红外热像仪在文物表面探测中的应用案例

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。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。
红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
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，危害壁画保存安全的重要因素，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。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1 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1 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文物保存的罪魁祸首，金川湾石窟为三阶教的刻经石窟，刻经的珍稀程度、数量之大应为现存的中国刻经石窟中最重要的石窟之一。但由于年代久远，毛细水的侵蚀，经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……图2 所示为金川湾石窟主佛背部毛细水分布热图，图中红色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色区域。根据热图不同颜色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）