 下 的辐 射 温 度 变 化 特
征 。实 验 当 天 为 晴 天 ，时 间 为 上 午 １ ０ ： ５ ｌ ～ 下 午
石碑 、石 雕 、岩墓 、古 建 筑 等 多 种 类 型 。然 而 ，
这些 难得 的艺 术 珍 品 ，在漫 长 的岁月 变 迁 中 ， 由
在裂 缝 和缺 陷 时 ，它将 改 变物 体 的热 传 导 ，使 物
体 表 面温度 分 布产 生差 别 ，再 用 红外 热像 仪 捕 捉 物 体表 面 温度 状况 ，进而 分 析缺 陷 的大 小位 置 等
异 ，并 保持 与周 围环境 一致 。
２ ． ２ 实验 结 果
１ 红外 热成 像检 测理 论基 础
在 自 然 界 中 ． 任 何 高 于 绝 对 温 度 零 度 （ 一 ２ ７ ３ ℃ ） 的物 体 都 是 红 外 辐 射 源 ，红 外 线 的辐 射 特性 是 红外 热成 像 的理 论依 据 和 检测 技 术 的重 要 物理 基 础 。红外 无 损检 测 是 通过 热量 在 物 体 内
法 只限于 铁磁 性 材料 ；渗透 法 只 能检 测 表 面开 口
缺 陷 ，不 能检 测表 面多孔 性 材 料 ：激 光全 息 检测 需 暗 室 防震操 作 ，检 测 效率 低 。因此 ，亟需 一种
新型 无损 检测 技 术对 野 外 大型 石 质文 物 病 害进行
分别 使 用 了 自然 干燥 、含 水 ５ ０ ％ 、饱 水 以及 实 验
第１ ５ 卷 第６ 期
２ ０ １ ３正 １ ２ ） ｑ
辽 宁 省 交 通 高 等 专 科 学 校 学 报
Ｊ ＯＵ Ｒ ＮＡ Ｌ Ｏ Ｆ Ｌ Ｉ ＡＯ ＮＩ ＮＧ Ｐ ＲＯＶＩ ＮＣＩ ＡＬ ＣＯＬＬＥＧＥ ＯＦ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴＩ ＯＮＳ
Ｖｏ １ ．１ ５ ＮＯ ．６
２ ． ２ ． １ 岩石 热像 演化 特征
图 １是实 验 过程 中获得 的红外 热像 。热像 主
要显示 以下特征 ：
（ １ ）实验 开 始 时 ，各块 岩 石 的温 度不 同 ，温
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ９ — １ ４
作者 简介 ：张慧 慧 （ １ ９ ８ ２ 一 ） ，女 ，辽 宁沈 阳人 ，讲师 。硕 士 。研究 方 向 ：测绘 、红 外遥 感方 向 。
２ ． １ 实 验 方 案
实验 选 择使 用 Ｖ ａ ｒ ｉ ｏ Ｓ Ｃ ＡＮ一 ３ ０ ２ １ Ｓ Ｔ高分 辨 率 制冷 、扫描 式红 外 热成 像 系统 。为突 出不 同岩 石
的含 水 性差 异 。选 择 空 隙度 大 的砂 逐 点 扫描 、检测 效 率低 ；磁粉
情况。
于 自然 和人 为 因素 的破 坏 。都 遭 受着 不 同程 度 的 风化 侵 蚀 。如何 准 确评 价 石质 文 物病 害 严 重程 度
及 发展 趋势 并保 证 检测 对 象受 到 的危 害 最 小 ，成
渗 水 是石 质 文物 产生 各 种病 害 的 主要 原 因之
一
为 当前文 物保 护领 域亟 待解决 的问题 。 随着 科 学技 术 的不 断 进 步 。各种 无 损 检测 技 术 也 日趋完 善 ，已发展 了五 大标 准 检测 技 术 ：射 线 检测 、超声 检测 、磁粉 检 测 、渗 透检 测 和 电磁 检测 。这些方 法各有 所长 ，却 也各有 其局 限性 ［ １ ］ 。
Ｄｅ ｃ ． ２ ０ １ ３
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ８ — ３ ８ １ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ２ ０ — ２ ０
红外热成像无损检测石质文物渗水病害的实验研究
张 慧慧ｌ １
（ １ ． 辽 宁 省 交 通 高 等 专 科 学 校 ，辽 宁 沈 阳 １ １ ０ １ ２ ２；２ ． 东北大学３ Ｓ 与 数 字 矿 山研 究 所 ，辽 宁 沈 阳 １ １ ０ ０ ０ ４）