屋面渗漏红外检测中影响灵敏度的因素分析.doc

屋面渗漏红外检测中影响灵敏度的因素分析.doc屋面渗漏红外检测中影响灵敏度的因素分析
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摘要：红外热像技术由于具有使用安全、检测快速、结果直观可视等优 势，不仅在建筑工程的多种领域被应用，而且已经在防水工程质量检测方面有很 好的造诣。但在适用范围、测试方法、结果和精度分析等诸多方面，仍有待完善。 本文就屋面渗漏红外检测中影响灵敏度的因素进行了深入分析。
关键词：屋面渗漏；红外检测；影响因素
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红外热像法(Infra佗d Thermal Imaging)是材料无损检测(Nondestructive Test)的新兴方法之一，具有非接触、检测面积大、速度快、精度高等优点，近 几年在建筑工程损伤检测和质量检测中得到了广泛应用。
1红外热像法基本原理
自然界中任何温度高于绝对零度(-273C)的物体都会向外界发射红外 辐射波。根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律，物体红外辐射的能量密度与其自身的热力 学温度T的四次方成正比，并与其表面发射率ε成正比。如果用W表 示单位面积的辐射功率，那么可以用公式(1)表示：
W=σεT4 (1)
式中，σ一斯蒂芬·玻尔兹曼常数，×10-8 W/ (m2·K4)； ε—物体表面发射率，无量纲，根据物体种类取值 0-1； T—热力学温度，单位K。
根据定律可知，辐射功率或能量对温度变化比较敏感，微小的温度改变 就能引起辐射功率的较大改变。红外热像仪就相当于热敏原件，它可以敏锐探测 到视场中物体的表面辐射能分布，并按照公式转化成温度，在显示屏上用不同的
颜色表示，一般暖色代表高温，冷色代表低温。光学研究表明，电磁波入射到不 同介质的交界面上，会发生吸收、反射和透射且其满足式(2)：
α+ρ+τ=l （2）
式中：α—吸收率；ρ—反射率；τ—透射率。
根据基尔霍夫定律有：α=ε,即吸收率等于发射率，对于 不透明表面有τ=0,则ε=l-ρ,可见不透明的高反射率的表面具有 低的红外发射率。也就是说，仪器接收到的能量不但包括物体的自身辐射能，还 包括物体反射的部分环境辐射能，对于ε较小的物体，这种反射能会掩盖 由于ε不同造成的微小差异，使红外热像仪测得的温度趋于一致甚至无法 区分不同介质。但由于检测面材料一般相同，且对于高灵敏的热像仪（温度分辨 率&t;°C）来说，分辨由于缺陷造成的温差已经足够了，所以，只要尽量在 适宜的环境下检测相同介质的相对温差，发射率并不会影响检测的结果。红外热 像仪的使用环境温度应在-5°C〜40°C,环境湿度应小于90%,应选择在晴天、低 风速（≤4m/s）的条件下使用，这样才能使环境对仪器造成的误差在可接受范 围内。
2建筑屋面和外墙渗漏检测
屋面的防水层失效和墙面微裂缝造成雨水渗漏时，室内热扩散、太阳辐 射被吸收和传导均可使渗漏部位与周边的温度出现分布差异，因而可以采用红外 技术加以分析判断。同理，为准确检测出渗漏途径，需使渗漏的缝隙内充满水, 同时非缝隙部位表面相对干燥。在实际检测