便攜式高頻x射線探傷的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及無損檢測領域，公開了一種便攜式高頻X射線探傷機，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單片機和驅動電路；電流采樣電路將采集的燈絲電流信號反饋到ARM單片機和恒流電源。本實用新型優(yōu)點是，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

【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及無損檢測領域，特別是指一種便攜式高頻X射線探傷機。

【背景技術】
[0002]便攜式X射線探傷機在無損檢測領域中應用非常廣泛，目前國內外市場的便攜式X射線探傷機主要包括控制器、機頭和供電線纜三部分?？刂破鲀炔堪刂齐娐泛凸β孰娐?，主要是產(chǎn)生中頻脈沖電壓。機頭內部主要包含中頻升壓高壓包和X射線管兩部分。采用這種結構的X射線探傷機主要存在的缺點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，驅動電路復雜，需要大體積電感，輸入功率因數(shù)低等缺點。同時，目前使用的便攜式X射線探傷機控制器控制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。導致燈絲電流不可控，設定電壓不可控，實際輸出電壓對應關系只能依賴于出廠設置，不能實時監(jiān)測并調整實際輸出電壓，輸出電壓精度低等缺點。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探傷機機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。采用此技術的缺點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，因此單位時間內拍片曝光時，穿透的物體厚度相對要小很多。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是提供一種便攜式高頻X射線探傷機，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，能夠實時監(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]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下的技術方案:一種便攜式高頻X射線探傷機，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電壓變換模塊與驅動電路連接，所述驅動電路與橋式逆變電路連接；所述恒流電源與驅動電路之間連接有ARM單片機，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單片機和驅動電路；所述電流采樣電路將采集的燈絲電流信號對應反饋到ARM單片機和恒流電源。
[0007]進一步的，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]進一步的，所述操作面板上設有電源和單片機，該單片機分別與按鍵、顯示器和RS485通信接口連接。
[0009]進一步的，所述操作面板和射線發(fā)生器之間通過通信線纜連接。
[0010]進一步的，所述操作面板上設有輻射監(jiān)測裝置，該輻射監(jiān)測裝置與蜂鳴器連接。
[0011]進一步的，所述ARM單片機上連接有RS485通信接口。
[0012]本實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)有技術具有體積小，重量輕，成本低，效率高等優(yōu)點，十倍壓整流相對現(xiàn)有技術具有電壓恒定，拍片清晰度高等優(yōu)點。
[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，設定電壓可控，能夠實時監(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勞動強度。同時可根據(jù)現(xiàn)場需求設定通信線纜的長度，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。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例技術方案，下面將對實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用新型為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，對于本領域普通技術人員來講，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為本實用新型的模塊原理圖。

【具體實施方式】
[0018]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0019]如圖1所示的一種便攜式高頻X射線探傷機，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)有技術具有體積小，重量輕，成本低，效率高等優(yōu)點，十倍壓整流相對現(xiàn)有技術具有電壓恒定，拍片清晰度高等優(yōu)點。射線發(fā)生器2內部供給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與驅動電路12連接，所述驅動電路12與橋式逆變電路5連接。
[0022]所述恒流電源14與驅動電路12之間連接有ARM單片機13，所述ARM單片機13上連接有RS485通信接口，用于與外部設備連接。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13和驅動電路12 ；ARM單片機13和驅動電路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13和恒流電源14。APM單片機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)實時穩(wěn)壓，數(shù)字閉環(huán)實時監(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的優(yōu)點。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)實時恒流，數(shù)字閉環(huán)實時監(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。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，兩者結合使用，確保X射線具備清晰度高，穿透能力強等優(yōu)點。
[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。
[0024]其中，所述操作面板I上設有電源和單片機15，該單片機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度。
[0025]其中，所述操作面板I上設有輻射監(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，當輻射量達到對人體產(chǎn)生危害時蜂鳴器18報警提示操作人員遠離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]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種便攜式高頻X射線探傷機，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)與驅動電路(12)連接，所述驅動電路(12)與橋式逆變電路(5)連接； 所述恒流電源(14)與驅動電路(12)之間連接有ARM單片機(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(13)和驅動電路(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(13)和恒流電源(14)。
2.根據(jù)權利要求1所述的便攜式高頻X射線探傷機，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)權利要求1所述的便攜式高頻X射線探傷機，其特征在于:所述操作面板(I)上設有電源和單片機(15)，該單片機(15)分別與按鍵(16)、顯示器(17)和RS485通信接口連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的便攜式高頻X射線探傷機，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)權利要求1所述的便攜式高頻X射線探傷機，其特征在于:所述操作面板(I)上設有輻射監(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)權利要求1?5任一項權利要求所述的便攜式高頻X射線探傷機,其特征在于:所述ARM單片機(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