一种便携式隔墙扫描透视设备的制作方法

本发明属于建筑设备技术领域，涉及一种便携式隔墙扫描透视设备。

背景技术：

在特殊建筑行业，经常需要确认墙内预埋的走线或者管道,目前常用的手段有三种:第一种是通过试钻在墙体上先行使用较小的钻头试探性的打孔，以判断是否可以在当前位置进行工程修改，排除管线经过的可能性。第二种是超声检测即通过使用超声波对墙内成像，由于墙体对超声衰减较大，对于20公分以上的墙体该方法几乎没有效果，且对于比较薄的墙内管线位置探测精度也较低，超声波长在十几公分长，决定了位置探测精度有限。第三种方法是通过查阅资料来确认墙体内各种金属管件的具体位置，这种方法非常繁琐，需要调取建筑资料，对于年久的老建筑资料查阅就非常耗时间。

技术实现要素：

本发明针对传统确认墙内预埋的走线或者管道中存在的问题提出一种新型的便携式隔墙扫描透视设备。

为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：

一种便携式隔墙扫描透视设备,包括扫描机构、扫描探头、图像显示、控制主机四部分。包括垂直机架和水平机架,所述垂直机架上设置有垂直导轨和垂直电机，垂直导轨上套设有垂直滑块，垂直滑块和垂直导轨上设置有相互齿合的齿轮，垂直电机固定在垂直导轨上，所述垂直导轨上还设置有安装臂，安装臂上设置有用于发射毫米波脉冲电磁波的发射探头和定向接收器；所述水平机架上设置有水平导轨，水平导轨上设置有水平滑块和水平电机，水平滑块上设置有控制主机,所述垂直机架固定在水平滑块上。

作为优选,便携式隔墙扫描透视设备包括双向扫描机构、定向发射模块、定向接收模块、控制主机和图像显示模块；所述双向扫描机构作为承载结构平台与所述定向发射模块、定向接收模块、主控模块和显示模块连接；所述定向发射模块包括依次连接的发射探头、滤波放大、信号源；所述定向接收模块包括接收探头、滤波低噪放；所述定向发射模块和定向接收模块通过控制线和射频线与控制主机连接；所述控制线实现控制主机与所述定向发射模块和定向接收模块之间的控制指令和数字数据交互；所述射频线实现控制主机与定向发射模块和定向接收模块之间的射频连接。

作为优选,所述发射探头发射的毫米波信号为8mm波段，发射探头前端设置有聚焦透镜。

作为优选,所述图像显示模块包括显示器，所述显示器固定在机架一端，所述显示器为液晶显示器，通过rgb接口连接到主机，主机的核心控制芯片为s3c2440。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明提出一种便携式可对墙体成像的透视设备，可以避免采用传统资料查阅来确认墙内管线情况的繁琐，提高排查效率和准确性。该方法基于毫米波0.1thz的被动式电磁波扫描成像，利用机械扫描机构，在需要排查的墙体区域进行扫描，通过采样得到的灰度图像直接判断,具有携带方便，穿透能力强，定位精度高的特点。

附图说明

图1为装置结构示意图，图2-图4为各模块控制关系示意图。

各附图标记为：1垂直机架，2垂直导轨，3驱动齿轮，4垂直电机，5垂直滑块，6安装臂，7控制线，8射频线，9垂直加强筋，10水平电机，11水平机架，12水平导轨，13发射探头和定向接收器，14扫描模块，15图像显示器，16主机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1-图4所示，本实施例提供便携式隔墙扫描透视设备,包括扫描机构、扫描探头、图像显示、控制主机四部分。包括垂直机架1和水平机架11,所述垂直机架1上设置有垂直导轨2和垂直驱动电机4，垂直导轨2上套设有垂直滑块5，垂直滑块5和垂直导轨2上设置有相互齿合的驱动齿轮3，垂直电机4固定在垂直导轨2上，所述垂直导轨2上还设置有安装臂6，安装臂6上设置有用于发射毫米波脉冲电磁波的发射探头和定向接收器13（发射模块和接收模块）；所述水平机架11上设置有水平导轨12，水平导轨12上设置有水平滑块和水平电机10，水平滑块上设置有控制主机16,所述垂直机架1固定在水平滑块上。

便携式隔墙扫描透视设备包括双向扫描机构、定向发射模块、定向接收模块、控制主机和图像显示模块（图像显示器15）；所述双向扫描机构作为承载结构平台与所述定向发射模块、定向接收模块、主控模块和显示模块连接；所述定向发射模块包括依次连接的发射探头、滤波放大、信号源；所述定向接收模块包括接收探头、滤波低噪放；所述定向发射模块和定向接收模块通过控制线7和射频线8与控制主机16连接；所述控制线7实现控制主机与所述定向发射模块和定向接收模块之间的控制指令和数字数据交互；所述射频线8实现控制主机与定向发射模块和定向接收模块之间的射频连接。

发射探头发射的毫米波信号为8mm波段，发射探头前端设置有聚焦透镜。包括电源板、信号源板、辐射天线、透镜。所述电源板为信号源板提供稳压直流电源。信号源板生成8mm波段的信号，包括了本振晶体、两级倍频电路、放大滤波部分。所述扫描探头透镜部分可以起到毫米波能量聚焦的作用。由于毫米波波段较高，传播具有直线特性，应用聚焦透镜，能够使毫米波辐射能量集中到目标成像探测区域。图像显示模块包括显示器15，所述显示器固定在机架一端，所述显示器为液晶显示器，通过rgb接口连接到主机16，主机16的核心控制芯片为s3c2440。扫描机构主要作用是带动扫描探头按照既定的扫描模式，即扫描轨迹对目标区域的墙体进行扫描。扫描模块14机构为二维机架结构，竖直方向和水平方向采用滚珠丝杠和导轨滑块实现位置线性变动。为保证竖直方向和水平方向在运动时造成机架的微小变形，采用了加固结构设置垂直加强筋9。扫描机架以机构固定连接点作为虚拟坐标原点，记录扫描机架在运动过程中每一时刻，扫描探头的坐标位置。所述扫描机用于提供扫描运动平台，主要包括垂直和水平两个方向的运行扫描动作。所述扫描探头用于发射和接收毫米波，主要包括发射模块、接收模块、透镜模块和电路部分。扫描探头主要作用是接收特定频段的毫米波并将接收到的毫米波电磁型号转换成电压信号输出。扫描探头包括聚光透镜、窄带耦合陶瓷天线阵列、功率放大模块。聚光透镜主要作用是对目标区域发出的毫米波进行聚光，增强探头耦合陶瓷天线阵列的信号强度。功率放大模块的电路进行了多级放大，采用了分离式元器件与分布式元器件进行电路设计，减小了模块尺寸。

扫描探头接收部分包括透镜、接收天线、电路部分。电路部分包括多级降频部分、ad采集部分。所述多级降频部分主要对接收到的毫米波反射信号进行多级滤波放大降频后，得到容易处理的低频信号。所述ad采集部分主要对降频后的低频信号进行采样。

本发明所述扫描探头接收部分与发射部分通过信号控制线与成像处理部分连接。所述成像处理部分包括显示部分、主控电路、缓存和其他。所述主控部分包括扫描机架的运动控制电路、射频发射和接收的数据处理电路以及显示驱动电路。所述扫描机架的运动控制电路包括电机驱动电路、位置速度调节电路；所述射频发射接收数据处理电路，包括发射信号控制接口、ad数据交互接口。

图像显示主要作用是显示墙体透视的图像。采用了通用了液晶显示器，并通过普通rgb接口连接到主机。控制主机主要作用是运行上位机控制软件，通过上位机软件控制扫描机架的扫描模式，读取扫描探头的数据。控制主机包括核心控制芯片、数据采集板、显卡驱动板、鼠标和键盘驱动板，核心控制芯片采用s3c2440。

工作过程：

系统开机后，进入上位机操作界面。通过上位机下发开机指令，控制扫描探头发射毫米波信号。接收探头接收毫米波降频后通过ad高速采样转成数字信号，被主控模块读取。每一时刻的ad采样数据，与扫描机架记录的扫描探头的坐标位置。完成扫描过程后，得到ad数据和扫描探头坐标位置对应的测试数据。主控系统通过对数据进行平滑处理后，即可得到原始的灰度图像。由于金属材料与普通水泥材料对毫米波的反射率差别较大，在灰度图像中可以辨别出金属物体。从而实现对墙内金属问题的透视监测。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。