超小型高頻X射線探傷機的研制與開發

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

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，廣泛應用于工業生產中。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，同時減小發生器的重量和體積，增強其節能和便攜性，提高工作效率。

【關鍵詞】超小型；便攜；節能；高效

1、研究目的

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

現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、發生器和電纜線組成。控制器為發生器提供高頻方波脈沖電壓，產生控制信號，并監測發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生器［1］。在發生器中，高頻方波脈沖電壓通過高壓變壓器產生高壓，使射線管產生X射線。

3、設計原理與方案

3.1設計原理

超小型高頻X射線控制器的內部電路，包括整流濾波電路、穩壓電路、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。由于有穩壓電路的設計，使控制器性能更加穩定。

控制器連接220V交流電，經整流濾波電路，得到干擾較少的直流電；再經穩壓電路，輸出定值的直流電；再經斬波電路，由控制電路根據濾波電路的反饋電壓控制，輸出需要的直流電；再經逆變電路，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，根據發生器管電流的反饋情況，調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、發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生器。在發生器中，高頻方波脈沖電壓通過高壓變壓器產生高壓，使射線管產生X射線?？梢援a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控制器內部電路框圖如圖2所示

圖2　控制器內部電路框圖

3.2.3控制器內部電路圖的設計如圖3所示

圖3　控制器內部電路圖

3.2.4 發生器部分的設計

高頻X射線發生器是由上端環1，下端環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。高頻發生器的設計如圖4所示：

圖4　高頻發生器示意圖

4、應用效果

通過現場應用本產品與其他具有發射同等射線強度的其他產品相比具有以下三個優點；

一是超小：本項目研發的射線機與發射同等射線強度的其他產品相比，超小型X射線探傷機發生器的體積減少20%，便于攜帶，對于在野外現場作業提供了極大的便利，減輕了勞動強度，提高了工作效率，

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

三是穩壓：無論是市網供電，還是發電機供電，超小型X射線探傷機的控制器都可以為發生器提供穩定的電壓，保證X射線以穩定當量輸出。

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 現代逆變技術的廣泛應用［J］.節能與環保，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?？茖W校學報，2003，5（1）.

作者簡介：

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。