便攜式高頻x射線探傷的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及無損檢測領(lǐng)域，公開了一種便攜式高頻X射線探傷機(jī)，包括操作面板和射線發(fā)生器，射線發(fā)生器包括電源輸入模塊、同步整流電路、橋式逆變電路、高頻變壓器、十倍壓整流電路和X射線管，十倍壓整流電路和X射線管之間連接有電壓、管電流采樣電路，X射線管和恒流電源之間連接有電流采樣電路，電壓、管電流采樣電路將采集的加速電壓信號反饋到ARM單片機(jī)和驅(qū)動電路；電流采樣電路將采集的燈絲電流信號反饋到ARM單片機(jī)和恒流電源。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是，X射線管加速電壓和燈絲電流采用數(shù)字模擬雙閉環(huán)工作方式，可實(shí)時監(jiān)測并校正X射線管加速電壓和燈絲電流，拍片清晰度高，X射線穿透厚度大。
【專利說明】便攜式高頻X射線探傷機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及無損檢測領(lǐng)域，特別是指一種便攜式高頻X射線探傷機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]便攜式X射線探傷機(jī)在無損檢測領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛，目前國內(nèi)外市場的便攜式X射線探傷機(jī)主要包括控制器、機(jī)頭和供電線纜三部分?？刂破鲀?nèi)部包含控制電路和功率電路，主要是產(chǎn)生中頻脈沖電壓。機(jī)頭內(nèi)部主要包含中頻升壓高壓包和X射線管兩部分。采用這種結(jié)構(gòu)的X射線探傷機(jī)主要存在的缺點(diǎn)是供電線纜必須使用大電流線纜，線纜中的電流是脈動電流，會產(chǎn)生較大的干擾和輻射。對線纜及連接端子的要求非常高，導(dǎo)致成本高。X射線管的高壓管電流檢測回路會通過此條線纜連接到控制器，存在一定的安全隱患。
[0003]目前便攜式X探傷機(jī)控制器多采用可控硅作為功率器件，可控硅用于整流和變頻斬波。采用此技術(shù)的電路控制器具有體積大，發(fā)熱大，工作頻率低，效率低下，能耗高，且只適用于工頻交流電源供電，驅(qū)動電路復(fù)雜，需要大體積電感，輸入功率因數(shù)低等缺點(diǎn)。同時，目前使用的便攜式X射線探傷機(jī)控制器控制X射線管加速電壓輸出穩(wěn)壓的方式是數(shù)字開環(huán)、模擬單閉環(huán)的方式工作。X射線管的加速電壓和燈絲電流均來自同一高壓包電源。導(dǎo)致燈絲電流不可控，設(shè)定電壓不可控，實(shí)際輸出電壓對應(yīng)關(guān)系只能依賴于出廠設(shè)置，不能實(shí)時監(jiān)測并調(diào)整實(shí)際輸出電壓，輸出電壓精度低等缺點(diǎn)。燈絲電流不可控，故X射線管產(chǎn)生的量相對不可控，影響拍片的清晰度。
[0004]目前便攜式X探傷機(jī)機(jī)頭部分采用中頻升壓高壓包的方式將低壓脈沖電壓升壓到150KV?350KV，升壓以后的電壓仍然為脈沖電壓，要供給X射線管使用，靠的是X射線管自整流的方式。采用此技術(shù)的缺點(diǎn)是升壓高壓包體積大，重量大，成本高，高壓包易高壓擊穿損壞等，供給X射線管的電壓為脈動電壓，所以產(chǎn)生的X射線是斷續(xù)的，單位時間里產(chǎn)生的X射線的效率低，射線能量也不穩(wěn)定，因此單位時間內(nèi)拍片曝光時，穿透的物體厚度相對要小很多。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種便攜式高頻X射線探傷機(jī)，X射線管加速電壓和燈絲電流采用數(shù)字模擬雙閉環(huán)工作方式，能夠?qū)崟r監(jiān)測并校正X射線管加速電壓和燈絲電流，輸出電壓精度高，拍片的清晰度高，X射線穿透厚度大。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下的技術(shù)方案:一種便攜式高頻X射線探傷機(jī)，包括操作面板和與其連接的射線發(fā)生器，所述射線發(fā)生器包括電源輸入模塊、用于將交流電變?yōu)橹绷麟娗遗c電源輸入模塊連接的同步整流電路、用于將直流電變?yōu)楦哳l交流電且與同步整流電路連接的橋式逆變電路、與橋式逆變電路連接的高頻變壓器、用于將交流電變?yōu)橹绷麟娡瑫r增大電壓且與高頻變壓器連接的十倍壓整流電路和產(chǎn)生X射線且與十倍壓整流電路連接的X射線管，所述恒流電源為X射線管提供電流；所述十倍壓整流電路和X射線管之間連接有用于采集加速電壓的電壓、管電流采樣電路，所述同步整流電路與DC-DC電壓變換模塊連接，所述DC-DC電壓變換模塊與驅(qū)動電路連接，所述驅(qū)動電路與橋式逆變電路連接；所述恒流電源與驅(qū)動電路之間連接有ARM單片機(jī)，所述X射線管與恒流電源之間連接有用于采集燈絲電流的電流采樣電路，所述電壓、管電流采樣電路將采集的加速電壓信號反饋到ARM單片機(jī)和驅(qū)動電路；所述電流采樣電路將采集的燈絲電流信號對應(yīng)反饋到ARM單片機(jī)和恒流電源。
[0007]進(jìn)一步的，所述同步整流電路和橋式逆變電路均采用MOS管作為功率器件。
[0008]進(jìn)一步的，所述操作面板上設(shè)有電源和單片機(jī)，該單片機(jī)分別與按鍵、顯示器和RS485通信接口連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述操作面板和射線發(fā)生器之間通過通信線纜連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述操作面板上設(shè)有輻射監(jiān)測裝置，該輻射監(jiān)測裝置與蜂鳴器連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述ARM單片機(jī)上連接有RS485通信接口。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果在于:1、采用高頻變壓器和十倍壓整流電路，使加速電壓為恒定直流電壓，高頻變壓器相對現(xiàn)有技術(shù)具有體積小，重量輕，成本低，效率高等優(yōu)點(diǎn)，十倍壓整流相對現(xiàn)有技術(shù)具有電壓恒定，拍片清晰度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0013]2、X射線管加速電壓和燈絲電流采用數(shù)字模擬雙閉環(huán)工作方式，設(shè)定電壓可控，能夠?qū)崟r監(jiān)測并校正X射線管加速電壓和燈絲電流，輸出電壓精度高，拍片的清晰度高，X射線穿透厚度大。
[0014]3、操作面板和射線發(fā)生器之前的導(dǎo)線連接為通信線纜和小功率連接端子，連接不需要粗大的導(dǎo)線和大電流連接端子。減少成本，延長使用壽命，降低操作人員的搬運(yùn)勞動強(qiáng)度。同時可根據(jù)現(xiàn)場需求設(shè)定通信線纜的長度，避免對操作人員身體健康的危害。
[0015]4、功率器件使用MOS管替代了現(xiàn)有技術(shù)中的可控硅，相對與可控硅來說，MOS管具有頻率高，體積小,重量輕,功率容量大,發(fā)熱小,效率高,成本低等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實(shí)用新型的模塊原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]如圖1所示的一種便攜式高頻X射線探傷機(jī)，包括操作面板I和與其連接的射線發(fā)生器2，操作面板I和射線發(fā)生器2之間通過通信線纜連接，通過通信線纜可將操作面板I和射線發(fā)生器2分離到安全距離以上，有效避免操作人員遭到輻射的危害。通信線纜中通過的是低電壓小信號，沒有干擾和輻射，并且可以使用小功率連接器，成本低。
[0020]所述射線發(fā)生器2包括電源輸入模塊3、用于將交流電變?yōu)橹绷麟娗遗c電源輸入模塊3連接的同步整流電路4、用于將直流電變?yōu)楦哳l交流電且與同步整流電路4連接的橋式逆變電路5、與橋式逆變電路5連接的高頻變壓器6、用于將交流電變?yōu)橹绷麟娡瑫r增大電壓且與高頻變壓器6連接的十倍壓整流電路7和產(chǎn)生X射線且與十倍壓整流電路7連接的X射線管8，所述恒流電源14為X射線管8提供電流；高頻變壓器6相對現(xiàn)有技術(shù)具有體積小，重量輕，成本低，效率高等優(yōu)點(diǎn)，十倍壓整流相對現(xiàn)有技術(shù)具有電壓恒定，拍片清晰度高等優(yōu)點(diǎn)。射線發(fā)生器2內(nèi)部供給X射線管8的加速電壓由高頻變壓器6和十倍壓整流電路7共同提供。高頻變壓器6工作頻率為40-200KHZ，具有體積小，重量輕、效率高等優(yōu)勢。經(jīng)高頻變壓器6輸出的高壓交變電壓經(jīng)由十倍壓整流電路7整流成直流電壓，并將直流電壓進(jìn)一步提升，確保將X射線管8的加速電壓提升到適合X射線管8工作的電壓范圍。
[0021]所述十倍壓整流電路7和X射線管8之間連接有用于采集加速電壓的電壓、管電流采樣電路9，所述同步整流電路4與DC-DC電壓變換模塊11連接，所述DC-DC電壓變換模塊11與驅(qū)動電路12連接，所述驅(qū)動電路12與橋式逆變電路5連接。
[0022]所述恒流電源14與驅(qū)動電路12之間連接有ARM單片機(jī)13，所述ARM單片機(jī)13上連接有RS485通信接口，用于與外部設(shè)備連接。所述X射線管8與恒流電源14之間連接有用于采集燈絲電流的電流采樣電路10，所述電壓、管電流采樣電路9將采集的加速電壓信號反饋到ARM單片機(jī)13和驅(qū)動電路12 ；ARM單片機(jī)13和驅(qū)動電路12分別產(chǎn)生數(shù)字加速電壓信號和模擬加速電壓信號。所述電流采樣電路10將采集的燈絲電流信號反饋到ARM單片機(jī)13和恒流電源14。APM單片機(jī)13和恒流電源14分別產(chǎn)生數(shù)字燈絲電流信號和模擬燈絲電流信號，這樣射線發(fā)生器2內(nèi)部對供給X射線管8的加速電壓和燈絲電流分別控制。X射線管8的加速電壓采用數(shù)字模擬雙閉環(huán)模式，模擬閉環(huán)實(shí)時穩(wěn)壓，數(shù)字閉環(huán)實(shí)時監(jiān)測校正電壓，故X射線管8的加速電壓控制精度高，電壓穩(wěn)定，所產(chǎn)生的X射線具有穿透能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。X射線管8的燈絲電流采用恒流電源14供給，并且采用數(shù)字模擬雙閉環(huán)模式。模擬閉環(huán)實(shí)時恒流，數(shù)字閉環(huán)實(shí)時監(jiān)測校正電流，故X射線管8的燈絲電流控制精度高，電流穩(wěn)定，所產(chǎn)生的X射線量穩(wěn)定，具有清晰度高的優(yōu)點(diǎn)。X射線管8的加速電壓和燈絲電流均采用數(shù)字模擬雙閉環(huán)工作模式，兩者結(jié)合使用，確保X射線具備清晰度高，穿透能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0023]其中，所述同步整流電路4和橋式逆變電路5均采用MOS管作為功率器件。相對與可控硅來說，MOS管具有頻率高，體積小，重量輕，功率容量大，發(fā)熱小，效率高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0024]其中，所述操作面板I上設(shè)有電源和單片機(jī)15，該單片機(jī)15分別與按鍵16、顯示器17和RS485通信接口連接。電源為操作面板I提供電壓，按鍵16輸入指令，單片機(jī)15起到樞紐作用，顯示器17顯示各種參數(shù)，RS485通信接口用于與外部設(shè)備連接。操作面板I體積小，重量輕，可以減低操作人員的勞動強(qiáng)度。
[0025]其中，所述操作面板I上設(shè)有輻射監(jiān)測裝置19，該輻射監(jiān)測裝置19與蜂鳴器18連接。輻射監(jiān)測裝置19使操作面板I具備輻射監(jiān)測功能，當(dāng)輻射量達(dá)到對人體產(chǎn)生危害時蜂鳴器18報警提示操作人員遠(yuǎn)離X射線發(fā)生器2，減少X射線對操作人員身體健康的危害。
[0026]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式高頻X射線探傷機(jī)，其特征在于，包括操作面板(I)和與其連接的射線發(fā)生器(2)，所述射線發(fā)生器(2)包括電源輸入模塊(3)、用于將交流電變?yōu)橹绷麟娗遗c電源輸入模塊(3)連接的同步整流電路(4)、用于將直流電變?yōu)楦哳l交流電且與同步整流電路(4)連接的橋式逆變電路(5)、與橋式逆變電路(5)連接的高頻變壓器￠)、用于將高頻交流電變?yōu)橹绷麟娡瑫r增大電壓且與高頻變壓器(6)連接的十倍壓整流電路(7)和產(chǎn)生X射線且與十倍壓整流電路(7)連接的X射線管(8)，恒流電源(14)為X射線管⑶提供電流； 所述十倍壓整流電路(7)和X射線管⑶之間連接有用于采集加速電壓的電壓、管電流采樣電路(9)，所述同步整流電路(4)與DC-DC電壓變換模塊(11)連接，所述DC-DC電壓變換模塊(11)與驅(qū)動電路(12)連接，所述驅(qū)動電路(12)與橋式逆變電路(5)連接； 所述恒流電源(14)與驅(qū)動電路(12)之間連接有ARM單片機(jī)(13)，所述X射線管(8)與恒流電源(14)之間連接有用于采集燈絲電流的電流采樣電路(10)，所述電壓、管電流采樣電路(9)將采集的加速電壓信號反饋到ARM單片機(jī)(13)和驅(qū)動電路(12);所述電流采樣電路(10)將采集的燈絲電流信號反饋到ARM單片機(jī)(13)和恒流電源(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式高頻X射線探傷機(jī)，其特征在于:所述同步整流電路(4)和橋式逆變電路(5)均采用MOS管作為功率器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式高頻X射線探傷機(jī)，其特征在于:所述操作面板(I)上設(shè)有電源和單片機(jī)(15)，該單片機(jī)(15)分別與按鍵(16)、顯示器(17)和RS485通信接口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式高頻X射線探傷機(jī)，其特征在于:所述操作面板(I)和射線發(fā)生器(2)之間通過通信線纜連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式高頻X射線探傷機(jī)，其特征在于:所述操作面板(I)上設(shè)有輻射監(jiān)測裝置(19)，該輻射監(jiān)測裝置(19)與蜂鳴器(18)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的便攜式高頻X射線探傷機(jī),其特征在于:所述ARM單片機(jī)(13)上連接有RS485通信接口。
【文檔編號】G01N23/02GK203949884SQ201420072255
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】曾茂良, 謝俊和, 劉成, 羅建 申請人:成都邁碩電氣有限公司