CN101893432B - 无损探伤测厚仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无损探伤测厚仪，控制电脑通过A/D转换器控制X光射线源发射X光射线，X光线发射面外活动设有待测物夹具，待测物可固定定位于待测物夹具中，待测物夹具的轴向中心线与X光线发射面平行，数字平板图像产生器设于待测物夹具背离X光射线源的一面外，数字平板图像产生器可捕捉穿过待测物后的X光射线并形成图像，数字平板图像产生器通过图像采集卡将图像传输到控制电脑，控制电脑将该图像显示在图形界面显示屏上，实际操作时利用已知尺寸的物体来界定图形界面显示屏每一像素的尺寸，通过待测物被捕捉的图形的像素面阵的明暗边缘，来精确换算出待测物的尺寸及各边缘间的厚度，从而得到所需的厚度。

Description

无损探伤测厚仪
技术领域
本发明涉及一种测厚仪，尤其是一种无损探伤测厚仪。
背景技术
一般的测厚仪通常只能测试物体的外径等外在厚度，而涉及物体内在的一些尺寸则无法进行探伤和测量，例如珍珠的实际厚度用一般的测厚仪无法准确测量，只能将珍珠从中心切开，然后放在工具显微镜下对珍珠进行测量，计算珍珠内核边缘到外核边缘的实际厚度，这样珍珠就被破坏了。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种无损探伤测厚仪，可对物体进行探伤测量。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种无损探伤测厚仪，包括机壳、控制电脑、X光射线源、数字平板图像产生器和图形界面显示屏，所述图形界面显示屏与控制电脑电连接，所述控制电脑通过A/D转换器控制X光射线源发射X光射线，X光射线源发射X光射线的一面为X光线发射面，该X光线发射面外活动设有待测物夹具，待测物可固定定位于待测物夹具中，以使用方向为基准，该待测物夹具的轴向中心线与所述X光线发射面平行，数字平板图像产生器设于所述待测物夹具背离X光射线源的一面外，所述数字平板图像产生器可捕捉穿过待测物后的X光射线并形成图像，该数字平板图像产生器通过图像采集卡将所述图像传输到控制电脑，控制电脑将该图像显示在图形界面显示屏上。
作为本发明的进一步改进，设有运动控制卡和第一、二步进电机，所述运动控制卡受控制电脑控制，且所述运动控制卡分别控制第一、二步进电机运转，以使用方向为基准，第一步进电机控制待测物夹具径向靠近及远离X光射线源，第二步进电机控制待测物夹具轴向转动。
作为本发明的进一步改进，所述控制电脑通过A/D转换器控制X光射线源发射X光射线的结构是：所述控制电脑包括电脑光管控制界面，该电脑光管控制界面同时发出电压控制数字信号和电流控制数字信号，该电压控制数字信号和电流控制数字信号分别经过A/D转换器转换成电压模拟信号和电流模拟信号后传输给X光射线源。
作为本发明的进一步改进，所述数字平板图像产生器可捕捉穿过待测物后的X光射线并形成图像的结构是：所述数字平板图像产生器包括数字平板探测器，该数字平板探测器包括光敏感荧光片和CMOS相机，光敏感荧光片和CMOS相机固设于数字平板探测器内，该数字平板探测器上设有探测面，所述CMOS相机的感光片正对X光射线源的X光线发射面，所述光敏感荧光片紧贴CMOS相机的感光片表面，所述数字平板探测器的探测面紧贴所述光敏感荧光片表面，X光射线穿过待测物后穿过数字平板探测器的探测面投射在光敏感荧光片上，光敏感荧光片受X光射线照射产生的荧光被CMOS相机捕捉后形成图像。
作为本发明的进一步改进，所述X射线源包括电子枪和阳极靶材，所述电子枪与阳极靶材之间设有电场，电子枪发出的高速电子束通过电场聚焦后打在阳极靶材上，产生X光射线。
作为本发明的进一步改进，所述高速电子束的焦点小于等于8微米。
作为本发明的进一步改进，所述控制电脑、X光射线源、数字平板图像产生器、A/D转换器、图像采集卡、运动控制卡和第一、二步进电机固定定位于机壳内，所述图形界面显示屏固定定位于机壳外，所述机壳上设有样品窗，所述待测物夹具活动定位于机壳中对应样品窗的高度范围内，该样品窗可打开和关闭。
作为本发明的进一步改进，所述样品窗和机壳之间的机壳上设有感应装置，该感应装置感应样品窗的打开和关闭状态并对应传信于控制电脑，控制电脑相应地控制X光射线源停止发射X光射线和发射X光射线。
作为本发明的进一步改进，所述样品窗和机壳之间的机壳上设有开关装置，该开关装置的开启对应样品窗的关闭，该开关装置的关闭对应样品窗的打开，该开关装置传信于控制电脑，开关装置开启时控制电脑控制X光射线源停止发射X光射线，开关装置关闭时控制电脑控制X射线源发射X光射线。
本发明的有益效果是：利用X光射线穿透待测物，采用数字平板图像产生器来捕捉穿过待测物后的X光射线投影并形成图像，数字平板图像产生器通过图像采集卡将图像传输到控制电脑，最终将图像显示在图形界面显示屏上，实际操作时利用已知尺寸的物体来界定图形界面显示屏每一像素的尺寸，通过待测物被捕捉的图形的像素面阵的明暗边缘，来精确换算出待测物的尺寸及各边缘间的厚度，从而得到所需的厚度。
附图说明
图1为本发明原理框架示意图；
图2为本发明所述待测物的图形捕捉原理示意图。
具体实施方式
实施例：一种无损探伤测厚仪，包括机壳、控制电脑1、X光射线源2、数字平板图像产生器3和图形界面显示屏4，所述图形界面显示屏4与控制电脑1电连接，所述控制电脑1通过A/D转换器11控制X光射线源2发射X光射线21，X光射线源2发射X光射线21的一面为X光线发射面22，该X光线发射面22外活动设有待测物夹具5，待测物6可固定定位于待测物夹具5中，以使用方向为基准，该待测物夹具5的轴向中心线与所述X光线发射面22平行，数字平板图像产生器3设于所述待测物夹具5背离X光射线源2的一面外，所述数字平板图像产生器3可捕捉穿过待测物6后的X光射线21并形成图像，该数字平板图像产生器3通过图像采集卡31将所述图像传输到控制电脑1，控制电脑1将该图像显示在图形界面显示屏4上。
作为本发明的进一步改进，设有运动控制卡50和第一、二步进电机51、52，所述运动控制卡50受控制电脑1控制，且所述运动控制卡50分别控制第一、二步进电机51、52运转，以使用方向为基准，第一步进电机51控制待测物夹具5径向靠近及远离X光射线源2，第二步进电机52控制待测物夹具5轴向转动。
作为本发明的进一步改进，所述控制电脑1通过A/D转换器11控制X光射线源2发射X光射线21的结构是：所述控制电脑1包括电脑光管控制界面，该电脑光管控制界面同时发出电压控制数字信号和电流控制数字信号，该电压控制数字信号和电流控制数字信号分别经过A/D转换器11转换成电压模拟信号和电流模拟信号后传输给X光射线源2。
作为本发明的进一步改进，所述数字平板图像产生器3可捕捉穿过待测物6后的X光射线21并形成图像的结构是：所述数字平板图像产生器3包括数字平板探测器，该数字平板探测器包括光敏感荧光片和CMOS相机，光敏感荧光片和CMOS相机固设于数字平板探测器内，该数字平板探测器上设有探测面，所述CMOS相机的感光片正对X光射线源2的X光线发射面22，所述光敏感荧光片紧贴CMOS相机的感光片表面，所述数字平板探测器的探测面紧贴所述光敏感荧光片表面，X光射线21穿过待测物6后穿过数字平板探测器的探测面投射在光敏感荧光片上，光敏感荧光片受X光射线21照射产生的荧光被CMOS相机捕捉后形成图像。
作为本发明的进一步改进，所述X射线源2包括电子枪和阳极靶材，所述电子枪与阳极靶材之间设有电场，电子枪发出的高速电子束通过电场聚焦后打在阳极靶材上，产生X光射线21。
作为本发明的进一步改进，所述高速电子束的焦点小于等于8微米。
作为本发明的进一步改进，其特征在于：所述控制电脑1、X光射线源2、数字平板图像产生器3、A/D转换器11、图像采集卡31、运动控制卡50和第一、二步进电机51、52固定定位于机壳内，所述图形界面显示屏4固定定位于机壳外，所述机壳上设有样品窗，所述待测物夹具5活动定位于机壳中对应样品窗的高度范围内，该样品窗可打开和关闭。
作为本发明的进一步改进，所述样品窗和机壳之间的机壳上设有感应装置，该感应装置感应样品窗的打开和关闭状态并对应传信于控制电脑1，控制电脑1相应地控制X光射线源2停止发射X光射线21和发射X光射线21。
作为本发明的进一步改进，所述样品窗和机壳之间的机壳上设有开关装置，该开关装置的开启对应样品窗的关闭，该开关装置的关闭对应样品窗的打开，该开关装置传信于控制电脑1，开关装置开启时控制电脑1控制X光射线源2停止发射X光射线21，开关装置关闭时控制电脑1控制X射线源2发射X光射线21。
具体实施时，将设备接入电源并保证机壳接地；打开设备电源开关，预热15分钟后，打开样品窗，将待测物6放入待测物夹具5，关上样品窗，以防X光射线21泄漏；开启X光射线源2，X光射线21穿过待测物6后穿过数字平板探测器的探测面投射在光敏感荧光片上，光敏感荧光片受X光射线21照射产生的荧光被CMOS相机捕捉后形成图像，图像经图像采集卡31传输至控制电脑1并最终显示在图形界面显示屏4上。
以珍珠的实际厚度测量为例，在测量之前先用一个已知半径大叫的钢球进行成像，通过这个成像就可换算出图形界面显示屏4的每个像素的大小，在测量珍珠时，软件通过图像上显示珍珠内核和外核之间的明暗边缘分辨珍珠内核和珍珠外核，计算出珍珠的内核半径和珍珠的半径有几个像素组成，再乘以像素的尺寸，即可计算出珍珠的内核半径和珍珠的半径，从而得到珍珠的实际厚度尺寸。

Claims (7)

1.一种无损探伤测厚仪，包括机壳、控制电脑(1)、X光射线源(2)、数字平板图像产生器(3)和图形界面显示屏(4)，所述图形界面显示屏与控制电脑电连接，其特征在于：所述控制电脑(1)通过A/D转换器(11)控制X光射线源(2)发射X光射线(21)，X光射线源发射X光射线的一面为X光线发射面(22)，该X光线发射面外活动设有待测物夹具(5)，待测物(6)可固定定位于待测物夹具中，以使用方向为基准，该待测物夹具的轴向中心线与所述X光线发射面平行，数字平板图像产生器(3)设于所述待测物夹具背离X光射线源的一面外，所述数字平板图像产生器可捕捉穿过待测物后的X光射线并形成图像，该数字平板图像产生器通过图像采集卡(31)将所述图像传输到控制电脑(1)，控制电脑将该图像显示在图形界面显示屏(4)上；
另所述机壳上设有样品窗，所述待测物夹具(5)活动定位于机壳中对应样品窗的高度范围内，该样品窗可打开和关闭；并还在所述样品窗和机壳之间的机壳上设有感应装置或者开关装置，该感应装置感应样品窗的打开和关闭状态并对应传信于控制电脑(1)，控制电脑相应地控制X光射线源(2)停止发射X光射线(21)和发射X光射线(21)；或者该开关装置的开启对应样品窗的关闭，该开关装置的关闭对应样品窗的打开，该开关装置传信于控制电脑(1)，开关装置开启时控制电脑控制X光射线源(2)停止发射X光射线(21)，开关装置关闭时控制电脑控制X射线源发射X光射线(21)。
2.根据权利要求1所述的无损探伤测厚仪，其特征在于：设有运动控制卡(50)和第一、二步进电机(51、52)，所述运动控制卡受控制电脑(1)控制，且所述运动控制卡分别控制第一、二步进电机运转，以使用方向为基准，第一步进电机控制待测物夹具(5)径向靠近及远离X光射线源(2)，第二步进电机控制待测物夹具(5)轴向转动。
3.根据权利要求1所述的无损探伤测厚仪，其特征在于：所述控制电脑(1)通过A/D转换器(11)控制X光射线源(2)发射X光射线(21)的结构是：所述控制电脑包括电脑光管控制界面，该电脑光管控制界面同时发出电压控制数字信号和电流控制数字信号，该电压控制数字信号和电流控制数字信号分别经过A/D转换器转换成电压模拟信号和电流模拟信号后传输给X光射线源。
4.根据权利要求1所述的无损探伤测厚仪，其特征在于：所述数字平板图像产生器(3)可捕捉穿过待测物(6)后的)X光射线(21)并形成图像的结构是：所述数字平板图像产生器包括数字平板探测器，该数字平板探测器包括光敏感荧光片和CMOS相机，光敏感荧光片和CMOS相机固设于数字平板探测器内，该数字平板探测器上设有探测面，所述CMOS相机的感光片正对X光射线源(2)的X光线发射面(22)，所述光敏感荧光片紧贴CMOS相机的感光片表面，所述数字平板探测器的探测面紧贴所述光敏感荧光片表面，X光射线穿过待测物后穿过数字平板探测器的探测面投射在光敏感荧光片上，光敏感荧光片受X光射线照射产生的荧光被CMOS相机捕捉后形成图像。
5.根据权利要求1或3所述的无损探伤测厚仪，其特征在于：所述X射线源包括电子枪和阳极靶材，所述电子枪与阳极靶材之间设有电场，电子枪发出的高速电子束通过电场聚焦后打在阳极靶材上，产生X光射线(21)。
6.根据权利要求5所述的无损探伤测厚仪，其特征在于：所述高速电子束的焦点直径小于等于8微米。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的无损探伤测厚仪，其特征在于：所述控制电脑(1)、X光射线源(2)、数字平板图像产生器(3)、A/D转换器(11)、图像采集卡(31)、运动控制卡(50)和第一、二步进电机(51、52)固定定位于机壳内，所述图形界面显示屏(4)固定定位于机壳外。
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