許校武

新疆建筑科學研究院（有限責任公司） 新疆烏魯木齊 830054

在工業(yè)故障診斷領域中，紅外線熱成像技術作為一種主要的檢測診斷方式得到了廣泛應用。這種方式有一個很大的好處即可以在工作狀態(tài)下進行各種檢查，在正常的工作環(huán)境下獲得準確數(shù)據(jù)，而運行中的生產(chǎn)流程完全不受影響。最初紅外線熱成像技術在電力設備檢查領域得到應用，逐步發(fā)展成一種比較成熟的技術手段運用于許多生產(chǎn)領域。

1 紅外線熱像技術的原理

紅外線是在尋找新的光學介質(zhì)的時候被意外發(fā)現(xiàn)的，通常將其作為一種熱輻射形式簡稱為“紅外線”。熱像儀使用紅外光譜波段，可劃分為四個小波段，近紅外線波段0.75μm-3μm，近紅外線波段3μm-6μm，遠紅外線波段6μm-15μm，超遠紅外線波段15μm-100μm，人眼所能看到的光線為可見光波段在0.38μm-0.75μm之間。通過物理學原理可知，所有絕對零度以上的物質(zhì)，其內(nèi)部分子運動作用下都會輻射紅外線。紅外線熱像儀部件主要有光學成像物鏡和紅外探測器，紅外探測器探測到紅外線反映到光敏元上，再轉換成電子信號，經(jīng)過處理后形成熱像圖?，F(xiàn)代意義上的紅外線熱成像技術系統(tǒng)主要分為：主動型變相管（發(fā)射搜尋光束）系統(tǒng)和被動型光子探測器（不發(fā)射搜尋光束）系統(tǒng)[1]。

2 紅外線熱像技術在建筑工程中的應用

（1）在建筑外圍護結構上粘貼一層不導熱材料，是墻體節(jié)能工程中重要的一項，主要起到保溫降低能耗的作用。根據(jù)JGJ/T132-2009《居住建筑節(jié)能檢測標準》和JGJ/T177-2009《公共建筑節(jié)能檢測標準》規(guī)定，采用紅外線熱像儀對外圍護結構進行熱工缺陷檢測，為后續(xù)外圍護結構熱橋部位內(nèi)表面溫度，圍護結構主體部位傳熱系數(shù)，外圍護結構隔熱性能等檢測提供影像數(shù)據(jù)支持[1]。熱工缺陷檢測是對外圍護結構內(nèi)外表面進行普測，通過紅外熱成像圖“熱斑”發(fā)現(xiàn)異常部位劃分出具體區(qū)域后，再進行詳細檢測分析，紅外線熱成像檢查是圍護結構節(jié)能檢測前期最主要的工作，起到整個檢測工作的引導作用。

（2）紅外熱成像特別適合于帶電設備診斷檢查，建筑工程電力系統(tǒng)安裝完畢后，進入試運行使用階段，當出現(xiàn)問題后需要停電測量線路，耗費大量人力物力對連接點設備進行排查，很可能接觸電阻大的發(fā)熱點沒能檢查出來，而好的接點反而電阻增大，一時難找到問題的根源所在，這時可以使用紅外熱像儀對變配電設備進行非接觸式的快速檢查，通過對熱成像圖高溫點數(shù)據(jù)分析，明確部位的檢修點。通過使用紅外熱成像技術能提前預知設備故障、發(fā)現(xiàn)設備缺陷，及時采取有效措施制止故障發(fā)生提供了可行性條件，避免了故障的發(fā)生，保證了電力系統(tǒng)的正常運行[2]。

（3）紅外熱成像對建筑外墻飾面磚粘結空鼓缺陷的檢查。很多建筑在外墻裝飾時都貼了飾面磚，飾面磚從墻面脫落從高空中墜落，造成人員傷亡財物損失的問題也隨之出現(xiàn)。用紅外熱成像檢查建筑外墻飾面磚粘結空鼓缺陷適合滿粘法施工的工程，選擇合適的時間對飾面磚墻面進行檢查是關鍵，通常，當暴露在太陽光或升溫的空氣中時，外墻表面的溫度升高，空鼓部位的溫度比正常部位的溫度高；相反，當陽光減弱或氣溫降低，外墻表面溫度下降時，剝落部位的溫度比正常部位的溫度低，因此當熱流從表面進人建筑物飾面層時，即會在空鼓即等缺陷部位受到空氣阻擋發(fā)生熱堆積，使該處的紅外熱像呈“熱斑”等特征。由紅外熱像“熱斑”出現(xiàn)的部位、持續(xù)時間等特征推知存在飾面磚粘結質(zhì)量問題的區(qū)域范圍。發(fā)現(xiàn)缺陷后，可采用錘擊法和拉拔試驗驗證檢測結果。

（4）紅外線熱成像技術在建筑門窗氣密性檢查中的應用。建筑物外門窗氣密性能已成為降低采暖建筑冬季能耗的關鍵因素之一，主要表現(xiàn)在門窗洞口與門窗本體外框各部件結合處。在現(xiàn)場氣密性試驗中，門窗的正負壓單位滲透量達不到要求，一部分原因是門窗洞口尺寸未按設計要求施工，或缺陷未能及時修補好，施工人員強行將門窗裝入，造成了門窗的變形，使門窗密封不嚴導致透氣漏風。有些時候細微的變化我們?nèi)庋酆茈y判斷，這時我們采用紅外熱成像技術，對熱斑溫差進行數(shù)據(jù)分析，就能很快找出滲透變形區(qū)域[3]。紅外熱像圖能科學公正的、直觀的分析出缺陷部位，準確找到原因所在，對隱蔽缺陷問題進行及時有效地處理。

3 影響紅外線熱像技術測試的原因

（1）發(fā)射率。確定被測物體發(fā)射率，消除發(fā)射率設置造成的檢測誤差，可以從規(guī)范標準或設備使用說明書中查找，如沒有也可以現(xiàn)場實際測定發(fā)射率?，F(xiàn)場測定發(fā)射率主要采用涂料法和接觸溫度法。

（2）環(huán)境和溫度?，F(xiàn)場檢測室內(nèi)外環(huán)境應選擇在晴朗、風速低、沒有霧、粉塵、煙霧、水蒸氣的環(huán)境下進行。被測物體內(nèi)外溫差在10℃左右適宜，這樣拍攝出來的紅外熱像圖冷熱點缺陷明顯清晰[4]。

（3）拍攝角度和距離。從不同的角度和距離拍攝出來的熱像圖可能存在效果差異，所以在拍攝熱像圖時應保持水平拍攝，控制仰角≤45°拍攝，有助于對所拍攝褥到的圖像進行分析和處理.確保圖像分析處理的實際性和準確性。

4 結語

綜上所述紅外線熱成像技術在建筑工程中應用起到舉足輕重的作用，將大量繁瑣的檢測步驟簡化，減少重復工作量，降低工作成本，提高檢測精度和準確度。紅外線熱成像技術在建筑工程中只是起步階段，是在工程摸索實踐中前行，但從長遠角度看，紅外熱成像技術檢測是科學技術發(fā)展的必然趨勢。