使用紅外熱成像監(jiān)測土木結(jié)構(gòu)

橋梁，道路，供水和下水道系統(tǒng)，港口，機(jī)場建筑物等混凝土結(jié)構(gòu)是我們生活中不可或缺的組成部分，對(duì)這些結(jié)構(gòu)的運(yùn)行中狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視對(duì)于確保公共安全至關(guān)重要。研究者比較了各種混凝土成像技術(shù)，得出的結(jié)論是，紅外熱成像可用于對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)程，快速和準(zhǔn)確的成像。由于混凝土的異質(zhì)組成，可變的粒度分布以及組成材料的不同特性，對(duì)混凝土進(jìn)行精確成像還需要額外的要求。并且介紹了紅外熱成像在檢測空隙和裂縫，壁畫脫落，壁粘結(jié)，水分夾帶以及供熱-通風(fēng)-空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)分析中的應(yīng)用。描述了紅外熱成像的各種民用應(yīng)用，例如建筑物的室內(nèi)和室外熱成像，供熱網(wǎng)絡(luò)，下水道系統(tǒng)，廢水管道，道路，橋梁，瀝青鋪路，運(yùn)河等。

紅外熱成像診斷低環(huán)境溫度下的土木結(jié)構(gòu)，并報(bào)告說分層和正常區(qū)域之間的溫差約為0.2–0.3℃，進(jìn)而提出了一種使用高反射和漫反射鋁鏡的方法，以改進(jìn)基于紅外熱成像的溫度測量以檢查土木結(jié)構(gòu)。還可以使用紅外熱成像來檢查單層和多層砌體結(jié)構(gòu)。

研究表明，紅外熱成像可用于外墻的狀態(tài)監(jiān)測，灰泥與砌體之間的界面研究，裂縫檢測，接縫砂漿填充結(jié)構(gòu)的檢查以及地下水分的檢測。使用主動(dòng)紅外熱成像技術(shù)來測量混凝土的孔隙率，這最終會(huì)影響混凝土的耐久性。用紅外熱成像監(jiān)測混凝土的早期硬化指出，混凝土澆鑄過程中的溫度監(jiān)控對(duì)于避免熱裂紋至關(guān)重要。為此，使用紅外熱成像可能是有益的，因?yàn)榭梢酝ㄟ^非接觸方式直觀地監(jiān)控大表面積上的溫度變化。

圖為紅外熱成像

紅外熱成像還被廣泛用于對(duì)具有歷史和文化重要性的古代建筑進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測。使用紅外熱成像監(jiān)測古建筑中的隱藏墻結(jié)構(gòu)和水分含量。研究表明，紅外熱成像可以用作研究古代遺跡的結(jié)構(gòu)完整性，氣流模式，壁畫的附著力和檢測裂縫的有力工具。在保護(hù)或恢復(fù)工作之后使用紅外熱成像來調(diào)查歷史建筑物，并得出結(jié)論，紅外熱成像可被視為監(jiān)測和評(píng)估此類建筑物的保護(hù)狀態(tài)的有力工具。紅外熱成像用于診斷歷史建筑中的地表水排水問題的研究表明，使用紅外熱成像可以檢測到地下排水路徑和管道，而潮濕問題的上升通常與場地打磨不足和問題區(qū)域附近的倒塌有關(guān)。

將紅外熱成像應(yīng)用于研究土壤動(dòng)力學(xué)，特別是土壤的消能能力，可用于直接監(jiān)測顆粒重排的應(yīng)力狀態(tài)并觀察土壤的融合效應(yīng)，從而顯著降低地震對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的荷載。用紅外熱成像監(jiān)測地下水狀況，從低空直升機(jī)獲取熱圖像，并對(duì)獲取的熱圖像進(jìn)行大氣校正。作者得出的結(jié)論是，紅外熱成像可被視為確定土壤水分狀況的有用工具，還能監(jiān)視煙囪的運(yùn)行。