Page 95 - 无损检测2021年第十期

实践经验

DOI : 10.11973 / ws j c202110012

红外热波检测技术在文物保护中的应用

吴卓桥 , 陶 宁 , 李晓丽 , 雷 勇 , 曲 亮 , 严 静 , 马珍珍 , 杨 雪 , 张存林 1
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( 1. 首都师范大学 物理系 太赫兹光电子学教育部重点实验室 北京成像技术高精尖创新中心, 北京 100048 ;

2. 北京物资学院 物流学院 北京市物流系统与技术重点实验室, 北京 101149 ;
3. 故宫博物院, 北京 100009 ; 4. 陕西省考古研究院, 西安 710043 )

摘 要: 介绍了红外热波检测技术的基本原理及相关热传导理论, 对于目前文物检测中遇到
的定性或定量检测问题, 给出了使用红外热波无损检测技术成功解决的典型案例, 充分表明红外热
波无损检测技术可适用于多种材料和复杂结构的文物检测, 可实现安全快速、 非接触和原位检测,
可提供文物结构和内部病害信息, 为文物保护与修复提供了一种新的无损检测和评估方法。

关键词: 红外热波检测; 热层析; 壁画检测; 文物

中图分类号: TG115.28 文献标志码: B 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 10-0053-06

A pp licationofinfraredthermalwavedetectiontechnolo gy inthe p rotectionofculturalrelics

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WUZhuo q iao , TAONin g LIXiaoli , LEIYon g Q ULian g YANJin g MAZhenzhen , YANGXue , ZHANGCunlin 1
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( 1.Bei j in gAdvancedInnovationCenterforIma g in gTheor y andTechnolo gy , Ke yLaborator y ofTerahertzO p toelectronicsof

Ministr y ofEducation , De p artmentofPh y sics , Ca p italNormalUniversit y , Bei j in g 100048 , China ;

2.Bei j in gKe yLaborator y ofLo g isticsS y stemandTechnolo gy , SchoolofLo g istics , Bei j in gWuziUniversit y , Bei j in g 101149 , China ;

3.ThePalaceMuseum , Bei j in g 100009 , China ; 4.ShaanxiAcadem y ofArchaeolo gy , Xi'an710043 , China )

Abstract : Thebasicp rinci p lesofinfraredthermalwavenondestructivetestin gtechnolo gyandrelatedima g e

p rocessin gal g orithmsareintroduced.Forthecurrentq ualitativeorq uantitativep roblemsencounteredinthe

detectionofculturalrelics , t yp icalcasesthathavebeensuccessfull ysolvedb yusin ginfraredthermalwave

nondestructivetestin gtechnolo gyareg iven , whichfull ydemonstratesthatinfraredthermalwavenondestructive

testin g technolo gy canbea pp liedtothedetectionofculturalrelicsofvariousmaterialsandcom p lexstructures.The

technolo gy canrealizesafe , fast , non-contactandin-situdetectionoftheculturalrelicsandcanac q uiretheirinternal

diseaseinformation , thus p rovidin g anewnondestructivetestin g andevaluationmethodforculturalrelics p rotection

andrestoration.

Ke ywords : infraredthermalwavetestin g ; thermaltomo g ra p h y ; muraldetection ; culturalrelics
文物是人类在社会活动中遗留下来的具有历史、 落、 霉变和锈蚀等多种病害。壁画的表面会随着时间
艺术、 科学价值的遗物和遗迹。文物的保护管理和科 的推移而发生变化, 温度和湿度的变化使壁画内部发
学研究, 对人们认识自己的历史, 揭示人类社会发展 生松动, 从而产生分层、 剥落, 并从木框上脱落 [ 1-2 ] 。
的客观规律, 认识并促进当代和未来社会的发展具有 若铸铁文物或青铜器文物没有在恒温恒湿的环境下
重要意义。文物受地下水、 土壤酸碱度、 地震、 环境温 保存, 其表面或内壁会生成锈蚀。能够无损、 准确地
度和湿度变化等因素的影响, 会出现开裂、 空鼓、 脱 检测出文物内部结构、 确定病害情况对科学设计保护
方案尤为重要 [ 3-4 ] 。 X射线检测和 CT ( 电子计算机断
层扫描) 技术已经广泛应用于文物的无损检测中, 但
收稿日期: 2021-07-27
很多情况下受操作空间的限制, 需要特定的防护装
作者简介: 吴卓桥( 1995- ), 男, 博士研究生, 主要从事红外热成
像方向的研究工作 置, 其并不适用于现场检测。红外热波成像技术具有
通信作者: 陶 宁, nin g tao _ p h y @cnu.edu.cn 适用性广、 非接触式测量、 检测速度快、 检测精度高、
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2021年 第43卷 第10期
无损检测