红外检测原理
在自然界中，所有物体只要绝对温度高于0 K（-273.15 ℃），就会以电磁辐射的形式在非常宽的波长范围内发射能量，产生电磁波。
红外热像仪检测渗漏，利用的是物体表面的温度差，由于隧道中水的温度比隧道衬砌表面温度低，当隧道渗水时，渗漏水部位的温度普遍要比其他部位低一些，在红外图像中可以明显地呈现出温度差异，由此可判别渗漏部位。
红外热成像技术是一门获取和分析来自非接触热成像装置的热信息的技术，正如照相技术记录的是物体反射的可见光的信息，热成像技术记录的则是物体辐射的能量信息。红外热像仪将不可见的红外辐射转换成可见的图像，其成像原理如下图所示。物体的红外辐射经过光学系统聚焦到焦平面探测器上，探测器产生电信号，经过放大及数字化传输到热像仪的电路处理部分，从而生成红外图像。
试验采用的红外热像仪型号为MAG32，其像素：384×288，测量热灵敏度：0.06 ℃，测温精度：2 ℃或2%。
试验采用的混凝土强度为C25的水泥试块。其加工方法是，在其注水口的相邻一面用不同尺寸的钻头分别开孔径为4 mm的孔，深度均为75 mm，与注水口贯通相连。
渗漏模拟试验
试验前先采集试验环境温度、湿度以及水温等数据，然后进行分组试验：1）将水泥试块放置在如图所示的试验框架上并固定。2）开启注水装置，通过调节流量控制计，控制流量至水流大小合适。3）将红外热像仪放置在距水泥试块220 mm处，使试块占据摄像仪的整个画面，调焦至画面清晰，每组试验30 min,每5 min采集一次试验红外图像数据，共6次。
为了减少图像处理过程中的数据量以及简化处理过程，首先将红外热像图转为灰度图,然后采用高斯滤波法对图像进行处理，最后采用最大类间方差法进行阀值的计算，得到阈值分割后的图像。图像处理样例如下。
计算渗漏水面积
首先提取出红外图像中低温区域所占的像素数，然后计算出低温区所占像素数与整张图片的像素数的比值，该比值即为渗水区域面积占所测量面积的比例，进而根据实际测量面积求出渗水区域的面积值。
实际隧道渗漏水检测
在实际隧道渗漏水检测过程中，首先通过红外摄像仪进行隧道轴向拍摄分析，以捕捉到可能存在的渗漏位置，并通过编码器记录行进的距离，确定渗漏点的位置，这样可以提高检测效率。
根据隧道轴向图找到具体的渗漏位置，并在该位置进行径向扫描检测分析。经分析，渗漏区域与红外处理后的渗漏区域外形轮廓基本吻合。
隧道轴向实测图
隧道径向实测图
隧道径向分析图
结 论
1）模拟试验拍摄的红外图像能清晰地显示渗漏区域的轮廓，且经过红外处理提取的渗漏面积与实际测得的试块渗漏水区域基本相符，证明该面积提取方法精确度较高，可用于实际隧道渗漏水面积检测。
2）实际隧道检测中，渗漏区域与红外处理后的渗漏区域外形轮廓基本吻合，该图像处理方法实际应用可行性较高。
3）通过隧道轴向与径向拍摄分析，可快速确定渗漏点的位置以及渗漏面积的大小，大大提高了检测效率，并为根据相关规范要求判断是否需要维修以及何种维修方案提供了依据。
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