一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置

摘要

一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置，属于X光探测装置技术领域，包括箱体、控制器、X光发射器、X光接收器、图像处理单元、X光图像显示单元和键盘。本发明解决了目前在建筑领域，对已经封闭好的墙体，不能探测墙壁内不同种类物质的材料以及结构分布的难题，为建筑施工提供了新手段。本发明能够有效识别墙壁内不同物质的特性及位置分布等，并进行实时灰度显示或伪彩色显示，极大地提高了施工的安全性。本发明可实现对墙壁的同侧测量，解决了墙壁厚度不同带来的对X光能量的损耗的问题，从而减少了对X光发射功率的要求，节省了设备成本。

权利要求

1.一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置，其特征是：包括箱体(1)、控制器(2)、X光发射器(3)、X光接收器(4)、图像处理单元(5)、X光图像显示单元(6)和键盘(7)，所述箱体(1)的外侧壁上设置有手柄(101)、X光出射窗口(102)、X光入射窗口(103)，箱体(1)的内壁均设置有铅板层，箱体(1)内固定安装有控制器(2)、X光发射器(3)、X光接收器(4)、图像处理单元(5)、X光图像显示单元(6)和键盘(7)；所述控制器(2)分别与X光发射器(3)、X光接收器(4)、图像处理单元(5)以及键盘(7)连接；所述X光发射器(3)发射的X光通过X光出射窗口(102)射出箱体(1)；所述X光接收器(4)通过X光入射窗口(103)接收墙壁内部反射回的X光，X光接收器(4)与图像处理单元(5)连接；所述X光图像显示单元(6)的显示屏固定安装在箱体(1)的外侧壁上；所述键盘(7)的输入面板固定安装在箱体(1)的外侧壁上，并且该输入面板位于所述显示屏的一侧；

所述X光发射器(3)与X光接收器(4)联动配合调节X光发射器(3)的发射角度和X光接收器(4)的接收角度，使发射角度与接收角度相一致；

所述X光出射窗口(102)与X光入射窗口(103)位于箱体(1)的同一个侧壁上，并且X光出射窗口(102)与X光入射窗口(103)之间的夹角为90°；

所述键盘(7)用于设置X光发射器(3)的发射功率、X光接收器(4)的接收灵敏度、X光探测深度、图像增强模式以及显示模式。

2.根据权利要求1所述的一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置，其特征是：

所述图像处理单元(5)完成图像增强算法的运算。

3.根据权利要求2所述的一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置，其特征是：

所述图像增强算法包括图像灰度变换、图像滤波去噪、图像直方图操作、图像平滑、图像锐化、图像边缘检测和图像伪彩色显示。

说明书

一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置

技术领域

[0001] 本发明属于X光探测装置技术领域，特别是涉及到一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置。

背景技术

[0002] 现代建筑基于美观和安全的考虑，都要进行各类管线的隐蔽工程。如，将暖气水管，上下水水管，空调炉具排烟管道，各类电线线缆如电源线、网络、电视电话音响线等都隐藏于天棚、地面或墙壁之内。为叙述方便，天棚、地面或墙壁以下均统称为墙壁。墙壁外层用墙水泥、白灰、瓷砖、涂料、壁纸等作外装饰进行封闭，一旦施工完毕，其内部材料、结构及分布不能通过一般探测仪器所看到。在不能确切知道其内部材料或结构情况下，在封闭好的墙壁上进行开洞、钻孔、打钉、切割等施工，容易对已经铺设好的管线等造成损坏，轻则造成财产损失，重则危害生命。

[0003] 在建筑工程领域，目前尚无对墙壁内部物质的有效的探测手段，现在被广泛应用的是用来探测金属物质的金属探测器。而金属探测器不能对化工制品、沙石等进行有效探测。

[0004] X光又叫X射线、伦琴射线，是一种人眼不可见的电磁波，是一种波长短、而能量强的电磁波，其波长比可见光的波长更短，光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍。X射线作为一种电磁辐射光子，当照射在物体上时，可以穿透物体表面并与之内部物质发生相互作用，主要表现为光电效应、康普顿散射和相干散射三种作用，可以用于区分不同的物质，显示其形状、位置及分布。

[0005] 传统的X光应用一般是透射式的，一端发射，X光穿透物质，在另一端被接收。将传统X光设备应用于墙壁检测时，首先X光需要穿透整个墙壁而被接收，所需X光功率较大，能量的损耗严重，辐射不可控制；同时要求X光发射和接收设备分别位于墙壁两侧，需要解决在墙壁两侧进行位置对准的问题。但通常情况下，对墙壁的施工不需要了解整个墙体的内部结构，只需要知道墙壁表层一定厚度内地物质分布状况即可，所以传统X光设备并不适合用于建筑工程领域。

[0006] 目前，X光较广泛的应用于医学诊断、安全防范、光学检测等领域。而在建筑工程领域用X光进行探测，并没有可查询的报道和文献。

[0007] 因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

[0008] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置用来解决传统X光设备并不适合用于建筑工程领域，人们不能确切知道墙壁内部已经铺设好的管线材料或结构的技术问题。

[0009] 一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置，其特征是：包括箱体、控制器、X光发射器、X光接收器、图像处理单元、X光图像显示单元和键盘，所述箱体的外侧壁上设置有手柄、X光出射窗口、X光入射窗口，箱体的内壁均设置有铅板层，箱体内固定安装有控制器、X光发射器、X光接收器、图像处理单元、X光图像显示单元和键盘；所述控制器分别与X光发射器、X光接收器、图像处理单元以及键盘连接；所述X光发射器发射的X光通过X光出射窗口射出箱体；所述X光接收器通过X光入射窗口接收墙壁内部反射回的X光，X光接收器与图像处理单元连接；所述X光图像显示单元的显示屏固定安装在箱体的外侧壁上；所述键盘的输入面板固定安装在箱体的外侧壁上，并且该输入面板位于所述显示屏的一侧。

[0010] 所述X光发射器与X光接收器联动配合调节X光发射器的发射角度和X光接收器的接收角度，使发射角度与接收角度相一致。

[0011] 所述X光出射窗口与X光入射窗口位于箱体的同一个侧壁上，并且X光出射窗口与X光入射窗口之间的夹角为90°。

[0012] 所述键盘用于设置X光发射器的发射功率，X光接收器的接收灵敏度、X光探测深度，图像增强模式以及显示模式。

[0013] 所述图像处理单元完成图像增强算法的运算。

[0014] 所述图像增强算法包括图像灰度变换、图像滤波去噪、图像直方图操作、图像平滑、图像锐化、图像边缘检测和图像伪彩色显示。

[0015] 通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：

[0016] 本发明解决了目前在建筑领域，对已经封闭好的墙体，不能探测墙壁内不同种类物质的材料以及结构分布的难题，为安全有效的建筑施工提供了新手段。本发明能够有效识别墙壁内部物质材料类型，并将其位置实时显示，便于安全快速地施工，实用、方便，极大地提高了施工的安全性。

[0017] 本发明通过X光发射器将X光以一定的角度入射到墙壁内部，X光在墙壁内部经由不同物质而产生吸收、透射和反射现象，由X光接收器接收反射的X光，反映了不同物质的特性及位置分布等并通过X光图像显示单元进行灰度显示或伪彩色显示，达到区分墙壁内物质的材料和分布结构及状态的目的。

[0018] 本发明为一体化便携式设备，体积小，便于携带和使用，区别于传统的X光透射式探测，可实现对墙壁的同侧测量，针对不同需要可设置不同的X光发射器的发射功率，X光接收器的接收灵敏度、X光探测深度，图像增强模式以及显示模式。同时解决了墙壁厚度不同带来的对X光能量的损耗的问题，从而减少了对X光发射器发射功率的要求，节省了设备成本。

附图说明

[0019] 以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

[0020] 图1为本发明一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置的结构示意图。

[0021] 图2为本发明一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置的主视结构示意图。

[0022] 图3为本发明一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置的实施例示意图。

[0023] 图中1-箱体、2-控制器、3-X光发射器、4-X光接收器、5-图像处理单元、6-X光图像显示单元、7-键盘、101-手柄、102X光出射窗口、103-X光入射窗口、31-待测墙壁、32-墙壁厚度、33-探测深度、34-障碍物。

具体实施方式

[0024] 如图所示，一种用于探测墙壁内部物质的X光探测显示装置，其特征是：包括箱体1、控制器2、X光发射器3、X光接收器4、图像处理单元5、X光图像显示单元6和键盘7，所述箱体1的外侧壁上设置有手柄101、X光出射窗口102、X光入射窗口103，箱体1的内壁均设置有铅板层，箱体1内固定安装有控制器2、X光发射器3、X光接收器4、图像处理单元5、X光图像显示单元6和键盘7；所述控制器2通过控制线缆分别与X光发射器3、X光接收器4、图像处理单元5以及键盘7连接；所述X光发射器3发射的X光通过X光出射窗口102射出箱体1；所述X光接收器4通过X光入射窗口103接收墙壁内部反射回的X光，X光接收器4通过数据线缆与图像处理单元5连接；所述X光图像显示单元6的显示屏固定安装在箱体1的外侧壁上；所述键盘7的输入面板固定安装在箱体1的外侧壁上，并且该输入面板位于所述显示屏的一侧。

[0025] 所述箱体1的内壁衬一层铅板，并且做好箱体密封,放射线安全防护等级符合国际放射线安全防护标准，以避免X光泄露对人体造成辐射损害。

[0026] 所述X光发射器3与X光接收器4联动配合调节X光发射器3的发射角度和X光接收器4的接收角度，以便可以探测不同的墙壁深度，并保证反射的X光尽可能多的被接收，尽量减少发射能量。

[0027] 所述X光出射窗口102与X光入射窗口103位于箱体1的同一个侧壁上，并且X光出射窗口102与X光入射窗口103之间的夹角为90°。

[0028] 所述键盘7用于设置X光发射器3的发射功率，X光接收器4的接收灵敏度、X光探测深度，图像增强模式以及显示模式。

[0029] 所述图像处理单元5完成图像增强算法的运算。

[0030] 所述图像增强算法包括图像灰度变换、图像滤波去噪、图像直方图操作、图像平滑、图像锐化、图像边缘检测和图像伪彩色显示。

[0031] X光发射器3发射X光，X光接收器4接收由墙壁内部反射的X光，经过图像处理单元5进行图像增强，由X光图像显示单元6进行显示。控制器2根据键盘7的输入，控制X光发射器3的发光强度，X光接收器4的接收灵敏度，以及图像处理单元5的图像增强算法。键盘7可用于设置X光发射器3的发射功率，X光探测深度，图像增强模式、显示模式等。控制器2可以是基于嵌入式系统(如ARM等)的CPU、外围硬件电路及操作系统，图像处理单元可以是DSP等数字信号处理器，完成图像增强算法的运算。图像处理单元5的增强算法包括：图像灰度变换，图像滤波去噪，图像直方图操作，图像平滑，图像锐化，图像边缘检测，图像伪彩色显示等。

[0032] X光可探测墙壁指定深度内的物质材料、结构及其外形分布，并进行灰度显示或伪彩色显示，可探测和区分的物质包括：沙石类，如砂子、水泥、白灰、石膏等；金属类，如金属管线、钢筋、铁管以及包含铁、钢、铜、铝及其合金的金属物质；合成塑料类化工制品，如纤维丝网、塑料护套，线管、冷热水管、隔热泡沫板以及所有包含PP、PVC等化学合成材料的物质；木质材料；空洞等。

[0033] 实施例：如图3所示，工作时，双手手持仪器手柄101，将设备有X光出射窗口102、X光入射窗口103的一面接触待测墙壁31(墙壁厚度32)的测试表面，右手开启设备，进行键盘7按键操作，并开始探测，探测深度33，从X光图像显示单元6观察墙壁内障碍物34的材料和分布。实施例中装置可探测并实时显示的墙壁面积为100mm*100mm。

[0034] X光波长：一般X光的光波波长范围为0.001nm～10nm，光波长越小穿透能力越强，示例装置选取的波长范围为0.001nm～0.1nm。

[0035] 键盘7的功能：X光发射功率调节，探测深度设置(典型10mm～100mm)，X光接收灵敏度调节，图像处理算法选择(图像增强算法的组合应用)，图像显示选择(灰度或伪彩色显示)。

[0036] 以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。