X射線探傷機自供電控制器研制

沈陽特種設備檢測研究院　馬　毅

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X射線探傷機自供電控制器研制

沈陽特種設備檢測研究院馬毅

【摘要】本文針對目前X射線探傷機主要有市網供電和發電機供電兩種方式。造成在野外作業時，市電接入點較遠，發電機供電，電壓不穩需要不斷的移動，給探傷機的使用者帶來極大的不便的情況，研制出了X射線探傷機自供電控制器，使X射線探傷機的使用不再受用電環境的制約。可完全替代外接電源的工作方式。

【關鍵詞】X射線探傷機；電池供電；控制器

0　引言

現有的X射線探傷機均為外接電源供電,主要有市網供電和發電機供電兩種方式[1][2]。在野外作業時，一般距離市電接入點較遠，若用市電則需要架設長距離線路，線路越長線上的壓降越大，導致供電電壓過低，探傷機不能正常工作。若用發電機供電，電壓不穩，設置同樣參數時射線強度不均。而且野外作業的縱向距離較長，發電機要隨著設備的工作地點不斷的移動，給探傷機的使用者帶來極大的不便。因此研制一種在控制器內自帶電源供電的設備，可以極大地提高檢測質量和檢測效率，同時減少勞動強度。

1　研究的目的及關鍵技術

為了使X射線探傷機的使用不再受用電環境的制約。控制器既要完成傳統控制器的控制功能，同時要為控制器及發生器供電。同時完全替代外接電源的工作方式，供電穩定，便于攜帶。

解決問題的關鍵是將由交流電路改為直流升壓電路，由可重復充電的電池供電， 控制器內電池部與內部電路分離，避免干擾，保證電壓穩定，總體結構簡單、便于攜帶。

2　充電式X射線控制器系統設計

本控制器主要由外部功能器件、電池、內部電路和箱體組成。

2.1外部系統設計

外部系統設計需要解決的關鍵問題是：

(1)解決供電系統的散熱問題。

(2)體積小便于攜帶。

因此本設計采用電池與內部電路用扇熱片隔離，采用風冷方式，讓控制器降溫。由風扇，散熱片與通風口構成控制器的散熱系統。及時將供電系統產生的熱量排出箱體，保證內部電路的工作環境。

外部功能器件主要有(見圖1)箱體1，20A保險絲座2，接地線3，電纜線插座4，準備指示燈5，射線指示燈6，訓練指示燈7，高壓值顯示8，時間顯示9，選擇按鍵10，遞增按鍵11，遞減按鍵12，高壓鎖13，高壓開按鍵14，高壓關按鍵15，電池工作指示燈16，供電開關17，電池充電指示燈18，電池充電插座19，散熱片20，與通風口21，風扇22。

圖1　控制器結構示意圖

2.2內部電路的設計

內部電路的設計需要解決的關鍵問題是：

(1)控制器內電池部與內部電路分離，避免干擾。

(2)內部電路密封，避免由外界環境引起系統故障。

充電式X射線控制器的內部電路，包括升壓電路、逆變電路、輸出電路，以及控制電路，其中升壓電路、逆變電路、輸出電路依次相連；升壓電路、逆變電路與控制電路相連。控制電路主要包括升壓驅動電路、逆變驅動電路、電池電壓反饋、升壓后的電壓反饋，按鍵與顯示電路。本設計的電路流程圖見圖2，控制器主電路圖見圖3。

打開控制器的電源開關，控制電路部分開始工作，通過顯示與按鍵設置所需的電壓與時間，按高壓開按鍵，單片機通過驅動電路與電壓反饋電路，控制使升壓電路輸出與設置匹配的電壓，在經逆變電路[3]，由單片機控制驅動，最終輸出方波交流電壓。

通過對控制器外部系統、電池、及內部電路的設計，成功地解決了供電系統的散熱問題、控制器內電池部與內部電路干擾問題，以及由外界環境引起的內部電路系統故障，且體積小便于攜帶。

圖2　電路流程圖

圖3　控制器主電路圖

3　應用效果

與現有技術相比的優點[4]，X射線探傷機的控制器自供電電池，給控制部分及發生器供電。電池為鋰離子電池組，可充電，可反復使用。超小型充電式X射線探傷機的使用不在受供電環境的制約具有以下三個優點：

一是方便。方便操作，方便攜帶，射線探傷機的使用不受供電環境制約。

二是抗干擾。將電源與控制部分全密封，減小了外界的干擾，工作性能更穩定。

三是高效性。超小型充電式X射線發生器的工作效率可達85%，高效且節能。

4　結束語

X射線探傷機自供電控制器的研發成功，使X射線探傷機的使用不再受外界用電環境的制約，無需外接電源，方便操作、便于攜帶、極大地方便了野外作業，同時減小了外界的干擾，性能更穩定提高了檢測效率。具有廣泛的應用價值。

參考文獻

[1]劉德鎮主編.現代射線檢測技術[M].中國標準出版社,1999,6.

[2]鄭世才.射線檢測[M].北京:機械工業出版社,2004.

[3]李愛文.現代逆變技術及其應用[M].科學出版社,2000.

[4]吳偉,鄔冠華等.國內外變頻氣冷便攜式射線機發展狀況[J].無損檢測,第27卷.2005,11:589-591．

馬毅（1960—），男，現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。

作者簡介：