CN201867382U - 便携式高频x射线探伤机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适宜于无损检测领域所有作业场所的直流高压便携式高频X射线探伤机，包括控制器和用低压电缆连接的X射线发生器，控制器采用桥式逆变驱动电路做为最终输出端，将40kHz主回路电源及20kHz管电流控制电源分别输送到脉冲高压变压器和环形脉冲灯丝变压器中，用PWM调宽技术搭建一个能产生40kHz且脉宽可控的电源来驱动脉冲高压变压器，脉冲高压变压输出的高压用10倍压倍压整流滤波，使X光管获得较平滑的直流高压管电压，从而得到一个连续、高效、能量稳定的X射线。本实用新型所形成的图像清晰，分辨率高，可替代大型工频移动式X射线探伤机作为实时成像的射线源，使得实时成像设备的设计难度及成本有大幅度的降低，应用前景广阔。

Description

便携式高频X射线探伤机

技术领域

本实用新型涉及一种无损检测领域通用的检测设备，尤其涉及一种适宜于无损检测领域所有作业场所的直流高压便携式高频X射线探伤机。

背景技术

便携式X射线探伤机在无损检测领域中应用非常广泛，目前国内外市场的便携式X射线探伤机的管电压均为变频脉冲高压、X光管自整流方式，用这样的技术所产生的X射线是断续的，单位时间里产生的X射线的效率很低，而且产生的射线能量也不稳定，因此，单位时间内拍片曝光时，穿透物体的厚度相对要小很多。这种变频脉冲高压便携式X射线探伤机只能用于拍片检测，因为变频脉冲高压所产生的射线是断续的，实时成像时所形成的图像呈现闪烁状态，无法识别图像的内容，因此，无法在实时成像领域应用。以往实时成像的X射线源，都是用大型工频移动式X射线探伤机作为射线源的，结构复杂、设计难度大、成本高。

发明内容

针对现有变频脉冲高压便携式X射线探伤机存在的缺陷，本实用新型提供一种直流高压的便携式高频X射线探伤机。

解决上述技术问题所采取的具体技术措施是：

一种便携式高频X射线探伤机，包括：控制器（1）和通过低压连接电缆（2）与其连接的X射线发生器（3），其特征在于：控制器（1）采用桥式逆变驱动电路为最终输出端，具体电路如下：交流220V电源输入端连接整流桥D，整流桥D连接滤波电路L1、C1，滤波电路L1、C1连接绝缘栅双极型功率管Q1，绝缘栅双极型功率管Q1连接滤波电路L2、C3、C4，滤波电路L2、C3、C4连接由四个绝缘栅双极型功率管Q2、Q3、Q4、Q5组成的桥式逆变电路； X射线发生器（3）由电缆连接器（4）、脉冲高压变压器（T1）、倍压整流电路（5）、环形脉冲灯丝变压器（T2）和X光管（Q6）构成，控制器（1）中的桥式逆变电路通过低压连接电缆（2）与X射线发生器（3）中的电缆连接器（4）连接，通过电缆连接器（4）将控制器（1）的40kHz主回路电源及20kHz管电流控制电源分别与脉冲高压变压器（T1）的初级和环形脉冲灯丝变压器（T2）的初级连接，脉冲高压变压器（T1）的次级与倍压整流电路（5）连接，倍压整流电路（5）与X光管（Q6）连接，环形脉冲灯丝变压器（T2）的次级与X光管（Q6）连接。

本实用新型的积极效果：针对现有变频脉冲高压便携式X射线探伤机所存在的利用脉冲高压来获得的X射线不连续、效率低、射线能量不稳定等缺陷，本实用新型采用PWM调宽技术搭建一个能产生40kHz且脉宽可控的信号源，利用频率为40kHz、幅度和脉宽均可控的电源来驱动脉冲高压变压器，然后将脉冲高压变压输出的高压用10倍压倍压整流滤波，获取一个平滑的直流高压，使得X光管获得一个较平滑的直流高压的管电压，从而得到一个连续、高效、能量稳定的X射线，使直流高压便携式高频X射线探伤机的应用范围拓宽到实时成像领域。由于其产生的射线连续且能量稳定，比大型工频移动式X射线探伤机实时成像的效果好，利用本实用新型作为实时成像的射线源，实时成像时所形成的图像清晰，分辨率高，打破了以往只有大型工频移动式X射线探伤机才能作为实时成像射线源的传统，使得实时成像设备的设计难度及成本有大幅度的降低。即使用于拍片作业，用同样的kV值、同样的曝光时间，其穿透厚度可比变频脉冲高压获得X射线的方式穿透厚度提高30%以上，而且分辨率高。本实用新型与变频脉冲高压便携式X射线探伤机有本质上的不同，在无损检测领域是一种换代型的产品，适用于无损检测所有作业场所，应用前景非常广阔。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为本实用新型中脉冲高压变压器的结构示意图；

图4为本实用新型中环形脉冲灯丝变压器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

本实用新型的结构和电路原理如图1、图2所示，本实用新型由控制器1、低压连接电缆2和X射线发生器3构成，其中，控制器1采用桥式逆变驱动电路作为最终输出端，具体电路如下：交流220V电源输入端经电源开关S1连接整流桥D，整流桥D连接滤波电路L1、C1，滤波电路L1、C1连接绝缘栅双极型功率管Q1，经滤波电路L1、C1滤波后，通过绝缘栅双极型功率管Q1进行调压，然后连接滤波电路L2、C3、C4进行滤波，从而得到一个所需要的平滑的直流电压，该直流电与由四个绝缘栅双极型功率管Q2、Q3、Q4、Q5组成的桥式逆变电路连接。X射线发生器3由电缆连接器4、脉冲高压变压器T1、倍压整流电路5、环形脉冲灯丝变压器T2和X光管Q6构成，控制器1中的桥式逆变电路通过低压连接电缆2与X射线发生器3中的电缆连接器4连接，电缆连接器4将控制器1提供的40kHz主回路电源及20kHz管电流控制电源分别与脉冲高压变压器T1的初级和环形脉冲灯丝变压器T2的初级连接。即：通过电缆连接器4将控制器1提供的40kHz主回路电源输送到脉冲高压变压器T1的初级，同时，通过电缆连接器4将控制器1提供的20kHz管电流控制电源输送到环形脉冲灯丝变压器T2的初级。脉冲高压变压器T1的次极与倍压整流电路5连接，倍压整流电路5与X光管Q6连接，环形脉冲灯丝变压器T2的次级与X光管Q6连接。管电流控制电路输出一个频率为20kV脉宽可调的灯丝控制电压，环形脉冲灯丝变压器T2的次级输出为4V的灯丝控制电压。X射线发生器3利用脉冲高压变压器产生的频率为40kHz的高压，经10倍压倍压整流滤波后，获得一个最高为300kV平滑的直流高压。经脉冲高压变压器升压后的高压脉冲，通过倍压整流的方法和环形脉冲灯丝变压器控制X光管灯丝电压的方法，可实现本发明的目的。本发明中，X光管Q6采用300kV波纹陶瓷X光管。

本实用新型工作时，闭合电源开关S1，交流220V电源进入整流桥D，整流后通过滤波电路L1、C1进行滤波，在C1两端得到300V左右的直流电，用由PWM调宽技术控制绝缘栅双极型功率管Q1进行调压，再经滤波电路L2、C3、C4进行滤波，在C3、C4两端得到较平滑的按需要电压值可控制的直流电压。C3、C4两端的直流电经过由Q2、Q3、Q4、Q5四个绝缘栅双极型功率管组成的桥式逆变电路，将直流电转换成频率为40kHz具有正负半周的脉冲信号来驱动脉冲高压变压器T1，桥式逆变电路由频率为40kHz的驱动信号源控制，桥式逆变电路的工作方式是，第一时刻绝缘栅双极型功率管Q2、Q3导通时，绝缘栅双极型功率管Q4、Q5处于截止状态，第二时刻绝缘栅双极型功率管Q2、Q3截止，绝缘栅双极型功率管Q4、Q5导通，以此往复。脉冲高压变压器T1的次级会产生具有正负半周的高压脉冲，经过倍压整流电路5进行整流滤波后，所得到的平滑的直流高压输送到X光管Q6上，整流滤波后的直流高压正极接地，负极连接X光管Q6的阴极，X光管Q6的阳极接地。将X光管Q6的灯丝与脉冲环形灯丝变压器T2的次级连接。此时，X光管Q6就会产生连续的、能量较稳定的射线来。

图3为脉冲高压变压器的结构示意图，它由脉冲高压变压器底座6、脉冲高压变压器铁芯7、脉冲高压变压器初级线圈8、脉冲高压变压器次级线圈9构成，其中，脉冲高压变压器底座6安装在X射线发生器3的底板上，脉冲高压变压器铁芯7与脉冲高压变压器底座6连接，脉冲高压变压器初级线圈8与脉冲高压变压器次级线圈9平行缠接在脉冲高压变压器铁芯7上，脉冲高压变压器次级线圈9与倍压整流电路5连接，倍压整流电路5输出的直流高压正极接地，负极与X光管Q6的阴极连接，通过电缆连接器4将控制器1的40kHz主回路电源连接到脉冲高压变压器初级线圈8上。

图4为环形脉冲灯丝变压器的结构示意图，它由灯丝变压器支架10、灯丝变压器初级线圈11、灯丝变压器次级线圈13及由3个铁氧体磁环组成的灯丝变压器铁芯12构成：其中：灯丝变压器支架10安装在X射线发生器3的底板上，灯丝变压器铁芯12与灯丝变压器支架10连接，灯丝变压器初级线圈11和灯丝变压器次级线圈13分别缠接在灯丝变压器铁芯12两侧的铁氧体磁环上，灯丝变压器次级线圈13与X光管Q6连接，通过电缆连接器4将控制器1的20kHz管电流控制电源连接到灯丝变压器初级线圈11上。本发明中，灯丝变压器铁芯12由3个铁氧体磁环构成，通过三级铁氧体磁环传递能量，将灯丝变压器初级线圈11的能量传递到灯丝变压器次级线圈13上。

Claims (3)

1.一种便携式高频X射线探伤机，包括：控制器（1）和通过低压连接电缆（2）与其连接的X射线发生器（3），其特征在于：控制器（1）采用桥式逆变驱动电路为最终输出端，具体电路如下：交流220V电源输入端连接整流桥D，整流桥D连接滤波电路L1、C1，滤波电路L1、C1连接绝缘栅双极型功率管Q1，绝缘栅双极型功率管Q1连接滤波电路L2、C3、C4，滤波电路L2、C3、C4连接由四个绝缘栅双极型功率管Q2、Q3、Q4、Q5组成的桥式逆变电路； X射线发生器（3）由电缆连接器（4）、脉冲高压变压器（T1）、倍压整流电路（5）、环形脉冲灯丝变压器（T2）和X光管（Q6）构成，控制器（1）中的桥式逆变电路通过低压连接电缆（2）与X射线发生器（3）中的电缆连接器（4）连接，通过电缆连接器（4）将控制器（1）的40kHz主回路电源及20kHz管电流控制电源分别与脉冲高压变压器（T1）的初级和环形脉冲灯丝变压器（T2）的初级连接，脉冲高压变压器（T1）的次级与倍压整流电路（5）连接，倍压整流电路（5）与X光管（Q6）连接，环形脉冲灯丝变压器（T2）的次级与X光管（Q6）连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式高频X射线探伤机，其特征在于：所述的脉冲高压变压器由脉冲高压变压器底座（6）、脉冲高压变压器铁芯（7）、脉冲高压变压器初级线圈（8）、脉冲高压变压器次级线圈（9）构成，其中，脉冲高压变压器底座（6）安装在X射线发生器（3）的底板上，脉冲高压变压器铁芯（7）与脉冲高压变压器底座（6）连接，脉冲高压变压器初级线圈（8）与脉冲高压变压器次级线圈（9）平行缠接在脉冲高压变压器铁芯（7）上，脉冲高压变压器次级线圈（9）与倍压整流电路（5）连接，倍压整流电路（5）输出的直流高压正极接地，负极与X光管（Q6）的阴极连接。

3.根据权利要求1所述的一种便携式高频X射线探伤机，其特征在于：所述的环形脉冲灯丝变压器由灯丝变压器支架（10）、灯丝变压器初级线圈（11）、灯丝变压器次级线圈（13）及由3个铁氧体磁环组成的灯丝变压器铁芯（12）构成：其中：灯丝变压器支架（10）安装在X射线发生器（3）的底板上，灯丝变压器铁芯（12）与灯丝变压器支架（10）连接，灯丝变压器初级线圈（11）和灯丝变压器次级线圈（13）分别缠接在灯丝变压器铁芯（12）两侧的铁氧体磁环上，灯丝变压器次级线圈（13）与X光管（Q6）连接。

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