一种用于林木中钻蛀性害虫的X射线探测装置

一种用于林木中钻蛀性害虫的x射线探测装置
技术领域
1.本发明属于无损探测技术领域，具体涉及的是一种用于林木中钻蛀性害虫的x射线探测装置。


背景技术：

2.钻蛀性害虫是给林木生长造成损害的一类害虫，钻蛀性害虫钻蛀树干、枝桠、嫩梢或者根部，蛀食韧皮部、形成层、木质部甚至髓部，形成坑道系统，影响林木生长，严重时导致树木死亡，钻蛀性害虫主要包括天牛类、吉丁虫类、象鼻虫类、螟蛾类以及白蚁等。钻蛀性害虫种类多，死亡率低；生活隐蔽，探测困难；危害普遍具有积累性，分布区系丰富。钻蛀性害虫危害大，轻者影响林木生长，重者则使林木整株死亡，破坏林分结构。因此，对林木中的钻蛀性害虫进行探测有着十分重要的意义。
3.对树皮下害虫的探测通常有超声波探测法和电磁波探测法：1、超声波探测法主要是利用超声波探测仪，去侦听害虫动作产生的超声波讯号，这些声音一般是在害虫进食、移动、告警讯号等特殊习惯的时候产生的，利用这些信号就可以探测出树皮下的钻蛀性害虫；2、电磁波探测法是基于被测树木对近红外电磁波的吸收和反射的差异进行光谱检测，当树木受到蛀干害虫的侵蚀后，其对近红外光的吸收或反射不同于未受虫害的树木，据此可以检测出树木树皮下是否存在害虫。
4.但上述两种方法对钻蛀性害虫的检测准确度都不高，容易遗漏或误检测被侵害树木，且这两种方法无法检测出害虫的具体种类，在实际的应用中有着很大的局限性。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于林木中钻蛀性害虫的x射线探测装置，在不破坏树木生长的前提下，利用x射线技术探测无损伤的探测树皮下钻蛀性害虫的蛀食行为。
6.为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种用于林木中钻蛀性害虫的x射线探测装置，它包括x射线源、x射线探测器、工作平台、导轨和保持架，所述工作平台包括第一工作平台与第二工作平台，其中：根据待测树木的直径，若干导轨单元依次首尾相接拼接成环形导轨，导轨环绕于待测树木的外部，导轨的下方设置伸缩支架；所述保持架设置为圆弧形，保持架的首尾两端分别与第一工作平台、第二工作平台固定连接，在第一工作平台上固定安装驱动电机，驱动电机的转子上安装驱动轮，在第二工作平台上安装支撑轮，驱动轮和支撑轮均与导轨相配合，驱动电机通过驱动轮驱动第一工作平台与第二工作平台同步沿导轨做圆周运动；在第一工作平台与第二工作平台上沿圆弧形保持架两侧端点的连线相对设置气动滑台，x射线源、x射线探测器分别安装在对应的气动滑台上，气动滑台分别带动对应的x射线源、x射线探测器沿圆弧形保持架两侧端点的连线运动。
7.进一步地，所述x射线探测器为基于光锥耦合的ccd型x射线探测器。
8.进一步地，安装所述x射线源的气动滑台上还设置移动电源。
9.与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明可以在不损害树木生长的前提下，准确高效地探测疑似被害虫蛀食的树木，同时本装置可以实现对区域林木不同树木所有高度的害虫探测，可以节省大量人力、物力，为后续林木的害虫防治工作提供可靠的数据支撑，具有很好的应用前景。
附图说明
10.图1为本发明主视结构示意图；图2为本发明俯视结构示意图。
11.图中，1为导轨，2为保持架，3为第一工作平台，4为第二工作平台，5为x射线源，6为x射线探测器，7为驱动电机，8为驱动轮，9为支撑轮，10为气动滑台，11为伸缩支架，12为待测树木。
具体实施方式
12.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
13.一种用于林木中钻蛀性害虫的x射线探测装置，它包括x射线源5、x射线探测器6、工作平台、导轨1和保持架2，所述工作平台包括第一工作平台3与第二工作平台4，其中：根据待测树木12的直径，若干导轨单元依次首尾相接拼接成环形导轨1，导轨1环绕于待测树木12的外部，导轨1的下方设置伸缩支架11；所述保持架2设置为圆弧形，保持架2的首尾两端分别与第一工作平台3、第二工作平台4固定连接，在第一工作平台3上固定安装驱动电机7，驱动电机7的转子上安装驱动轮8，在第二工作平台4上安装支撑轮9，驱动轮8和支撑轮9均与导轨1相配合，驱动电机7通过驱动轮8驱动第一工作平台3与第二工作平台4同步沿导轨1做圆周运动；在第一工作平台3与第二工作平台4上沿圆弧形保持架2两侧端点的连线相对设置气动滑台10，x射线源5、x射线探测器6分别安装在对应的气动滑台10上，气动滑台10分别带动对应的x射线源5、x射线探测器6沿圆弧形保持架两侧端点的连线运动。
14.进一步地，所述x射线探测器6为为基于光锥耦合的ccd型x射线探测器。与工业无损检测所需要的大型x射线探测器不同，因为树木及钻蛀性害虫的尺寸较小并且要考虑到野外使用，所以小型便捷、具有高分辨率是对x射线探测器的主要要求。基于此，本装置选取了基于光锥耦合的ccd型x射线探测器，主要由高分辨率感光屏、像增强器、光纤光锥以及ccd相机等组成，它是一款体积小、重量轻的小型x射线探测器，同时具有出色的空间分辨力。
15.进一步地，安装所述x射线源5的气动滑台10上还设置移动电源。因为本装置通常是在野外使用，所以所有设备的供电问题都需要用移动电源进行解决，x射线源与x射线探测器的功率均为10w左右，伺服电机的功率为50w左右，那么此装置每小时的耗电量为70wh，本装置选取了anker的220v移动电源，其电容量为1300wh左右，所以移动电源可以让探测装置工作18h左右，足以完成对区域林木的探测工作。
16.本发明的工作原理如下：
1）、三根伸缩支架11插入待测树木12旁的泥土中，伸缩支架11中各支腿的下端为三角形，可以适用于各种崎岖的工作面，伸缩支架11可上下伸缩，通过调节伸缩支架11的高度进而实现不同高度的树木、同一树木不同高度位置的探测；2）、若干导轨单元依次首尾相接拼接成环形导轨1，使用时可根据不同树木直径进行拼接，适用于不同直径的树木；3）、一方面，通过驱动电机7通过驱动轮8驱动第一工作平台3与第二工作平台4同步沿导轨1做圆周运动，另一方面，通过气动滑台10分别带动对应的x射线源5、x射线探测器6沿圆弧形保持架两侧端点的连线运动，进而调整x射线源5、待测树木12、x射线探测器6三者之间的距离，使得成像效果达到最佳。第一工作平台3与第二工作平台4由一个圆弧形状的保持架2连接，可以实现x射线源5、待测树木12、x射线探测器6始终保持在同一直线上，达到x射线成像的基本要求。
17.4）、当装置安装完毕后，开启移动电源对装置进行上电，x射线源5通过高压线缆连接到计算机，计算机远程控制x射线源5发出连续谱x射线，射线照射向树皮及树皮下部分，通过usb连接到计算机的x射线探测器6就可以收到x射线图像，用驱动电机7驱动第一工作平台3与第二工作平台4整体沿轨道作圆周运动，这样只需用一个驱动电机7就可以实现本装置对树木360度树皮下害虫的全面性探测。
18.使用本装置对一片待测区域林木进行探测，包括以下步骤：s1、安装设备：将三根伸缩支架11固定在待测树木12旁的土地中，调节伸缩支架11的高度至与待测树木部位高度持平，将两个半圆形导轨单元环绕在待测树木12的外部，形成一个包围树干的圆环形导轨1；再将导轨1放置于伸缩支架11的上方，利用水平仪保持导轨1与地面水平。将x射线源5与x射线探测器6分别放置在第一工作平台3与第二工作平台4上，通过气动滑台10调节工作平台的位置，使得x射线源5、待测树木12、x射线探测器6三者的距离达到最佳。分别用高压线缆和usb将x射线源5和x射线探测器6与计算机连接，再将他们与移动电源连接，设备安装完毕；s2、无损探测：在确保射线源周围无人后，开启移动电源给设备上电，通过计算机远程控制x射线源5发出连续谱x射线，控制射线照射向树皮及树皮下部分，再利用驱动电机7驱动x射线源5与x射线探测器6绕着树干做一定线速度的圆周运动，打开x射线探测器6的图像获取软件，实时观察获取到的x射线图像，若发现有灰度值明显异于周围的区域，则此区域可能为钻蛀性害虫存在区域，记录并保存此区域图像。x射线源5绕树干一周扫描完毕后，关闭移动电源，结束此高度树木害虫的探测；s3、调节设备高度：因为本装置实现的是对树木不同高度的树皮下害虫探测，所以在探测完同一高度的树木后，需要关闭设备，重新调节支撑支架的高度，再对下一高度的树木树皮进行探测，周而复始直至对整棵树木所有高度树皮探测完毕后，此棵树木的害虫探测工作结束，开始下一棵树木的探测工作；s4、图像处理分析：在对待测林木区域所有树木探测完毕后，对所有疑似害虫存在区域的图像进行整理分析，对获得的x射线图像做进一步的图像处理，如对比度增强等，确定钻蛀性害虫的确切存在位置，记录在册后移交害虫防治人员，为下一步的林木害虫防治工作提供数据基础。
19.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何
熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。