CN203949884U - 便携式高频x射线探伤机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无损检测领域，公开了一种便携式高频X射线探伤机，包括操作面板和射线发生器，射线发生器包括电源输入模块、同步整流电路、桥式逆变电路、高频变压器、十倍压整流电路和X射线管，十倍压整流电路和X射线管之间连接有电压、管电流采样电路，X射线管和恒流电源之间连接有电流采样电路，电压、管电流采样电路将采集的加速电压信号反馈到ARM单片机和驱动电路；电流采样电路将采集的灯丝电流信号反馈到ARM单片机和恒流电源。本实用新型优点是，X射线管加速电压和灯丝电流采用数字模拟双闭环工作方式，可实时监测并校正X射线管加速电压和灯丝电流，拍片清晰度高，X射线穿透厚度大。

Description

便携式高频X射线探伤机

技术领域

本实用新型涉及无损检测领域，特别是指一种便携式高频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射线探伤机主要包括控制器、机头和供电线缆三部分。控制器内部包含控制电路和功率电路，主要是产生中频脉冲电压。机头内部主要包含中频升压高压包和X射线管两部分。采用这种结构的X射线探伤机主要存在的缺点是供电线缆必须使用大电流线缆，线缆中的电流是脉动电流，会产生较大的干扰和辐射。对线缆及连接端子的要求非常高，导致成本高。X射线管的高压管电流检测回路会通过此条线缆连接到控制器，存在一定的安全隐患。

目前便携式X探伤机控制器多采用可控硅作为功率器件，可控硅用于整流和变频斩波。采用此技术的电路控制器具有体积大，发热大，工作频率低，效率低下，能耗高，且只适用于工频交流电源供电，驱动电路复杂，需要大体积电感，输入功率因数低等缺点。同时，目前使用的便携式X射线探伤机控制器控制X射线管加速电压输出稳压的方式是数字开环、模拟单闭环的方式工作。X射线管的加速电压和灯丝电流均来自同一高压包电源。导致灯丝电流不可控，设定电压不可控，实际输出电压对应关系只能依赖于出厂设置，不能实时监测并调整实际输出电压，输出电压精度低等缺点。灯丝电流不可控，故X射线管产生的量相对不可控，影响拍片的清晰度。

目前便携式X探伤机机头部分采用中频升压高压包的方式将低压脉冲电压升压到150KV～350KV，升压以后的电压仍然为脉冲电压，要供给X射线管使用，靠的是X射线管自整流的方式。采用此技术的缺点是升压高压包体积大，重量大，成本高，高压包易高压击穿损坏等，供给X射线管的电压为脉动电压，所以产生的X射线是断续的，单位时间里产生的X射线的效率低，射线能量也不稳定，因此单位时间内拍片曝光时，穿透的物体厚度相对要小很多。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种便携式高频X射线探伤机，X射线管加速电压和灯丝电流采用数字模拟双闭环工作方式，能够实时监测并校正X射线管加速电压和灯丝电流，输出电压精度高，拍片的清晰度高，X射线穿透厚度大。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：一种便携式高频X射线探伤机，包括操作面板和与其连接的射线发生器，所述射线发生器包括电源输入模块、用于将交流电变为直流电且与电源输入模块连接的同步整流电路、用于将直流电变为高频交流电且与同步整流电路连接的桥式逆变电路、与桥式逆变电路连接的高频变压器、用于将交流电变为直流电同时增大电压且与高频变压器连接的十倍压整流电路和产生X射线且与十倍压整流电路连接的X射线管，所述恒流电源为X射线管提供电流；所述十倍压整流电路和X射线管之间连接有用于采集加速电压的电压、管电流采样电路，所述同步整流电路与DC-DC电压变换模块连接，所述DC-DC电压变换模块与驱动电路连接，所述驱动电路与桥式逆变电路连接；所述恒流电源与驱动电路之间连接有ARM单片机，所述X射线管与恒流电源之间连接有用于采集灯丝电流的电流采样电路，所述电压、管电流采样电路将采集的加速电压信号反馈到ARM单片机和驱动电路；所述电流采样电路将采集的灯丝电流信号对应反馈到ARM单片机和恒流电源。

进一步的，所述同步整流电路和桥式逆变电路均采用MOS管作为功率器件。

进一步的，所述操作面板上设有电源和单片机，该单片机分别与按键、显示器和RS485通信接口连接。

进一步的，所述操作面板和射线发生器之间通过通信线缆连接。

进一步的，所述操作面板上设有辐射监测装置，该辐射监测装置与蜂鸣器连接。

进一步的，所述ARM单片机上连接有RS485通信接口。

本实用新型的有益效果在于：1、采用高频变压器和十倍压整流电路，使加速电压为恒定直流电压，高频变压器相对现有技术具有体积小，重量轻，成本低，效率高等优点，十倍压整流相对现有技术具有电压恒定，拍片清晰度高等优点。

2、X射线管加速电压和灯丝电流采用数字模拟双闭环工作方式，设定电压可控，能够实时监测并校正X射线管加速电压和灯丝电流，输出电压精度高，拍片的清晰度高，X射线穿透厚度大。

3、操作面板和射线发生器之前的导线连接为通信线缆和小功率连接端子，连接不需要粗大的导线和大电流连接端子。减少成本，延长使用寿命，降低操作人员的搬运劳动强度。同时可根据现场需求设定通信线缆的长度，避免对操作人员身体健康的危害。

4、功率器件使用MOS管替代了现有技术中的可控硅，相对与可控硅来说，MOS管具有频率高，体积小，重量轻，功率容量大，发热小，效率高，成本低等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的模块原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示的一种便携式高频X射线探伤机，包括操作面板1和与其连接的射线发生器2，操作面板1和射线发生器2之间通过通信线缆连接，通过通信线缆可将操作面板1和射线发生器2分离到安全距离以上，有效避免操作人员遭到辐射的危害。通信线缆中通过的是低电压小信号，没有干扰和辐射，并且可以使用小功率连接器，成本低。

所述射线发生器2包括电源输入模块3、用于将交流电变为直流电且与电源输入模块3连接的同步整流电路4、用于将直流电变为高频交流电且与同步整流电路4连接的桥式逆变电路5、与桥式逆变电路5连接的高频变压器6、用于将交流电变为直流电同时增大电压且与高频变压器6连接的十倍压整流电路7和产生X射线且与十倍压整流电路7连接的X射线管8，所述恒流电源14为X射线管8提供电流；高频变压器6相对现有技术具有体积小，重量轻，成本低，效率高等优点，十倍压整流相对现有技术具有电压恒定，拍片清晰度高等优点。射线发生器2内部供给X射线管8的加速电压由高频变压器6和十倍压整流电路7共同提供。高频变压器6工作频率为40-200KHz，具有体积小，重量轻、效率高等优势。经高频变压器6输出的高压交变电压经由十倍压整流电路7整流成直流电压，并将直流电压进一步提升，确保将X射线管8的加速电压提升到适合X射线管8工作的电压范围。

所述十倍压整流电路7和X射线管8之间连接有用于采集加速电压的电压、管电流采样电路9，所述同步整流电路4与DC-DC电压变换模块11连接，所述DC-DC电压变换模块11与驱动电路12连接，所述驱动电路12与桥式逆变电路5连接。

所述恒流电源14与驱动电路12之间连接有ARM单片机13，所述ARM单片机13上连接有RS485通信接口，用于与外部设备连接。所述X射线管8与恒流电源14之间连接有用于采集灯丝电流的电流采样电路10，所述电压、管电流采样电路9将采集的加速电压信号反馈到ARM单片机13和驱动电路12；ARM单片机13和驱动电路12分别产生数字加速电压信号和模拟加速电压信号。所述电流采样电路10将采集的灯丝电流信号反馈到ARM单片机13和恒流电源14。APM单片机13和恒流电源14分别产生数字灯丝电流信号和模拟灯丝电流信号，这样射线发生器2内部对供给X射线管8的加速电压和灯丝电流分别控制。X射线管8的加速电压采用数字模拟双闭环模式，模拟闭环实时稳压，数字闭环实时监测校正电压，故X射线管8的加速电压控制精度高，电压稳定，所产生的X射线具有穿透能力强的优点。X射线管8的灯丝电流采用恒流电源14供给，并且采用数字模拟双闭环模式。模拟闭环实时恒流，数字闭环实时监测校正电流，故X射线管8的灯丝电流控制精度高，电流稳定，所产生的X射线量稳定，具有清晰度高的优点。X射线管8的加速电压和灯丝电流均采用数字模拟双闭环工作模式，两者结合使用，确保X射线具备清晰度高，穿透能力强等优点。

其中，所述同步整流电路4和桥式逆变电路5均采用MOS管作为功率器件。相对与可控硅来说，MOS管具有频率高，体积小，重量轻，功率容量大，发热小，效率高，成本低等优点。

其中，所述操作面板1上设有电源和单片机15，该单片机15分别与按键16、显示器17和RS485通信接口连接。电源为操作面板1提供电压，按键16输入指令，单片机15起到枢纽作用，显示器17显示各种参数，RS485通信接口用于与外部设备连接。操作面板1体积小，重量轻，可以减低操作人员的劳动强度。

其中，所述操作面板1上设有辐射监测装置19，该辐射监测装置19与蜂鸣器18连接。辐射监测装置19使操作面板1具备辐射监测功能，当辐射量达到对人体产生危害时蜂鸣器18报警提示操作人员远离X射线发生器2，减少X射线对操作人员身体健康的危害。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种便携式高频X射线探伤机，其特征在于，包括操作面板(1)和与其连接的射线发生器(2)，所述射线发生器(2)包括电源输入模块(3)、用于将交流电变为直流电且与电源输入模块(3)连接的同步整流电路(4)、用于将直流电变为高频交流电且与同步整流电路(4)连接的桥式逆变电路(5)、与桥式逆变电路(5)连接的高频变压器(6)、用于将高频交流电变为直流电同时增大电压且与高频变压器(6)连接的十倍压整流电路(7)和产生X射线且与十倍压整流电路(7)连接的X射线管(8)，恒流电源(14)为X射线管(8)提供电流； 

所述十倍压整流电路(7)和X射线管(8)之间连接有用于采集加速电压的电压、管电流采样电路(9)，所述同步整流电路(4)与DC-DC电压变换模块(11)连接，所述DC-DC电压变换模块(11)与驱动电路(12)连接，所述驱动电路(12)与桥式逆变电路(5)连接； 

所述恒流电源(14)与驱动电路(12)之间连接有ARM单片机(13)，所述X射线管(8)与恒流电源(14)之间连接有用于采集灯丝电流的电流采样电路(10)，所述电压、管电流采样电路(9)将采集的加速电压信号反馈到ARM单片机(13)和驱动电路(12)；所述电流采样电路(10)将采集的灯丝电流信号反馈到ARM单片机(13)和恒流电源(14)。 

2.根据权利要求1所述的便携式高频X射线探伤机，其特征在于：所述同步整流电路(4)和桥式逆变电路(5)均采用MOS管作为功率器件。 

3.根据权利要求1所述的便携式高频X射线探伤机，其特征在于：所述操作面板(1)上设有电源和单片机(15)，该单片机(15)分别与按键(16)、显示器(17)和RS485通信接口连接。 

4.根据权利要求1所述的便携式高频X射线探伤机，其特征在于：所述操作面板(1)和射线发生器(2)之间通过通信线缆连接。 

5.根据权利要求1所述的便携式高频X射线探伤机，其特征在于：所述操作面板(1)上设有辐射监测装置(19)，该辐射监测装置(19)与蜂鸣器(18)连接。 

6.根据权利要求1～5任一项权利要求所述的便携式高频X射线探伤机，其特征在于：所述ARM单片机(13)上连接有RS485通信接口。