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工業(yè)CT在文物無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用

更新時(shí)間:2015-11-13點(diǎn)擊次數(shù):7077

     世界先民在悠久的歷史進(jìn)程中創(chuàng)造了輝煌的物質(zhì)文明,為我們下浩如煙海的文化遺存。而這些文物瑰寶都是由各種材質(zhì)組成,了解文物材質(zhì)及其病變規(guī)律,探知文物內(nèi)部的工藝結(jié)構(gòu)及損傷,是保護(hù)文物的先決條件。對(duì)文物的深層認(rèn)知才能使我們更客觀(guān)的選用有針對(duì)性的,切合實(shí)際的保護(hù)方法和材料,大大降低保護(hù)行為當(dāng)中的冒險(xiǎn)性,避免“保護(hù)性破壞"的盲動(dòng),更加有效地保護(hù)人類(lèi)的文化遺產(chǎn)

       人類(lèi)對(duì)于古物的珍藏及其保護(hù)由來(lái)已久。這主要源于人們對(duì)大自然規(guī)律的認(rèn)知,即萬(wàn)事萬(wàn)物皆有生有滅。因此,人們總是想在力所能及的范疇之內(nèi),盡可能地去延長(zhǎng)珍愛(ài)之物的壽命,減緩它的自然衰變的過(guò)程。于是人們利用各種手段和材料來(lái)挽救日見(jiàn)衰敗的珍藏,這就衍生出相對(duì)于宏觀(guān)法規(guī)而言的微觀(guān)具象的文物保護(hù)技術(shù)。

       目前科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為科學(xué)既是一個(gè)高度分化的同時(shí)又是一個(gè)高度綜合化、整體化、社會(huì)化的體系。自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)日趨結(jié)合,更深刻、更全面地去反映自然與社會(huì)。 文物作為人類(lèi)歷史與文化的物質(zhì)遺存,本身就是一個(gè)既體現(xiàn)自然又承載人文信息的綜合體。因此,對(duì)于文物的研究自然應(yīng)該順應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的總趨勢(shì)。人們不再僅僅使用一臺(tái)儀器,一種方法去判說(shuō)文物,而是由表及里,自宏觀(guān)至微觀(guān)的去解讀這些文化遺存,綜合考量文物的價(jià)值。

    高精度工業(yè)CT是世界上先進(jìn)的文物三維掃描技術(shù),此系統(tǒng)釆用輻射成像原理,實(shí)現(xiàn)對(duì)文物的非接觸式三維高精度掃描成像,可獲得文物內(nèi)部高精度的三維斷層數(shù)據(jù)和材料信息,能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)文物的定量無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià),把文物實(shí)物進(jìn)行分層掃描獲取三維數(shù)據(jù)模型,是一個(gè)實(shí)物數(shù)字化的微分過(guò)程。

   

 

奧龍工業(yè)CT在文物無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域主要有五個(gè)方面的基本應(yīng)用:

一、檢測(cè)對(duì)象內(nèi)部各組分相對(duì)位置狀況的判定

(a)柄頭和十字護(hù)手部分;
(b)柄頭高壓射線(xiàn)圖像顯示出柄頭和劍柄之間的分界線(xiàn);
(c)X射線(xiàn)高分辨率圖像結(jié)果顯示,劍柄劍身和十字護(hù)手是分開(kāi)鑄接而非一體的;
(d)射線(xiàn)圖像顯示的方向段,證明其一定存在手工錘擊的過(guò)程。由圖我們可以看到,由血溝至劍身外延,其線(xiàn)條方向呈45°。

上圖為一把保存完好的鐵劍的射線(xiàn)檢測(cè)圖像,從圖像中我們可以清楚的看到古劍柄頭和劍柄之間的分界線(xiàn)。

、檢測(cè)對(duì)象功能分析

我們所觀(guān)察的這把鐵劍總長(zhǎng)為845mm(33.27 in.):
(a)鐵劍血溝的預(yù)估區(qū)域;
(b) 對(duì)整個(gè)鐵劍的數(shù)字化X射線(xiàn)成像顯示出其血溝區(qū)域;
(c) 數(shù)字化X射線(xiàn)圖像處理結(jié)果顯示鐵劍長(zhǎng)期受到腐蝕;
(d) 劍身主要部分的3D曲面射線(xiàn)圖像,顯示出其血溝的形態(tài)  

如果沒(méi)有數(shù)字化X射線(xiàn)成像技術(shù),其鐵劍上的血溝幾乎被氧化降解填滿(mǎn)且覆蓋,變得難以觀(guān)察。

、對(duì)檢測(cè)對(duì)象結(jié)構(gòu)尺寸的測(cè)量

下圖為鐵劍的數(shù)字化X射線(xiàn)檢測(cè),圖a、b為其不同的鍛接部位:
(a) 八角劍柄和十字護(hù)手的俯視圖;
(b)十字護(hù)手和劍身的俯視圖。 

、密度測(cè)量

鐵劍的數(shù)字化X射線(xiàn)成像檢測(cè)圖像:
(a)便攜式平板數(shù)字化X射線(xiàn)成像系統(tǒng)的非晶硅數(shù)字面與劍的其中一段同處于晶硅面板之上;
(b)劍尖損毀的劍身的數(shù)字化X射線(xiàn)圖像處理結(jié)果顯示其中央部分長(zhǎng)期受到腐蝕。

通過(guò)數(shù)字化X射線(xiàn)成像,陰影部分的差異表明金屬的各種不同密度。當(dāng)X射線(xiàn)穿過(guò)密度較高的固體材料時(shí),顯示的結(jié)果為白色陰影。深色陰影部分表示孔隙度和密度較小的區(qū)域,而灰色的陰影表示不同程度的密度。X射線(xiàn)圖像是各種不同因素結(jié)合得到的結(jié)果,如密度、孔隙度和氧化度。

、逆向工程應(yīng)用

    隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,人類(lèi)已經(jīng)不再滿(mǎn)足于從表象去認(rèn)識(shí)世界。而融合了物理、化學(xué)兩大學(xué)科知識(shí)體系的綜合性的檢測(cè)設(shè)備——工業(yè)CT的出現(xiàn),使人們無(wú)論從新興的科技考古角度,還是文物的科技保護(hù)角度,都有了一種更深層次去剖析文物的期待。 

 

 

 

 

 

 

 

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