CN202818750U - 一种用于测厚仪的x射线电源控制装置 - Google Patents

一种用于测厚仪的x射线电源控制装置 Download PDF

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葛愿
韩超
凌海波
王俊杰
安芳
杨元园
张乔
张哲�
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Abstract

本实用新型提供了一种用于测厚仪的X射线电源控制装置，其特征在于稳压集成电路模块、半桥逆变电路模块、高频升压变压器、正负双向倍压电路模块、X射线管发生器以及管电流管电压采样电路模块、控制电路模块组成；半桥逆变电路模块、升压变压器、倍压电路模块依次相连；其中，所述管电流管电压采样电路模块采用反馈网络电路模块对射线管的电压电流进行稳压稳流；管电流管电压采样电路模块由电压脉宽调制电路模块完成；不但解决X射线管阳极高压、阳极电流的高精度控制问题，为此产生稳定的高压直流电源。

Description

一种用于测厚仪的X射线电源控制装置
技术领域
本实用型涉及X射线电源控制装置，具体涉及一种用于测厚仪的X射线电源控制装置。 
背景技术
X射线的应用非常广泛，其中之一作为测量各种片状金属材料的厚度，在进行厚度测量时，为保证达到一定的测量精确度，要求X射线的发生非常稳定、准确。这就要求施加在X射线管两端的电压，电流都要求非常稳定、准确，X-射线发生管在一个稳定的电压电流环境下进行工作。 
目前国内技术在这方面还有所不足，阳极高压以及阳极电流的控制精度都难以满足要求，且高压对电路模块器件有很大的冲击作用，控制方法较为复杂，不易实现。 
实用新型内容
针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供稳压直流电源，满足高精度调节要求的X射线电源高精度控制装置。 
本实用新型提供的一种用于测厚仪的X射线电源控制装置，包括由稳压集成电路模块、半桥逆变电路模块、高频升压变压器、正负双向倍压电路模块、X射线管发生器以及管电流管电压采样电路模块、控制电路模块组成，能完成对产生X射线高压电源的控制，其中，管电流管电压采样电路模块由电流电压取样模块和集成PWM控制电路模块组成。 
其中，集成PWM控制电路模块具有单片集成PWM控制芯片。 
其中，所述管电流管电压采样电路模块采用反馈网络电路模块对射线管的电压电流进行稳压稳流。 
其中，所述的正负双向倍压电路模块采用完全对称式的高压直流电源。 
其中，所述的高压直流电源产生的电压为+40000V和-40000V的高压。 
其中，所述的高压直流电源的直流高压加载到X射线管的两端形成产生X射线的高压电场，用于加速灯丝阴极的热电子撞击阳极靶面，产生X射线。 
其中，更包括电压脉宽调制电路模块。 
其中，所述电压脉宽调制电路模块用于脉冲分割。 
本实用新型装置解决阳极高压、阳极电流的高精度控制问题，完全满足X射线测厚仪对射线发生器的高精度调节要求；采用集成稳压模块，这样其抗干扰能力强、精确度高，更好的实现电流电压的稳定，减小了装置的时漂；本实用新型装置全对称式的倍压电路模块，提高了装置各元件的耐压。 
附图说明
图1为本实用新型系统结构框图； 
图2为本实用新型系统X射线管； 
图3为本实用新型中集成稳压电路模块图； 
图4为本实用新型系统半桥逆变电路模块图； 
图5为本实用新型系统集成PWM控制电路模块图； 
图6为本实用新型中双向正负倍压电路模块图； 
图7为本实用新型中电压采样与反馈网络模块图； 
图8为本实用新型中电流采样与反馈网络模块图。 
具体实施方式
如图1所示，本实用新型为基于X射线的测厚仪，包括稳压集成电路模块、半桥逆变电路模块、高频升压变压器、正负双向倍压电路模块、X射线管发生器以及管电流管电压采样电路模块、控制电路模块组成完成对产生X射线高压电源的控制其中，所述管电流管电压采样电路模块采用反馈网络电路模块对射线管的电压电流进行稳压稳流，所述管电流管电压采样电路模块由单片集成PWM控制芯片产生的电压脉宽调制电路模块控制。所述单片集成PWM控制芯片主要有基准稳压源、振荡器、误差放大器、PWM比较器和锁存器、分相器、或非门电路模块等几大部分组成。将所述48V电压电通过所述高频升压变压器进行升压，此时电压为4000V。与完全对称的10倍所述正负双向 倍压电路模块相连，得到+40000V和-40000V的高压电源，即为80000V的高压直流电源。所述直流高压加载到所述X射线管发生器的两端(阳极、阴极)形成产生X射线的高压电场，用于加速灯丝阴极的热电子撞击阳极靶面，产生X射线。 
本实用新型采用的所述正负双向倍压整流电路模块，减小倍压整流电路模块的内部压降，提高直流电源的稳定度和效率，增加了负载能力，大幅度减小电源输出的纹波系数。 
本实用新型通过所述X射线管发生器控制X射线管电压、电流的精度控制问题，自由调节X射线测厚仪发生器的高精度调节的要求，测量很厚的金属材料精度达到0.001mm。 
本实施例中，由于输出电压很高，反馈电压不能从主电路模块输出端直接实施采样，所以需要先降压再进行比较。如图7所示。经过降压电路模块后，采样电阻的输出输入到所述单片集成PWM控制芯片内运放(误差调节器)反相输入端(1脚)与同相输出端(2脚)基准电压(取自内部5.1V基准电压源、16脚)比较，误差经过放大后，控制PWM信号的脉宽，从而实现稳压。利用可调电阻RPI来实现装置直流高压输出电压连续可调的。装置额定输出80000V，并通过上述电压反馈过程实现输出电压稳定。当需要调整装置输出电压时，只需调整滑动变阻器RP1的阻值即可。由于取样电阻较大，必须加入高输入阻抗的电压跟随器来推动取样信号，而且一般在取样电阻上并联一个小的高频无感电容，可以滤除杂波，稳定电压，使取样电压进入电压跟随器不会发生太大的漂移。在这一部分电路模块中，稳压管DW1和电容都是起保护作用的。 
如图8所述管电流管电压模块采用反馈网络电路模块，管电流管电压模块采用反馈网络电路模块，其中包括电压采样与反馈网络模块和电流采样与反馈网络模块，所述电流采用与反馈网络模块当选择取样电阻R4，使得R4的取样电压同输出电流成正比，即成为被检测的输出电流的量度。该电压被送到比较器同相输入端与比较器反向输入端参考电平相比较。当同相输入端过电流检测信号比反相输入端参考电平高时，比较器输出高电平，使D27从原来的反向偏置状态转变为正向导通，并把同相端电位提升为高电平，使电压比较器一直稳定输出高电平。同时，该过电流信号还送到所述单片集成PWM 控制芯片的10脚。当所述单片集成PWM控制芯片的脚10为高电平时，其脚11及脚14上输出的脉宽调制脉冲就会立即消失而成为零，达到开关周期内保护功率管的目的。当需要改变输出电流大小的时候，只需通过滑动变阻器RP2改变电压比较器反相输入端的基准电压，实现输出电流的连续可调。 
本实用新型通过上述硬件措施，由计算机软件调节器，使控制误差数字化，该误差经过所述单片集成PWM控制芯片，进行高精度的宽度调节，改变反馈给高压、灯丝回路。阳极高压、电流测量值反馈回计算机，再次计算误差，直到误差满足精度要求。 
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。 

Claims (5)

1.一种用于测厚仪的X射线电源控制装置，包括由稳压集成电路模块、半桥逆变电路模块、高频升压变压器、正负双向倍压电路模块、X射线管发生器以及管电流管电压采样电路模块、控制电路模块组成，能完成对产生X射线高压电源的控制，X射线管发生器以及管电流管电压采样电路模块与电流电压取样模块电路连接、电流电压取样模块与集成PWM控制电路模块电路连接，集成PWM控制电路模块与X射线管发生器以及管电流管电压采样电路模块通过半桥逆变电路模块电路连接，其特征在于：管电流管电压采样电路模块由电流电压取样模块和集成PWM控制电路模块组成。
2.根据权利要求1所述的用于测厚仪的X射线电源控制装置，其特征在于：集成PWM控制电路模块具有单片集成PWM控制芯片。
3.根据权利要求1所述的用于测厚仪的X射线电源控制装置，其特征在于：所述正负双向倍压电路模块采用完全对称式的高压直流电源。
4.根据权利要求4所述的用于测厚仪的X射线电源控制装置，其特征在于：所述的高压直流电源产生的电压为+40000V和-40000V的高压。
5.根据权利要求4所述的用于测厚仪的X射线电源控制装置，其特征在于：所述的高压直流电源的直流高压加载到X射线管的两端形成产生X射线的高压电场，用于加速灯丝阴极的热电子撞击阳极靶面，产生X射线。 
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