伽瑪射線探傷儀自控輸源系統設計

李建奎,劉 峰,鄧子龍,李維軍

（遼寧石油化工大學機械工程學院,撫順,113001）

伽瑪射線探傷儀自控輸源系統設計

李建奎,劉 峰,鄧子龍,李維軍

（遼寧石油化工大學機械工程學院,撫順,113001）

傳統的射線探傷儀都采用手搖式裝置，人工操作周期長，對人損傷較大。這里提供了一種射線探傷儀自控輸源系統裝置，該裝置能夠在保證高可靠性和操作安全性的基礎上，實現射線探傷儀放射源的傳送、限位、搖控以及射線探傷定時、報警等功能。

射線探傷儀；自控輸源； 報警

0 引言

1 系統整體結構設計

設計能夠實現自動收放伽瑪射線源的附加傳輸裝置，提高伽瑪射線探傷儀的使用安全性和對操作人員的防護。該系統功能包括放射源的傳送、限位、搖控以及射線探傷定時、報警等。

圖1 自控放射源傳輸系統結構圖

整個系統的結構圖如圖1所示。該系統主要由機械傳動裝置和主機控制兩大部分組成；機械傳動裝置分為手動傳動機構和自動傳動機構，兩部分可分別工作且互不干擾。系統主機控制部分中可以分為兩部分，包括上位機平板電腦命令控制端、下位機控制器控制端。其中上位機平板電腦控制端包括平板電腦、上位機軟件。下位機控制器控制端包括輻射量監控模塊、無線手環模塊、鍵盤模塊、LCD_12864顯示模塊、報警模塊。其中無線手環即手環遠距離無線遙控裝置，可以遠距離對本系統裝置進行遠距離操作。

2 機械裝置

利用原來的輸入軸通過輪系組成一個傳動箱，手動控制傳動箱中一個滑移齒輪能使手動操作機構和自動操作機構分別進行工作，可以實現手動和自動兩種互不干擾的操作方式。整個傳動機構組成一個部件通過連接結構和原輸源系統進行連接。系統機械傳動機構如圖2所示。

系統操作中手動操作與自動操作之間的切換是通過滑移齒輪來實現的，實現方式如圖所示，齒輪4與齒輪6為主動齒輪，對應的齒輪11與齒輪10為從動齒輪。圖示定位機構位于b處，傳動處于未連接狀態。從動齒輪10、11（雙聯齒輪）處于中間位置，與主動齒輪4、6沒有接觸，從動軸7與雙聯齒輪花鍵聯接，雙聯齒輪可以帶動從動軸，還可以在軸上移動。需要自動操作時，將定位機構推至a處，在換位拔叉12的作用下，雙聯齒輪向右移動，齒輪11與主動齒輪4嚙合，齒輪4在電機驅動下轉動而帶動齒輪11轉動，齒輪11通過花鍵帶動從動軸轉動，從而能實現自動操作。同理，將定位機構推至c處，就可以通過手搖的方式來驅動主動軸運轉，來實現手動操作。

3 系統控制部分

檢測開始打開系統電源，系統運行進行系統自檢，如果自檢沒有通過指示燈閃爍提示哪個部分有問題，如果自檢通過進入模式選擇，手動模式和自動模式兩種，在手動模式下采取手動進行機械操作，在自動模式下自動收放源功能使能，在輸源過程中如果遇到砂礫或別的雜質而導致卡源現象，通過扭矩傳感器，來實現報警和向電機發出指示停轉。如果正常放源，在放源過程中，檢測當前輻射量是否超標，超標進行報警提示，界面跳轉到是否進行收源界面，提示工作人員進行如何操作，由工作人員進行選擇，如果進行收源則系統收源，如果不進行收源，系統正常工作。輻射量如果在標準范圍之內，LCD_12864顯示且進入等待界面,等待按鍵信號輸入或者上位機指令是否接到放源功能，收到指令進行收放源操作。

3.1 可控傳輸系統

平板上位機控制端通過串口RS232接口發送電機控制指令，由控制器控制驅動器驅動電機按照指定的位移進行定位。在機械傳動機構中安裝的動態扭矩傳感器，來實現系統輸源管遇阻檢測功能，可以自動檢測在放源時的卡死和阻力過大故障，及時報警并自動進行收源，機械傳動裝置通過電機驅動器和控制器STC12C5A60S2相連。

（1）輻射源自動收放功能

根據系統設置，可以實現延時啟動后自動送源、定時曝光和自動收源操作。在整個工作過程中，不需要人為干預，自動完成上序步驟。由于系統能夠實現自動收源、放源等工作，所以避免了人為干擾導致對人體的輻射傷害。

圖2 系統機械傳動機構

（2）送源過程遇阻檢測報警和收源功能。

在送源過程中，由于輸源管彎曲半徑過小或局部堵塞等情況可能導致輸源過程遇到很大的阻力。此時，系統不能暴力送源，否則可能導致源鞭受損等故障發生。因此，系統運用動態扭矩傳感器設置在送源過程中實時監測源鞭遇阻故障。當發生遇阻故障時進行聲光報警并自動收源。收源后，工作人員可處理故障，保證工作人員安全。

3.3 無線手環模塊（遠程遙控操作器）

手環遠距離控制端如圖6所示包括手環控制端液晶顯示、手環信號收發按鍵、手環鏈、輻射量監控模塊四部分構成，手環具有遠距離遙控作用，在工作時可實現遠距離控制本系統的運行狀態，同時可實現在手動狀態和故障狀態下，遠距離遙控對于放射源的放源和收源操作，報警指示功能，實現遠距離安全操作。輻射量監控部分是利用單片機作為控制運算器，提高了系統集成度，減小了體積， 便攜的γ 射線檢測報警系統， 可以對輻射進行早期預警，有效的預防輻射擴散帶來的潛在危害。

圖3 系統流程圖

圖4 無線遙控手環示意圖

4 結束語

[1] 宋原.伽瑪射線探傷儀失蹤之謎[J].法治與社會,2007,(5):43-45.

[2] 王俊偉,王榮良.基于Q2406B的車載智能終端的研究與設計[J].微型電腦應用,2008,24(12):32-34.

[3] 屠嶺.手搖攻絲機的設計[J].中國科技縱橫,2010,(22):29.

[4] 李春海.塑殼斷路器延時特性自動調校系統[D].河北工業大學,2011.

[5] 王艷娜,周欣悅,崔凌云等.基于單片機的X-γ射線檢測報警系統的研究[J].電子設計工程,2015,(2):25-27.

[6] 張瀟月,胡曉梅.X射線探傷室的輻射防護[J].中國新技術新產品,2014,(7):133-133.

Development of a Radiation Source Auto-transportation System for-Ray Radiographic Detector

Li Jiankui,Liu Feng,Deng Zilong,Li Weijun
（SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity，Liaoning Fushun，113000，China）

The traditional-ray flaw detectorby using hand-operated is not only the period of manual operation is long,but also the injuryto people is more.Here provides the-ray detector automatic transmission source device,the device has high reliability and operational safety, and realizes the function of the transmission、limitation、remote control、timing radiographic inspection and alarm of-ray flaw detector radiation source.

-Ray Radiographic Facility；Radiation Source Auto-transportation ；Alarm