一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的x光探測顯示裝置的制造方法
【專利摘要】一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置，屬于X光探測裝置技術(shù)領(lǐng)域，包括箱體、控制器、X光發(fā)射器、X光接收器、圖像處理單元、X光圖像顯示單元和鍵盤。本發(fā)明解決了目前在建筑領(lǐng)域，對已經(jīng)封閉好的墻體，不能探測墻壁內(nèi)不同種類物質(zhì)的材料以及結(jié)構(gòu)分布的難題，為建筑施工提供了新手段。本發(fā)明能夠有效識別墻壁內(nèi)不同物質(zhì)的特性及位置分布等，并進行實時灰度顯示或偽彩色顯示，極大地提高了施工的安全性。本發(fā)明可實現(xiàn)對墻壁的同側(cè)測量，解決了墻壁厚度不同帶來的對X光能量的損耗的問題，從而減少了對X光發(fā)射功率的要求，節(jié)省了設(shè)備成本。
【專利說明】
一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于X光探測裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代建筑基于美觀和安全的考慮，都要進行各類管線的隱蔽工程。如，將暖氣水管，上下水水管，空調(diào)爐具排煙管道，各類電線線纜如電源線、網(wǎng)絡(luò)、電視電話音響線等都隱藏于天棚、地面或墻壁之內(nèi)。為敘述方便，天棚、地面或墻壁以下均統(tǒng)稱為墻壁。墻壁外層用墻水泥、白灰、瓷磚、涂料、壁紙等作外裝飾進行封閉，一旦施工完畢，其內(nèi)部材料、結(jié)構(gòu)及分布不能通過一般探測儀器所看到。在不能確切知道其內(nèi)部材料或結(jié)構(gòu)情況下，在封閉好的墻壁上進行開洞、鉆孔、打釘、切割等施工，容易對已經(jīng)鋪設(shè)好的管線等造成損壞，輕則造成財產(chǎn)損失，重則危害生命。
[0003]在建筑工程領(lǐng)域，目前尚無對墻壁內(nèi)部物質(zhì)的有效的探測手段，現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用的是用來探測金屬物質(zhì)的金屬探測器。而金屬探測器不能對化工制品、沙石等進行有效探測。
[0004]X光又叫X射線、倫琴射線，是一種人眼不可見的電磁波，是一種波長短、而能量強的電磁波，其波長比可見光的波長更短，光子能量比可見光的光子能量大幾萬至幾十萬倍。X射線作為一種電磁輻射光子，當照射在物體上時，可以穿透物體表面并與之內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生相互作用，主要表現(xiàn)為光電效應(yīng)、康普頓散射和相干散射三種作用，可以用于區(qū)分不同的物質(zhì)，顯示其形狀、位置及分布。
[0005]傳統(tǒng)的X光應(yīng)用一般是透射式的，一端發(fā)射，X光穿透物質(zhì)，在另一端被接收。將傳統(tǒng)X光設(shè)備應(yīng)用于墻壁檢測時，首先X光需要穿透整個墻壁而被接收，所需X光功率較大，能量的損耗嚴重，輻射不可控制；同時要求X光發(fā)射和接收設(shè)備分別位于墻壁兩側(cè)，需要解決在墻壁兩側(cè)進行位置對準的問題。但通常情況下，對墻壁的施工不需要了解整個墻體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只需要知道墻壁表層一定厚度內(nèi)地物質(zhì)分布狀況即可，所以傳統(tǒng)X光設(shè)備并不適合用于建筑工程領(lǐng)域。
[0006]目前，X光較廣泛的應(yīng)用于醫(yī)學診斷、安全防范、光學檢測等領(lǐng)域。而在建筑工程領(lǐng)域用X光進行探測，并沒有可查詢的報道和文獻。
[0007]因此現(xiàn)有技術(shù)當中亟需要一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置用來解決傳統(tǒng)X光設(shè)備并不適合用于建筑工程領(lǐng)域，人們不能確切知道墻壁內(nèi)部已經(jīng)鋪設(shè)好的管線材料或結(jié)構(gòu)的技術(shù)問題。
[0009]—種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置，其特征是:包括箱體、控制器、X光發(fā)射器、X光接收器、圖像處理單元、X光圖像顯示單元和鍵盤，所述箱體的外側(cè)壁上設(shè)置有手柄、X光出射窗口、X光入射窗口，箱體的內(nèi)壁均設(shè)置有鉛板層，箱體內(nèi)固定安裝有控制器、X光發(fā)射器、X光接收器、圖像處理單元、X光圖像顯示單元和鍵盤;所述控制器分別與X光發(fā)射器、X光接收器、圖像處理單元以及鍵盤連接;所述X光發(fā)射器發(fā)射的X光通過X光出射窗口射出箱體;所述X光接收器通過X光入射窗口接收墻壁內(nèi)部反射回的X光，X光接收器與圖像處理單元連接;所述X光圖像顯示單元的顯示屏固定安裝在箱體的外側(cè)壁上;所述鍵盤的輸入面板固定安裝在箱體的外側(cè)壁上，并且該輸入面板位于所述顯示屏的一側(cè)。
[0010]所述X光發(fā)射器與X光接收器聯(lián)動配合調(diào)節(jié)X光發(fā)射器的發(fā)射角度和X光接收器的接收角度，使發(fā)射角度與接收角度相一致。
[0011 ]所述X光出射窗口與X光入射窗口位于箱體的同一個側(cè)壁上，并且X光出射窗口與X光入射窗口之間的夾角為90°。
[0012]所述鍵盤用于設(shè)置X光發(fā)射器的發(fā)射功率，X光接收器的接收靈敏度、X光探測深度，圖像增強模式以及顯示模式。
[0013]所述圖像處理單元完成圖像增強算法的運算。
[0014]所述圖像增強算法包括圖像灰度變換、圖像濾波去噪、圖像直方圖操作、圖像平滑、圖像銳化、圖像邊緣檢測和圖像偽彩色顯示。
[0015]通過上述設(shè)計方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果:
[0016]本發(fā)明解決了目前在建筑領(lǐng)域，對已經(jīng)封閉好的墻體，不能探測墻壁內(nèi)不同種類物質(zhì)的材料以及結(jié)構(gòu)分布的難題，為安全有效的建筑施工提供了新手段。本發(fā)明能夠有效識別墻壁內(nèi)部物質(zhì)材料類型，并將其位置實時顯示，便于安全快速地施工，實用、方便，極大地提高了施工的安全性。
[0017]本發(fā)明通過X光發(fā)射器將X光以一定的角度入射到墻壁內(nèi)部，X光在墻壁內(nèi)部經(jīng)由不同物質(zhì)而產(chǎn)生吸收、透射和反射現(xiàn)象，由X光接收器接收反射的X光，反映了不同物質(zhì)的特性及位置分布等并通過X光圖像顯示單元進行灰度顯示或偽彩色顯示，達到區(qū)分墻壁內(nèi)物質(zhì)的材料和分布結(jié)構(gòu)及狀態(tài)的目的。
[0018]本發(fā)明為一體化便攜式設(shè)備，體積小，便于攜帶和使用，區(qū)別于傳統(tǒng)的X光透射式探測，可實現(xiàn)對墻壁的同側(cè)測量，針對不同需要可設(shè)置不同的X光發(fā)射器的發(fā)射功率，X光接收器的接收靈敏度、X光探測深度，圖像增強模式以及顯示模式。同時解決了墻壁厚度不同帶來的對X光能量的損耗的問題，從而減少了對X光發(fā)射器發(fā)射功率的要求，節(jié)省了設(shè)備成本。
【附圖說明】
[0019]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明:
[0020]圖1為本發(fā)明一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置的實施例示意圖。
[0023]圖中1-箱體、2-控制器、3-X光發(fā)射器、4-X光接收器、5-圖像處理單元、6-X光圖像顯示單元、7-鍵盤、101-手柄、102X光出射窗口、103-X光入射窗口、31-待測墻壁、32-墻壁厚度、33-探測深度、34-障礙物。
【具體實施方式】
[0024]如圖所示，一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置，其特征是:包括箱體
1、控制器2、X光發(fā)射器3、X光接收器4、圖像處理單元5、X光圖像顯示單元6和鍵盤7，所述箱體I的外側(cè)壁上設(shè)置有手柄11、X光出射窗口 1 2、X光入射窗口 1 3，箱體I的內(nèi)壁均設(shè)置有鉛板層，箱體I內(nèi)固定安裝有控制器2、X光發(fā)射器3、X光接收器4、圖像處理單元5、X光圖像顯示單元6和鍵盤7;所述控制器2通過控制線纜分別與X光發(fā)射器3、X光接收器4、圖像處理單元5以及鍵盤7連接;所述X光發(fā)射器3發(fā)射的X光通過X光出射窗口 102射出箱體I;所述X光接收器4通過X光入射窗口 103接收墻壁內(nèi)部反射回的X光，X光接收器4通過數(shù)據(jù)線纜與圖像處理單元5連接;所述X光圖像顯示單元6的顯示屏固定安裝在箱體I的外側(cè)壁上;所述鍵盤7的輸入面板固定安裝在箱體I的外側(cè)壁上，并且該輸入面板位于所述顯示屏的一側(cè)。
[0025]所述箱體I的內(nèi)壁襯一層鉛板，并且做好箱體密封，放射線安全防護等級符合國際放射線安全防護標準，以避免X光泄露對人體造成輻射損害。
[0026]所述X光發(fā)射器3與X光接收器4聯(lián)動配合調(diào)節(jié)X光發(fā)射器3的發(fā)射角度和X光接收器4的接收角度，以便可以探測不同的墻壁深度，并保證反射的X光盡可能多的被接收，盡量減少發(fā)射能量。
[0027]所述X光出射窗口 102與X光入射窗口 103位于箱體I的同一個側(cè)壁上，并且X光出射窗口 102與X光入射窗口 103之間的夾角為90°。
[0028]所述鍵盤7用于設(shè)置X光發(fā)射器3的發(fā)射功率，X光接收器4的接收靈敏度、X光探測深度，圖像增強模式以及顯示模式。
[0029]所述圖像處理單元5完成圖像增強算法的運算。
[0030]所述圖像增強算法包括圖像灰度變換、圖像濾波去噪、圖像直方圖操作、圖像平滑、圖像銳化、圖像邊緣檢測和圖像偽彩色顯示。
[0031]X光發(fā)射器3發(fā)射X光，X光接收器4接收由墻壁內(nèi)部反射的X光，經(jīng)過圖像處理單元5進行圖像增強，由X光圖像顯示單元6進行顯示?？刂破?根據(jù)鍵盤7的輸入，控制X光發(fā)射器3的發(fā)光強度，X光接收器4的接收靈敏度，以及圖像處理單元5的圖像增強算法。鍵盤7可用于設(shè)置X光發(fā)射器3的發(fā)射功率，X光探測深度，圖像增強模式、顯示模式等。控制器2可以是基于嵌入式系統(tǒng)(如ARM等)的CPU、外圍硬件電路及操作系統(tǒng)，圖像處理單元可以是DSP等數(shù)字信號處理器，完成圖像增強算法的運算。圖像處理單元5的增強算法包括:圖像灰度變換，圖像濾波去噪，圖像直方圖操作，圖像平滑，圖像銳化，圖像邊緣檢測，圖像偽彩色顯示等。
[0032]X光可探測墻壁指定深度內(nèi)的物質(zhì)材料、結(jié)構(gòu)及其外形分布，并進行灰度顯示或偽彩色顯示，可探測和區(qū)分的物質(zhì)包括:沙石類，如砂子、水泥、白灰、石膏等；金屬類，如金屬管線、鋼筋、鐵管以及包含鐵、鋼、銅、鋁及其合金的金屬物質(zhì);合成塑料類化工制品，如纖維絲網(wǎng)、塑料護套，線管、冷熱水管、隔熱泡沫板以及所有包含PP、PVC等化學合成材料的物質(zhì)；木質(zhì)材料;空洞等。
[0033]實施例:如圖3所示，工作時，雙手手持儀器手柄101，將設(shè)備有X光出射窗口102、X光入射窗口 103的一面接觸待測墻壁31(墻壁厚度32)的測試表面，右手開啟設(shè)備，進行鍵盤7按鍵操作，并開始探測，探測深度33，從X光圖像顯示單元6觀察墻壁內(nèi)障礙物34的材料和分布。實施例中裝置可探測并實時顯不的墻壁面積為100mm*100mm。
[0034]X光波長:一般X光的光波波長范圍為0.0Olnm?10nm，光波長越小穿透能力越強，示例裝置選取的波長范圍為0.0Olnm?0.1nm0
[0035]鍵盤7的功能:X光發(fā)射功率調(diào)節(jié)，探測深度設(shè)置(典型1mm?100mm)，X光接收靈敏度調(diào)節(jié)，圖像處理算法選擇(圖像增強算法的組合應(yīng)用)，圖像顯示選擇(灰度或偽彩色顯示)。
[0036]以上說明僅僅為本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明并不限于列舉上述實施例，應(yīng)當說明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的教導(dǎo)下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本發(fā)明的保護。
【主權(quán)項】
1.一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置，其特征是:包括箱體(I)、控制器(2)、X光發(fā)射器(3)、X光接收器(4)、圖像處理單元(5)、X光圖像顯示單元(6)和鍵盤(7)，所述箱體(I)的外側(cè)壁上設(shè)置有手柄(I OI )、X光出射窗口(I 02 )、X光入射窗口(I 03 )，箱體(I)的內(nèi)壁均設(shè)置有鉛板層，箱體(I)內(nèi)固定安裝有控制器(2)、X光發(fā)射器(3)、X光接收器(4)、圖像處理單元(5)、X光圖像顯示單元(6)和鍵盤(7);所述控制器(2)分別與X光發(fā)射器(3)、X光接收器(4)、圖像處理單元(5)以及鍵盤(7)連接;所述X光發(fā)射器(3)發(fā)射的X光通過X光出射窗口( 1 2)射出箱體(I);所述X光接收器(4)通過X光入射窗口( 103)接收墻壁內(nèi)部反射回的X光，X光接收器(4)與圖像處理單元(5)連接;所述X光圖像顯示單元(6)的顯示屏固定安裝在箱體(I)的外側(cè)壁上;所述鍵盤(7)的輸入面板固定安裝在箱體(I)的外側(cè)壁上，并且該輸入面板位于所述顯示屏的一側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置，其特征是:所述X光發(fā)射器(3)與X光接收器(4)聯(lián)動配合調(diào)節(jié)X光發(fā)射器(3)的發(fā)射角度和X光接收器(4)的接收角度，使發(fā)射角度與接收角度相一致。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置，其特征是:所述X光出射窗口( 102)與X光入射窗口( 103)位于箱體(I)的同一個側(cè)壁上，并且X光出射窗口(102)與X光入射窗口(103)之間的夾角為90°。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置，其特征是:所述鍵盤(7)用于設(shè)置X光發(fā)射器(3)的發(fā)射功率，X光接收器(4)的接收靈敏度、X光探測深度，圖像增強模式以及顯示模式。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置，其特征是:所述圖像處理單元(5)完成圖像增強算法的運算。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于探測墻壁內(nèi)部物質(zhì)的X光探測顯示裝置，其特征是:所述圖像增強算法包括圖像灰度變換、圖像濾波去噪、圖像直方圖操作、圖像平滑、圖像銳化、圖像邊緣檢測和圖像偽彩色顯示。
【文檔編號】G01V5/00GK106054270SQ201610505544
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】段錦, 肖博, 祝勇, 孫英慧
【申請人】長春理工大學