沈陽特種設備檢測研究院 馬 毅

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超小型高頻X射線探傷機的研制與開發(fā)

沈陽特種設備檢測研究院 馬 毅

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

【關鍵詞】超小型；便攜；節(jié)能；高效

1、研究目的

X射線探傷機廣泛應用于各種工業(yè)檢測活動中，在復雜的現(xiàn)場環(huán)境下，減小體積，降低重量。提高X射線探傷機性能，增強節(jié)能及便攜性、提高效率，已成為未來發(fā)展的主要研究方向

現(xiàn)有技術是在射線機的裝配上，改進射線機的裝配方法，增加其散熱面積，減少體積，并沒有從本質(zhì)上提升X射線探傷機的工作效率。本設計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，減少無用的熱損耗，同時減小發(fā)生器體積和重量，增強其便攜性，提高工作效率。

2、設計的技術路線

超小型X射線探傷機主要由控制器、發(fā)生器和電纜線組成。控制器為發(fā)生器提供高頻方波脈沖電壓，產(chǎn)生控制信號，并監(jiān)測發(fā)生器的管電流和溫度?？刂破魍ㄟ^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高壓變壓器產(chǎn)生高壓，使射線管產(chǎn)生X射線。

3、設計原理與方案

3.1設計原理

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)壓電路的設計，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。

3.2設計方案

設計方案對控制器的結構、控制器高頻電路；高頻高壓變壓器參數(shù)、發(fā)生器部分都進行了全新的設計，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，減少無用的熱損耗。

3.2.1控制器主要由外部功能器件的設計示意圖見圖1

圖1　控制器的結構示意圖

外部功能器件包括準備指示燈1，射線指示燈2，訓練指示燈3，高壓顯示4，時間顯示5，選擇按鍵6，遞增按鍵7，遞減按鍵8，高壓鎖9，高壓開按鍵10，高壓關按鍵11，總開關12，電源線插座13，電纜線插座14，接地線座15，保險絲座17（20A），箱體17，風機18構成。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)部電路圖的設計如圖3所示

圖3　控制器內(nèi)部電路圖

3.2.4 發(fā)生器部分的設計

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，風機9，溫控6等組成。散熱器裝在管桶的下方，風機裝在散熱器的下方。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U型鐵芯3和高壓包4組成。高頻發(fā)生器的設計如圖4所示：

圖4　高頻發(fā)生器示意圖

4、應用效果

通過現(xiàn)場應用本產(chǎn)品與其他具有發(fā)射同等射線強度的其他產(chǎn)品相比具有以下三個優(yōu)點；

一是超?。罕卷椖垦邪l(fā)的射線機與發(fā)射同等射線強度的其他產(chǎn)品相比，超小型X射線探傷機發(fā)生器的體積減少20%，便于攜帶，對于在野外現(xiàn)場作業(yè)提供了極大的便利，減輕了勞動強度，提高了工作效率，

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

三是穩(wěn)壓：無論是市網(wǎng)供電，還是發(fā)電機供電，超小型X射線探傷機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)定當量輸出。

參考文獻

［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理分析［J］.電工電能新技術，2008（02）.

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

［3］孔繁瑞.閆萍X光機高頻燈絲加熱電源［J］.沈陽電力高等專科學校學報，2003，5（1）.

作者簡介：

馬毅（1960—），男，現(xiàn)供職于沈陽特種設備檢測研究院，高級工程師，從事鍋爐壓力容器檢驗研究工作。