CN208766123U - 一种用于高层幕墙清洁度检测的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高层幕墙清洁度检测的装置，包括在光路传输方向上依次放置的光源、测量窗、探测器、处理器，利用X光源在高层幕墙上激发荧光辐射，激发的荧光X射线经过涂有含氮溶液的基板后使荧光X射线的强度得到提升，进而使探测器接收到的荧光辐射的变化量更加灵敏，通过探测器的荧光X射线被发送至处理器分析后得到荧光光谱图，根据荧光辐射的光谱分析得出表面杂质相对含量，结构简单，分析结果可靠性高，分析速度快，抗干扰能力强，有助于清洁机器人的清洁规划和清洁工作检验，减少重复性的劳动耗损，节约清洁成本，提高清洁效率。

Description

一种用于高层幕墙清洁度检测的装置

技术领域

本实用新型涉及表面检测领域，尤其涉及一种用于检测高层幕墙表面杂质清洁度的装置。

背景技术

随着现代文明的提高、经济的高速发展和人们生活水平的快速提高，越来越多的高楼大厦拔地而起，随之而来的就是建筑物外墙清洗行业的兴起，外墙清洗业在我国已引起普遍注意和重视。所有的高层建筑物外墙，由于常年日晒和风吹雨打，以及大气中有害的气体和油烟等污染和化学反应的侵蚀，使得建筑物外墙产生了污垢和风化，既影响了建筑物的标致和市容，又损坏了建筑物。因此，清洗建筑物的外墙，不仅美化了环境，而且起到了保护建筑物的作用。

然而，目前对玻璃幕墙的清洁主要还是采用人工方式来完成的，即：将清洁人员从楼顶悬吊至建筑物的侧墙处后，由清洁人员人工对幕墙表面进行清理，此种方式不但存在整个过程清洁效率不高、危险系数大等问题，而且清洁成本偏高，也由此影响了玻璃幕墙的美观、清洁以及进一步发展的空间。

目前，对于已有的一些玻璃清洁机器人，其机器人自身重量很大，在清洁过程中需要克服的阻力大，增加了机器人的能源消耗，而机器人要减小自身的阻力不能携带电量大的蓄电池，这时，节约机器人的能源以及减少消耗就显得十分重要。

基于上述现有机器人的不足，对于高层幕墙清洁机器人而言，表面杂质清洁度的检测能有助于清洁机器人的清洁规划和清洁工作检验，减少重复性的劳动耗费，从而减少机器人能源的消耗，同时提高了清洁效率。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于高层幕墙清洁度检测的装置，其特征在于包括在光路传输方向上依次放置的光源、测量窗、探测器、处理器，其中：

光源用于提供X射线激发光源，激发光源入射到待测表面，入射的激发光源被待测表面材料部分吸收并激发荧光辐射；

测量窗，包括基板和测量腔，供入射光源与反射荧光通过，其中基板与待测表面平行相对，测量腔用于放置基板；

探测器由荧光光谱辐射探测器和对应的电路主板组成，用于接收从待测表面被激发并反射的荧光辐射；

处理器，对检测的荧光辐射进行光谱分析，生成并输出分析结果，该分析结果包括表面杂质的相对含量的测定。

所述基板为具有光波汇聚单元的透明基板，该汇聚单元由多个并列的条状开口槽构成，反射的荧光辐射被汇聚单元汇聚。

所述透明基板的开口槽内均匀涂抹含氮液体。

所述处理器与探测器相连，并对荧光辐射的光谱信息进行分析；所述分析包括将荧光辐射的光谱与一个或多个基准光谱进行比较，比较变量包括光谱曲线峰值、光谱曲线的辐射分布面积、光谱曲线分布变化值中的至少一个，所得比较变量作为表面杂质的相对含量分析结果输出。

所述处理器中分析模块将分析结果输出还包括：将比较变量与预先设定的清洁度阈值进行对比，根据比较变量值与阈值的关系控制清洁机器人是否对该检测区域进行清洁。

另一方面本实用新型提供了一种用于高层幕墙清洁度检测的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

从激发光源中提供X射线激发光，激发光源通过测量窗入射到待测表面，入射的激发光源被待测表面材料部分吸收并激发荧光辐射；

表面被激发的荧光辐射反射经过测量窗，并被探测器接收，所述探测器由荧光光谱辐射探测器组成；

对探测器接收的荧光辐射进行光谱分析，生成并输出分析结果，该分析结果包括表面杂质的相对含量的测定；

其中所述测量窗包括透明基板和测量腔，供入射光源与反射荧光通过，所述透明基板与待测表面平行相对。

所述透明基板具有光波聚集的功能单元，该功能单元由多个并列的条状开口槽构成，反射的荧光辐射被聚集。

所述透明基板的开口槽内均匀涂抹含氮液体。

对探测的荧光辐射进行光谱分析，并与一个或多个基准光谱进行比较，采用的比较变量包括光谱曲线波峰值、光谱曲线的辐射分布面积、光谱曲线分布变化值中的至少一个，所得比较变量结果作为表面层杂质的相对含量分析结果输出。

将所述比较变量结果与预先设定的清洁度阈值进行对比，根据比较变量结果值与阈值的关系控制清洁机器人是否对该检测区域进行清洁。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：利用X光源在高层幕墙上激发荧光辐射，用X光源在高层幕墙上激发荧光辐射，激发的荧光X射线经过涂有含氮溶液的基板后使荧光X射线的强度得到提升，进而使探测器接收到的荧光辐射的变化量更加灵敏，通过探测器的荧光X射线被发送至处理器分析后得到荧光光谱图，根据荧光辐射的光谱分析得出表面杂质相对含量，结构简单，分析结果可靠性高，分析速度快，抗干扰能力强。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的清洁度检测装置图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1为一种用于高层幕墙清洁度检测的装置，如图1所示，包括在光路传输方向上依次放置的光源、测量窗、探测器、处理器，

其中，光源用于提供X射线激发光源，激发光源入射到待测高层幕墙上时，入射的激发光源被待测表面的玻璃材料部分吸收，待测表面的玻璃材料的原子被照射后处于激发态，通过电子跃迁向较低的能态转化，同时辐射出待测表面玻璃材料的特征X射线，成为二次特征X射线，即荧光辐射产生的荧光X射线。

测量窗包括基板和测量腔，供入射的X射线与反射的荧光X射线通过，其中基板与待测表面以一定间隔平行相对放置，测量腔用于放置基板，且测量腔大小和基板大小一致。

所述基板为具有光波汇聚单元的透明基板，该汇聚单元由多个并列的条状开口槽构成，该开口槽在光路传输方向的几何剖面可为矩形状、椭圆状或者腔状，使得入射的X射线通过测量窗时，根据开口槽的形状可以以一定区域照射在在待测物质表面，使待测表面区域都能接收到X射线；另一方面，反射的荧光X射线通过测量窗时，被测量窗中基板的汇聚单元以一定角度汇聚，使反射的荧光更加集中的入射至探测器。

所述透明基板的开口槽内均匀涂抹含氮液体，覆盖有含氮液体的汇聚单元使通过汇聚单元后的荧光X射线的强度得到提升，进而使探测器接收到的荧光辐射的变化量更加灵敏。

探测器与处理器相连，探测器由荧光光谱辐射探测器和对应的电路主板组成，探测器将接收到的荧光X射线的光信号转化为电信号，便于发送至处理器进行分析。

所述荧光光谱辐射探测器可采用硅光电池或光电二极管，本实用新型不对此做相应的限定。

经探测器转换后的荧光X射线被发送至处理器，处理器通过控制信号处理电路对接收到的电信号进行A/D转换，信号放大处理和噪声过滤，然后进行光谱分析，所述分析包括将荧光X射线的光谱与一个或多个基准光谱进行比较，比较变量包括光谱曲线峰值、光谱曲线的辐射分布面积、光谱曲线分布变化值中的至少一个，所得比较变量作为表面杂质的相对含量分析结果输出。

所述基准光谱为X射线照射在清洁干净后的高层幕墙上产生荧光X射线后，被探测器检测和处理器分析得到的荧光光谱，该荧光光谱图以入射光波长为X轴横线，以辐射光光强为Y轴竖线。

所述基准光谱可以预先获取并存储于检测装置的相应存储器中。

所述荧光辐射光谱曲线峰值与基准光谱曲线峰值作比较，峰值变化量越大则表示反射的荧光X射线的峰值变化量越大，此时待测表面上的杂质含量越多，反之，峰值变化量越小，则表示待测表面上杂质含量越少。

所述荧光辐射光谱曲线的辐射分布面积与基准光谱曲线的辐射分布面积作比较，若光谱曲线的辐射分布面积变化量越大，则表示反射的荧光X射线的分布面积变化量越大，此时待测表面上的杂质含量越多，反之，若光谱曲线的辐射分布面积变化量越小，则待测表面上的杂质含量越少。

所述光谱曲线分布变化值与基准光谱曲线分布变化值作比较，若光谱曲线分布变化值越大，则表示反射的荧光X射线的光谱曲线分布变化量越大，此时待测表面上的杂质含量越多，反之，光谱曲线分布变化值越小，则待测表面上的杂质含量越少。

处理器中分析模块将分析结果输出后还包括：将上述光谱曲线峰值的变化量、光谱曲线的辐射分布面积的变化量和光谱曲线分布变化值经过前述步骤处理后得到的一个或多个比较变量与预先设定的清洁度阈值进行对比，该阈值表示清洁度良好，根据比较变量值与阈值的关系控制清洁机器人是否对该检测区域进行清洁，例如，若比较变量值高于清洁度阈值，则表示清洁度不合格，此时处理器发出相应信号至控制器，控制器控制清洁机器人的清洁部件对该检测区域进行清洁直至比较变量值低于阈值，反之，则认定该区域属于干净的范畴，不需要进行清洁。

所述阈值为研究人员通过多次有效实验或依据经验值设置阈值。

实施例2为一种用于高层幕墙清洁度检测的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

从激发光源中提供X射线激发光，X射线激发光通过测量窗入射到高层幕墙的待测表面的玻璃材料，入射的激发光源被待测表面的玻璃材料部分吸收并激发荧光X射线；

表面被激发的荧光X射线反射经过测量窗，并被探测器接收，所述探测器由荧光光谱辐射探测器组成；

对探测器接收的荧光X射线进行光谱分析，生成并输出分析结果，该分析结果包括表面杂质的相对含量的测定；

其中所述测量窗包括透明基板和测量腔，供入射光源与反射荧光X射线通过，所述透明基板与待测表面平行相对。

透明基板具有光波聚集的功能单元，该功能单元由多个并列的条状开口槽构成，反射的荧光辐射被聚集。

透明基板的开口槽内均匀涂抹含氮液体。

对探测的荧光辐射进行光谱分析，并与一个或多个基准光谱进行比较，采用的比较变量包括光谱曲线波峰值、光谱曲线的辐射分布面积、光谱曲线分布变化值中的至少一个，所得比较变量结果作为表面层杂质的相对含量分析结果输出。

将所述比较变量结果与预先设定的清洁度阈值进行对比，根据比较变量结果值与阈值的关系控制清洁机器人是否对该检测区域进行清洁。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种用于高层幕墙清洁度检测的装置，其特征在于包括在光路传输方向上依次放置的光源、测量窗、探测器、处理器，其中：

光源用于提供X射线激发光源，激发光源入射到待测表面，入射的激发光源被待测表面材料部分吸收并激发荧光辐射；

测量窗，包括基板和测量腔，供入射光源与反射荧光通过，其中基板与待测表面平行相对，测量腔用于放置基板；

探测器由荧光光谱辐射探测器和对应的电路主板组成，用于接收从待测表面被激发并反射的荧光辐射；

处理器，对检测的荧光辐射进行光谱分析，生成并输出分析结果，该分析结果包括表面杂质的相对含量的测定。

2.如权利要求1所述的用于高层幕墙清洁度检测的装置，其特征在于，所述基板为具有光波汇聚单元的透明基板，该汇聚单元由多个并列的条状开口槽构成，反射的荧光辐射被汇聚单元汇聚。

3.如权利要求1所述的用于高层幕墙清洁度检测的装置，其特征在于，透明基板的开口槽内均匀涂抹含氮液体。

4.如权利要求1所述的用于高层幕墙清洁度检测的装置，其特征在于，处理器与探测器相连，并对荧光辐射的光谱信息进行分析；所述分析包括将荧光辐射的光谱与一个或多个基准光谱进行比较，比较变量包括光谱曲线峰值、光谱曲线的辐射分布面积、光谱曲线分布变化值中的至少一个，所得比较变量作为表面杂质的相对含量分析结果输出。