超小型高頻X射線探傷機(jī)的研制與開(kāi)發(fā)

沈陽(yáng)特種設(shè)備檢測(cè)研究院 馬 毅

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超小型高頻X射線探傷機(jī)的研制與開(kāi)發(fā)

沈陽(yáng)特種設(shè)備檢測(cè)研究院 馬 毅

【摘要】x射線探傷機(jī)由于其特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。本項(xiàng)研制的目的是在相同電能的損耗下提高電能的利用率，減少無(wú)用的熱損耗，同時(shí)減小發(fā)生器的重量和體積，增強(qiáng)其節(jié)能和便攜性，提高工作效率。

【關(guān)鍵詞】超小型；便攜；節(jié)能；高效

1、研究目的

X射線探傷機(jī)廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)檢測(cè)活動(dòng)中，在復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下，減小體積，降低重量。提高X射線探傷機(jī)性能，增強(qiáng)節(jié)能及便攜性、提高效率，已成為未來(lái)發(fā)展的主要研究方向

現(xiàn)有技術(shù)是在射線機(jī)的裝配上，改進(jìn)射線機(jī)的裝配方法，增加其散熱面積，減少體積，并沒(méi)有從本質(zhì)上提升X射線探傷機(jī)的工作效率。本設(shè)計(jì)的目的是在相同電能的損耗下，可以產(chǎn)生更多的X射線。提高電能的利用率，減少無(wú)用的熱損耗，同時(shí)減小發(fā)生器體積和重量，增強(qiáng)其便攜性，提高工作效率。

2、設(shè)計(jì)的技術(shù)路線

超小型X射線探傷機(jī)主要由控制器、發(fā)生器和電纜線組成?？刂破鳛榘l(fā)生器提供高頻方波脈沖電壓，產(chǎn)生控制信號(hào)，并監(jiān)測(cè)發(fā)生器的管電流和溫度?？刂破魍ㄟ^(guò)電纜線，把高頻方波脈沖電壓輸入發(fā)生器［1］。在發(fā)生器中，高頻方波脈沖電壓通過(guò)高壓變壓器產(chǎn)生高壓，使射線管產(chǎn)生X射線。

3、設(shè)計(jì)原理與方案

3.1設(shè)計(jì)原理

超小型高頻X射線控制器的內(nèi)部電路，包括整流濾波電路、穩(wěn)壓電路、斬波電路、逆變輸出電路［2］、以及控制電路，其中整流濾波電路、穩(wěn)壓電路、斬波電路、逆變輸出電路依次相連；斬波電路、逆變輸出電路與控制電路相連。由于有穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)，使控制器性能更加穩(wěn)定。

控制器連接220V交流電，經(jīng)整流濾波電路，得到干擾較少的直流電；再經(jīng)穩(wěn)壓電路，輸出定值的直流電；再經(jīng)斬波電路，由控制電路根據(jù)濾波電路的反饋電壓控制，輸出需要的直流電；再經(jīng)逆變電路，由控制電路控制，得到高頻方波脈沖電壓。同時(shí)控制電路還要控制顯示與按鍵，根據(jù)發(fā)生器管電流的反饋情況，調(diào)整逆變電路的控制信號(hào)。

3.2設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)方案對(duì)控制器的結(jié)構(gòu)、控制器高頻電路；高頻高壓變壓器參數(shù)、發(fā)生器部分都進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)，把高頻方波脈沖電壓輸入發(fā)生器。在發(fā)生器中，高頻方波脈沖電壓通過(guò)高壓變壓器產(chǎn)生高壓，使射線管產(chǎn)生X射線?？梢援a(chǎn)生更多的X射線。提高電能的利用率，減少無(wú)用的熱損耗。

3.2.1控制器主要由外部功能器件的設(shè)計(jì)示意圖見(jiàn)圖1

圖1　控制器的結(jié)構(gòu)示意圖

外部功能器件包括準(zhǔn)備指示燈1，射線指示燈2，訓(xùn)練指示燈3，高壓顯示4，時(shí)間顯示5，選擇按鍵6，遞增按鍵7，遞減按鍵8，高壓鎖9，高壓開(kāi)按鍵10，高壓關(guān)按鍵11，總開(kāi)關(guān)12，電源線插座13，電纜線插座14，接地線座15，保險(xiǎn)絲座17（20A），箱體17，風(fēng)機(jī)18構(gòu)成。在箱體上還有提手和密封膠圈。

3.2.2控制器內(nèi)部電路框圖如圖2所示

圖2　控制器內(nèi)部電路框圖

3.2.3控制器內(nèi)部電路圖的設(shè)計(jì)如圖3所示

圖3　控制器內(nèi)部電路圖

3.2.4 發(fā)生器部分的設(shè)計(jì)

高頻X射線發(fā)生器是由上端環(huán)1，下端環(huán)8，減震2，管桶5，散熱器7，風(fēng)機(jī)9，溫控6等組成。散熱器裝在管桶的下方，風(fēng)機(jī)裝在散熱器的下方。管桶內(nèi)裝有X射線管10和高壓變壓器。高壓變壓器主要由兩個(gè)U型鐵芯3和高壓包4組成。高頻發(fā)生器的設(shè)計(jì)如圖4所示：

圖4　高頻發(fā)生器示意圖

4、應(yīng)用效果

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用本產(chǎn)品與其他具有發(fā)射同等射線強(qiáng)度的其他產(chǎn)品相比具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)；

一是超?。罕卷?xiàng)目研發(fā)的射線機(jī)與發(fā)射同等射線強(qiáng)度的其他產(chǎn)品相比，超小型X射線探傷機(jī)發(fā)生器的體積減少20%，便于攜帶，對(duì)于在野外現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)提供了極大的便利，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，

二是節(jié)能：通過(guò)提高頻率提高了輸入電壓的利用率，與發(fā)射同等射線強(qiáng)度的其他產(chǎn)品相比，減少熱損耗10%。

三是穩(wěn)壓：無(wú)論是市網(wǎng)供電，還是發(fā)電機(jī)供電，超小型X射線探傷機(jī)的控制器都可以為發(fā)生器提供穩(wěn)定的電壓，保證X射線以穩(wěn)定當(dāng)量輸出。

參考文獻(xiàn)

［1］馮德仁，郭宏，王相綦等.方波饋電的高壓倍壓整流電路打火機(jī)理分析［J］.電工電能新技術(shù)，2008（02）.

［2］鐘偉強(qiáng) 現(xiàn)代逆變技術(shù)的廣泛應(yīng)用［J］.節(jié)能與環(huán)保，2004（5）.

［3］孔繁瑞.閆萍X光機(jī)高頻燈絲加熱電源［J］.沈陽(yáng)電力高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2003，5（1）.

作者簡(jiǎn)介：

馬毅（1960—），男，現(xiàn)供職于沈陽(yáng)特種設(shè)備檢測(cè)研究院，高級(jí)工程師，從事鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究工作。