红外热像仪在建筑外墙饰面检测中的应用


房屋外墙饰面层的空鼓乃至坠落问题一直是“高空的隐形破坏者”，严重威胁着人们的生命及财产安全。红外热像技术在房屋检测中的应用是一门较新的学科，国内外对此做了一些研究。下面就红外热像仪的基本原理及其在外墙检测中的应用作简单分析。

1红外热像检测技术简介

红外热像仪是对温度值进行计算的一种检测设备，能将探测到的热量精确量化，不仅能够观察热图像，还能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。

红外线是波长0.78-1000μm的电磁波。测量高温物体的红外热像仪采用3~5μm波段，测量室温和低温物体的红外热像仪采用8-14μm波段。任何高于绝对温度零度的物体都是红外辐射源，当物体内部存在缺陷时，它将改变物体的热传导，使物体表面温度分布发生变化。红外检测仪可以测量表面温度分布变化，探测缺陷位置。

红外检测技术的特点：探测器焦距20cm~无穷远，适用于非接触大面积的遥测；探测器只响应红外线，故白天、黑夜均可以工作；红外热像仪温度分辨率高达0.1-0.02℃，探测变化温度的精度高；测温范围-50~2000℃，应用领域宽；摄像速度1~30帧/s，可作静、动态目标温度变化的探测。

1.1红外热像检测技术的基本原理

红外无损检测是测量通过物体的热量和热流来鉴定该物体质量的一种方法，红外热像的理论基于热辐射定律和热传导微分方程。
根据热辐射定律，一个物体的红外辐射能可表达如下：

利用红外热像仪将物体辐射的功率信号转换成电信号后，成像装置的输出信号就可以完全一一对应地模拟扫描物体表面热分布相应的热像图。运用这一方法，便能实现对目标进行远距离热状态成像和测温，并对被测物体的状态进行分析判断。

1.2红外热像检测建筑外墙饰面层的技术要求

适用于建筑外墙饰面安全检测的红外热像仪，应具有检测物体发出的红外线放射能的红外传感器和将测得的信号图像化的装置，同时包括图像处理、分析、储存、输出装置等设备。用于建筑外墙饰面层粘结缺陷检测的红外热像仪宜选用8~13μm波段的长波机。

(1)红外热像仪的性能指标应符合下列要求：1)检测范围宜在-20-100℃；2)最小分辨温差应小于0.1℃；3)检测精度宜在±0.5%满量程以内；4）所得图像像素范围不宜小于300dpix200dpi；5)瞬间可见区域不应小于2.5mrad。

(2)红外热像仪的使用环境应符合下列要求：(1)环境温度在0-40℃；(2)容许湿度RH小于或等于90%，无结露；(3)镜头严禁受阳光直射；(4)测定位置、角度不应对于图像处理的精度产生影响。

(3)红外热像检测的优点：红外热像是一种非接触式的测量技术，不会破坏被测温度场。直观显示物体表面的温度场；温度分辨率高，一般可达01℃；可采用多种信号显示，可进行数据存储、计算机处理、几何处理；操作简单，携带方便。

2红外热像技术在建筑外墙饰面检测中的应用

新旧建筑墙体砂浆粉层剥离，将导致渗漏，大面积脱落，可能酿成重大事故。墙身缺陷和损伤的存在，降低了热传导性，太阳照射后的热辐射和传导使缺陷、损伤处的温度分布与质量完好地面层的温度分布产生明显差异，经红外成像高精度的温度分辨，能直观检出缺陷和损伤的所在。

红外热像仪检测外墙饰面应在无雨、低风速的环境条件下进行，检测时应考虑建筑物的方位、日照情况、周边环境有无遮挡等因素，选择最佳拍摄时间，对红外图像进行处理分析，判断外墙饰面损坏情况。

3结论

红外热像技术主要是使用红外热像仪将物体表面的温度场摄取，再转化为图像信号，其重要特点是能远距离测量温度，具有非接触、远距离、实时、快速、全场测量等优点。红外线通过非接触地进行大面积检测，热图像可用直接可视的方式进行记录、显示。检测结果通过解析热图像可进行高精度分析。红外热像技术在房屋检测中的应用是一门较新的学科，在墙面、屋面渗漏检查、管道渗漏检测、火灾后建筑物检测等许多领域具有广泛用途。

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