一種手搖式伽馬探傷機(jī)的附加傳動(dòng)裝置

王 勇，藍(lán) 錦，劉志權(quán)

（中國能源建設(shè)集團(tuán)安徽電力建設(shè)第二工程有限公司，合肥 230000）

目前常用的伽馬探傷機(jī)，多數(shù)依然是手搖式的，其通過人工搖動(dòng)搖把，將放射源從源罐中搖出、計(jì)時(shí)、收回來完成一次工作循環(huán)［1］。此種作業(yè)方式簡(jiǎn)單便捷，但有兩個(gè)十分明顯的缺點(diǎn)：①受制于傳送導(dǎo)管的長(zhǎng)度，操作人員距離放射源近，面臨較大的輻射風(fēng)險(xiǎn)；尤其是在放射源剛剛搖出和即將收回到源罐時(shí)，其瞬時(shí)的輻射率會(huì)達(dá)到一個(gè)極大值；長(zhǎng)時(shí)間在此種環(huán)境下工作，會(huì)對(duì)操作人員的生理和心理造成較大的影響。②采用的人工計(jì)時(shí)方式誤差較大，容易因?yàn)椴僮魅藛T疏忽導(dǎo)致膠片曝光不足或曝光過度，從而導(dǎo)致底片報(bào)廢［2］，降低工作效率。

市面上出售的伽馬探傷機(jī)有延時(shí)啟動(dòng)和智能控制功能的并不少見，但其價(jià)格昂貴，無法拆分，在高空作業(yè)等其他條件較差的環(huán)境下不便于攜帶；而且，如果使用此類機(jī)器就必須淘汰掉現(xiàn)有的手搖式探傷機(jī)，造成浪費(fèi)。故而，在保留現(xiàn)有手搖式探傷機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種可提供延時(shí)啟動(dòng)、智能計(jì)時(shí)傳動(dòng)功能及可拆分的附加裝置是一項(xiàng)有益的工作，提高手搖式伽馬探傷機(jī)的使用安全性及工作效率。

1 設(shè)計(jì)思路

整體的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種可便攜拆分，延遲啟動(dòng)、智能計(jì)時(shí)傳動(dòng)附加傳動(dòng)裝置，設(shè)計(jì)思路是，根據(jù)需要的功能來設(shè)計(jì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，再根據(jù)實(shí)際的效果優(yōu)化調(diào)整，其具體方案如表1所示。

表1 伽馬探傷機(jī)附加傳動(dòng)裝置功能與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路

其中使機(jī)器自動(dòng)判別放射源是否到達(dá)指定位置（準(zhǔn)確到達(dá)曝光部位或回到源罐中）有兩種執(zhí)行方式：①設(shè)定機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)指定的圈數(shù)，導(dǎo)管的長(zhǎng)度是一定的，只要事先測(cè)算好應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，在單片機(jī)中寫入相應(yīng)的執(zhí)行程序即可。但此方法的缺點(diǎn)是：不同的探傷機(jī)其導(dǎo)管長(zhǎng)度略有差異，一臺(tái)設(shè)定好轉(zhuǎn)動(dòng)固定圈數(shù)的機(jī)器只能對(duì)應(yīng)其特定的搖把而不能通用，不具有普遍適用性。②利用傳感電路，即放置一個(gè)傳感器，利用搖把運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得到特定的信號(hào)，從而控制電機(jī)的運(yùn)行，此種方式可克服方法①的不足。

通過觀察與實(shí)踐操作可知：當(dāng)搖把到達(dá)指定位置時(shí)，便無法再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；搖把的轉(zhuǎn)動(dòng)為圓周運(yùn)動(dòng)。筆者發(fā)現(xiàn)使用反射式光學(xué)傳感器，當(dāng)搖把周期性的經(jīng)過傳感器旁邊時(shí)，傳感器將得到一系列脈沖信號(hào)，當(dāng)搖把無法運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器將得到持續(xù)信號(hào)或無信號(hào)。同時(shí)在單片機(jī)中寫入程序：當(dāng)接收到脈沖信號(hào)時(shí)，控制電機(jī)以當(dāng)前方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)接收到持續(xù)信號(hào)或無信號(hào)超過一定時(shí)間時(shí)（如2s），停止轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)入下一階段。

2 功能的具體實(shí)現(xiàn)

通過綜合上述的功能與相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)／措施，可以得到該裝置的雛形，經(jīng)過設(shè)計(jì)，其整體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖中①為外殼，②為電池，③為數(shù)顯屏及調(diào)節(jié)按鈕，④為啟動(dòng)開關(guān)，⑤為電路板（單片機(jī)），⑥為傳感器，⑦為電動(dòng)機(jī)，⑧為傳動(dòng)葉片，⑨為與搖把底板的契合結(jié)構(gòu)，⑩為便攜提手。

圖1 附加傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意

將原有的手搖式伽馬探傷機(jī)的搖把底板略作改造，增加4個(gè)圓柱定位銷，以便與該傳動(dòng)裝置契合，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 經(jīng)過改裝后的手搖搖把結(jié)構(gòu)示意

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)工作條件需要使用本裝置時(shí)，可以將本裝置的底部固定裝置與圓柱定位銷相契合，同時(shí)使搖把的把手與傳動(dòng)葉片的凹槽相契合而快速組裝。

設(shè)置延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間及曝光時(shí)間，按下啟動(dòng)開關(guān)。

隨后，電路板開始計(jì)時(shí)，在延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間倒數(shù)完畢后開始命令電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)搖把將放射源從源罐中搖出并運(yùn)送至指定部位曝光。

在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，傳動(dòng)葉片的凹槽周期性地經(jīng)過傳感器的下端，從而使電路板持續(xù)接收到脈沖信號(hào)。

電路板的程序設(shè)計(jì)為：當(dāng)接收到脈沖信號(hào)時(shí)，電機(jī)以當(dāng)前的轉(zhuǎn)動(dòng)方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)接收到持續(xù)信號(hào)或無信號(hào)超過一定時(shí)間時(shí)（可設(shè)定為2s或其他），停止轉(zhuǎn)動(dòng)并開始計(jì)時(shí)曝光時(shí)間，待曝光時(shí)間倒數(shù)完畢；電動(dòng)機(jī)開始反向轉(zhuǎn)動(dòng)。

反向轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，傳動(dòng)葉片的凹槽又再次周期性地經(jīng)過傳感器的下端，從而使電路板持續(xù)接收到脈沖信號(hào)，控制電機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，將放射源傳送回源罐，待放射源回到源罐后，搖把無法運(yùn)動(dòng)，傳感器將接收到持續(xù)信號(hào)或無信號(hào)。

超過設(shè)定時(shí)間后，裝置停止工作，一次完整的工作循環(huán)運(yùn)行完畢。

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)工作條件不適宜用本裝置，需要恢復(fù)人工手動(dòng)搖源時(shí)（如在斜坡、腳手架上作業(yè)），可握住便攜提手，豎直向上提動(dòng)，使其與搖把分離，從而達(dá)到快速拆分的目的。

此裝置還可以添加電子元件控制轉(zhuǎn)速，或添加遙控傳感裝置進(jìn)行遠(yuǎn)距離操控［3］。

其他樣式的手搖式伽馬探傷機(jī)，其上部構(gòu)造不變，只需改造下方與搖把結(jié)合的固定契合結(jié)構(gòu)即可。

3 結(jié)語

降低輻射風(fēng)險(xiǎn)及提高工作效率，一直是射線檢測(cè)工作所追尋的方向。在不能完全由機(jī)械替代人工的情況下，通過一個(gè)簡(jiǎn)單附加傳動(dòng)裝置能較好地解決這個(gè)問題。

綜合看來，此裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造且成本低廉，具有較好的實(shí)用性，可以進(jìn)行批量生產(chǎn)并在更大的范圍內(nèi)進(jìn)行推廣。

［1］強(qiáng)天鵬.射線檢測(cè)［M］.北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007：51－52.

［2］孟震.暗室處理引起的底片質(zhì)量問題及其預(yù)防［J］.無損檢測(cè)，2013，35（3）：45－47.

［3］李緒豐，蔡創(chuàng)明，林平來.工業(yè)X 射線機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)遙控裝置研制［J］.無損檢測(cè)，2012，34（7）：70－72.