多功能混凝土結(jié)構(gòu)透視儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多功能混凝土結(jié)構(gòu)透視儀，具體涉及一種透視混凝土內(nèi)部埋置物體分布情況的檢測儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部埋置物分布情況透視功能是當前土木工程檢測迫切需要的重要技術(shù)指標，了解混凝土內(nèi)部埋置物分布情況對于了解混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量、調(diào)查混凝土耐久性等有著重要意義。目前常用的無損檢測方法主要有超聲法、超聲回彈綜合法、雷達法、紅外成像法，這些方法都是采用回波判斷無法實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)的直接透視觀察，雖然給工程檢測帶來了許多方便，但判斷誤差一般較大，給工程實際應(yīng)用帶來了許多困擾，所以解決上述問題顯得尤為迫切。本發(fā)明將X射線發(fā)射管和接收管設(shè)計在同一個防輻射機箱內(nèi)部，采用最大管電壓450kV的X射線管，該射線管優(yōu)點是能發(fā)射高品質(zhì)組合式高頻高壓X射線，采用無高壓電纜設(shè)計，減少了損耗，射線品質(zhì)優(yōu)，圖像更清晰，大大減小了設(shè)備的體積，便于攜帶和工程檢測應(yīng)用；極大降低了現(xiàn)場使用的復(fù)雜性和操作時間，能夠滿足該設(shè)備所需的最大射線能量；可在混凝土內(nèi)部透視定位深度不超過50cm的各類金屬埋置物:如鋼筋直徑大小、鋼絞線、無縫鋼管、鋁合金管、鋼筋網(wǎng)、鋼板、H型鋼板；可在混凝土內(nèi)部透視定位深度不超過50cm的各類非金屬埋置物:如木質(zhì)物體、塑料水管、電線、FRP筋；可用于基礎(chǔ)設(shè)施安全鉆孔，回避鉆孔時鉆頭觸到電線或鋼筋，有效防止破壞混凝土內(nèi)部的重要物體?？扇婵焖俑咝гu估混凝土內(nèi)部鋼筋、鋼筋網(wǎng)、電纜、波紋管、塑料管道的直徑、大小、管道厚度、深度、質(zhì)量；確定混凝土內(nèi)部的夾層厚度、裂縫寬度、空洞位置、范圍、程度。該設(shè)備為實現(xiàn)快速觀察混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部埋置物分布及種類、大小、形貌、數(shù)量、位置提供了一種高效、低成本的途徑，必然在工程檢測領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利(申請)號2014100875484、200810024647.2、200810039180.9、2012101136599、2012103781278、90103530.0 六種發(fā)明型專利，第一種用于測量鋼筋位置、保護層厚度、直徑測定，無法實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)的透視檢測，第二、三兩種發(fā)明皆屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域的預(yù)埋式鋼筋銹蝕監(jiān)測裝置，前者可以粗略地估測鋼筋的銹蝕狀態(tài)，后者僅可較為準確檢測鋼筋銹蝕程度，第四、五兩種也僅僅是實現(xiàn)了混凝土中鋼筋銹蝕的定量檢測，第六種用于醫(yī)療透視診斷、工業(yè)探傷、安全檢查，同樣無法實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)的直接透視檢測，上述六種發(fā)明都是對鋼筋混凝土的某一技術(shù)參數(shù)檢測，都沒實現(xiàn)對混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視觀察分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種多功能混凝土結(jié)構(gòu)透視儀，該設(shè)備將組合式高頻高壓X射線發(fā)生器和X射線接收器設(shè)計在同一個鉛玻璃制作的箱體內(nèi)，采用高品質(zhì)組合式高頻高壓X射線發(fā)射管向待測混凝土內(nèi)部發(fā)射一束經(jīng)過準直器的扇形X射線，X射線被混凝土及其內(nèi)部待測目標物體反射吸收，最后轟擊安裝在主機內(nèi)的多能量本征半導(dǎo)體探測器，探測器把X射線轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘枺@些很弱的信號被調(diào)制、濾波，進行信號采集，經(jīng)數(shù)字信號處理、圖像信號處理并放大調(diào)制，最后成像增強、復(fù)原處理并在顯示模塊顯示。
[0005]如附圖1所示，多功能混凝土結(jié)構(gòu)透視儀，該設(shè)備由1、X射線收發(fā)模塊，2、X射線能級選擇模塊，3、測量深度選擇模塊，4、X射線調(diào)制放大電路模塊，5、X射線接收濾波電路模塊，6、信號采集存儲電路模塊，7、信號處理模塊，8、圖像信號調(diào)制增強復(fù)原模塊，9、圖像信號放大調(diào)制模塊，10、供電模塊，11、人機界面操作模塊，12、主機機箱，13、前進把手，14、前進滑輪組成。模塊I采用高品質(zhì)組合式高頻高壓X射線發(fā)射管，并將X射線發(fā)射管和接收設(shè)計在同一個箱體內(nèi)，極大降低了多功能混凝土結(jié)構(gòu)透視儀收發(fā)系統(tǒng)的尺寸，便于在工程現(xiàn)場使用和攜帶；模塊2、模塊3可以根據(jù)測量預(yù)估值設(shè)置測量深度和X射線能級；模塊4實現(xiàn)X射線調(diào)制放大增強其能量；模塊5實現(xiàn)低頻信號調(diào)制到高頻信號的變換和濾波功能；模塊6為信號采集存儲電路模塊，實現(xiàn)前端信號存儲；模塊7為信號處理模塊，實現(xiàn)信號采集，將發(fā)送來的信號通過信號處理變換和成像；模塊8為圖像信號調(diào)制增強復(fù)原模塊，實現(xiàn)待測目標成像復(fù)原；模塊9圖像信號放大調(diào)制模塊，實現(xiàn)待測目標外觀復(fù)原后的清晰成像，通過模塊11進行顯示。
[0006]上述模塊IX射線收發(fā)模塊為該設(shè)備的主要
【發(fā)明內(nèi)容】
之一，通過主機內(nèi)X射線發(fā)生器對待測混凝土內(nèi)部發(fā)射一束高品質(zhì)組合式高頻高壓X射線，經(jīng)過準直器的扇形X射線穿過待測混凝土，X射線被混凝土及其內(nèi)部待測目標物體反射吸收，最后轟擊安裝在主機內(nèi)的多能量本征半導(dǎo)體探測器，探測器把X射線轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘枴?br>[0007]上述模塊2X射線能級選擇模塊，采用高增益、高分辨率的MCP-X射線增強器的旋轉(zhuǎn)開關(guān)來選擇所需能級高低。
[0008]上述模塊3為測量深度選擇模塊，通過采用多檔位的旋轉(zhuǎn)控制電路及深度設(shè)定處理電路組成。
[0009]上述模塊4為X射線調(diào)制放大電路模塊，將X射線調(diào)制放大增強其能量。
[0010]上述模塊5為X射線接收濾波電路模塊，將信號調(diào)制到高頻信號的變換和濾波。
[0011]上述模塊6完成前端信號采集存儲，主要完成信號的采集，用于控制選擇接收頻率，由單片機控制電路、模擬量到數(shù)字量變換電路組成，通過單片機軟件系統(tǒng)對X射線強度進行顏色賦值，使其處于可見光譜波長范圍內(nèi)，從而能夠通過X射線的反射吸收形成彩色圖像并存儲。
[0012]上述模塊7采用酷睿i74770完成，實現(xiàn)信號處理及顯示成像。
[0013]上述模塊8完成模塊7成像信號調(diào)制增強復(fù)原處理，實現(xiàn)待測目標成像復(fù)原。
[0014]上述模塊9采用正負極性全電視信號對射頻載波進行調(diào)幅，完成模塊8成像復(fù)原后的自動放大調(diào)解清晰成像。
[0015]上述模塊10供電模塊由電池及電源處理電路組成。電池為本透視儀提供能源，可以使用鎳氫電池，也可以使用鋰電池；電源處理電路將電池所提供的電壓調(diào)理至單片機正常工作電壓。
[0016]上述模塊11為多功能混凝土結(jié)構(gòu)透視儀的人機交互接口，主要對模塊9產(chǎn)生信息進行顯示。
[0017]多功能混凝土結(jié)構(gòu)透視儀，構(gòu)造簡單，操作方便，易于維護。與現(xiàn)有的其他混凝土探測設(shè)備相比，最突出的優(yōu)點就是能清晰地觀察混凝土內(nèi)部金屬:如鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼絞線、銅管，鋁管、鋼筋網(wǎng)、鋼板、H型鋼板，或非金屬:如木質(zhì)物體、塑料水管、電線、FRP筋的分布情況，而無需再對測量的數(shù)據(jù)做進一步的數(shù)據(jù)處理，可以節(jié)省大量的工作，對于基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和維護具有極其重要的實用價值，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0018]圖1，主機結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]1、X射線收發(fā)模塊，2、X射線能級選擇模塊，3、測量深度選擇模塊，4、X射線調(diào)制放大電路模塊，5、X射線接收濾波電路模塊，6、信號采集存儲電路模塊，7、信號處理模塊，8、圖像信號調(diào)制增強復(fù)原模塊，9、圖像信號放大調(diào)制模塊，10、供電模塊，11、人機界面操作模塊，12、主機機箱，13、前進把手，14、前進滑輪。
[0020]說明:
[0021]1、X射線收發(fā)模塊:由激發(fā)X射線射線管和接收X射線接收器及外加接收傳輸電路組成。
[0022]2、X射線能級選擇模塊:根據(jù)需要可對待測目標透視的清晰度進行有效控制。
[0023]3、測量深度選擇模塊:根據(jù)待測目標預(yù)估深度選擇不同的深度檔位來實現(xiàn)目標深度測量。
[0024]4、X射線調(diào)制放大電路模塊:實現(xiàn)X射線調(diào)制放大增強其能量。
[0025]5、X射線接收濾波電路模塊:完成低頻信號調(diào)制到高頻信號的變換和濾波。
[0026]6、信號采集存儲電路模塊:完成前端信號采集存儲。
[0027]7