CN211478114U

CN211478114U - X射线探伤机检定平台

Info

Publication number: CN211478114U
Application number: CN202020130590.0U
Authority: CN
Inventors: 王双玲; 刘辉; 唐盟; 袁晶晶; 高颖; 毛哲; 李静; 王攀峰; 李胜春; 高申星; 龙成章; 周云森
Original assignee: Henan Institute of Metrology
Current assignee: Henan Institute of Metrology
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2020-09-11
Anticipated expiration: 2030-01-20

Abstract

本实用新型为X射线探伤机检定平台，有效的解决了现有探伤机存在穿透力不够、辐射束偏移、照射灵敏度差，漏射线超标的问题，包括中心台架，中心台架上固定有放置平台，放置平台上固定有X射线探伤机，X射线探伤机外安装有屏蔽罩，所述中心台架上安装有能够转动且套设在放置平台外侧的旋转平台，旋转平台上安装有径向移动平台，径向移动平台上安装有横向移动平台，横向移动平台上安装有升降平台，升降平台上安装有剂量仪，该平台不仅能高精度测量辐射剂量及辐射束大小，更能直观精确绘制出辐射束的状态，提高工业探伤的精准性。

Description

X射线探伤机检定平台

技术领域

本实用新型涉及电离辐射计量技术领域，具体是X射线探伤机检定平台。

背景技术

X射线探伤机是指用于工业产品部件无损检测的X射线发生装置。它是通过高速电子轰击阳极靶产生X射线，照透被检测的部件，并在胶片或其它成像装置上得到部件内部结构图像，判断被检部件有无缺陷的一种装置。X射线探伤机已经被广泛应用于船舶、锅炉、压力、容器、化工、建筑、特种设备等领域。

目前我国探伤机生产企业有上千家，还有相当数量进口设备，在检测中发现普遍存在穿透力不够、辐射束偏移、照射灵敏度差、漏射线超标等质量问题。另外，由于在用设备器件老化、长期现场作业使探伤机的实际技术性能大大降低，由此遗留产品质量安全隐患。保证 X射线探伤机技术性能、降低事故隐患、保证财产和生命安全，一直是我国政府、安全生产管理部门、计量监督行政管理部门非常重视的、社会关心的问题。

为此，特研制一种X射线探伤机高精度计量性能检定平台来对X射线探伤机进行检定。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提供一种X射线探伤机检定平台，有效的解决了现有探伤机存在穿透力不够、辐射束偏移、照射灵敏度差，漏射线超标的问题。

一种X射线探伤机检定平台，其特征在于，包括中心台架，中心台架上固定有放置平台，放置平台上固定有X射线探伤机，X射线探伤机外安装有屏蔽罩，所述中心台架上安装有能够转动且套设在放置平台外侧的旋转平台，旋转平台上安装有径向移动平台，径向移动平台上安装有横向移动平台，横向移动平台上安装有升降平台，升降平台上安装有剂量仪。

优选的，所述中心台架下方安装有四个第一万向轮，所述径向移动平台远离中心台架的一端下方经固定杆连接有第二万向轮。

优选的，所述旋转平台包括大齿轮，大齿轮上固定有齿轮罩，大齿轮啮合有小齿轮，小齿轮同轴连接有第一步进电机，大齿轮下方滑动安装在中心台架上。

优选的，所述中心台架上开设圆环槽，圆环槽内安装有滚珠，大齿轮下方一体连接有置于圆环槽内的卡块，中心台架上一体连接有固定小齿轮和第一步进电机的支撑板。

优选的，所述径向移动平台和横向移动平台的驱动力均为包括第二步进电机、滑块、丝杠、导向杆组成的丝杠传动机构。

优选的，所述升降平台的驱动力为包括第三步进电机、光轴导轨、蜗轮蜗杆、滚珠滑块组成的传动机构。

优选的，所述升降平台上滑动安装有置于内侧的固定板，固定板上安装有竖向杆，竖向杆上安装有空腔0.6cm³电离室。

优选的，所述升降平台的顶端滑动安装有升降板，升降板上安装有剂量仪。

优选的，所述放置平台为能够伸缩的放置平台。

本实用新型研制的一种X射线探伤机高精度检定平台，包括剂量测量单元、装置驱动单元、数据传输控制单元、数据实时显示单元。该平台不仅能高精度测量辐射剂量及辐射束大小，更能直观精确绘制出辐射束的状态，提高工业探伤的精准性。

本实用新型的检定平台配合治疗水平电离室剂量计UNIDOS E及0.6cm³电离室在距离X 射线探伤机球馆焦点中心0.6m射线轴上，平行于射线轴线上及垂直与射线轴线上采集空气比释动能(率)。

在辐射角测量时，一次性单程扫描，系统自动采集数据，自动计算辐射角大小，绘制辐射角形状，判断辐射角是否偏移中心。

在漏射线测量时，漏射线测量仪随平台360°旋转，可读取每个角度对应的漏射线量。人员无需处于辐射场中，有效避免对工作人员造成辐射伤害。

附图说明

图1为本实用新型检定平台立体图

图2为本实用新型检定平台主视图。

图3为本实用新型检定平台俯视图。

图4为本实用新型第二步进电机的驱动结构。

图5为本实用新型中心台架立体图。

图6为本实用新型大齿轮立体图。

图7为本实用新型第三步进电机的驱动结构。

图8为本实用新型的轴向和径向辐射角示意图。

图9为本实用新型的系统框图。

图10为本实用新型检定平台的工作流程图。

图11为本实用新型辐射角测量流程图。

1：中心台架；2：放置平台；3：X射线探伤机；4：屏蔽罩；5：旋转平台；6：径向移动平台；7：横向移动平台；8：升降平台；9：剂量仪；10：第一万向轮；11：固定杆；12：第二万向轮；13：大齿轮；14：齿轮罩；15：小齿轮；16：第一步进电机；17：圆环槽；18：滚珠；19：支撑板；20：第二步进电机；21：滑块；22：丝杠；23：导向杆；24：第三步进电机；25：光轴导轨；26：蜗轮蜗杆；27：滚珠滑块；28：固定板；29：竖向杆；30：空腔 0.6cm³电离室；31：升降板；181：卡块。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图11对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

实施例一，一种X射线探伤机检定平台，包括中心台架1，中心台架1为正方形，四角处有倒角，在中心台架1上固定有放置平台2，放置平台2为竖向的立方体，在放置平台2 上方固定安装有X射线探伤机3，X射线探伤机3的窗口处安装有屏蔽罩4，在中心台架1上安装有旋转平5台，旋转平台5能够转动，旋转平台5为圆环状，其中间为中空，旋转平台 5套设在放置平台2的外侧，旋转平台5转动时放置平台2不转动，旋转平台5上表面安装有径向移动平台6，跟随旋转平台5一起转动，在径向移动平台6上安装有横向移动平台7，横向移动平台7上安装有升降平台8，在升降平台8的上端安装有剂量仪9，用来测量X射线探伤机3空气比释动能率及辐射角大小、辐射均整度，剂量仪9又称剂量计，包括静电计及电离室。

实施例二，在实施例一的基础上，在中心台架1的下方安装有四个第一万向轮10，方便中心台架1的移动，第一万向轮10带有刹车功能，在径向移动平台6的外端下方经固定杆 11连接第二万向轮12，第二万向轮12具备刹车功能，第二万向轮12能够绕放置平台2转动。

实施例三，在实施例一的基础上，旋转平台5包括一个大齿轮13，大齿轮13外侧安装有齿轮罩14，大齿轮13旁侧啮合有小齿轮15，小齿轮15经转轴连接有第一步进电机16，大齿轮13的下方转动安装在中心台架1上，第一步进电机16启动带动小齿轮15转动，小齿轮15啮合有大齿轮13转动，大齿轮13带动齿轮罩14转动，齿轮罩14带动径向移动平台6 绕放置平台2转动。

实施例四，在实施例三的基础上，在中心台架1上开设有圆环槽17，在圆环槽17内设有滚珠18，以减少摩擦力，大齿轮13下方一体连接有卡块181，卡块181为环形，卡块181镶嵌在圆环槽17内，与滚珠18配合转动，在中心台架1上安装有支撑板19，支撑板19为第一步进电机16和小齿轮15提供安装基础。

实施例五，在实施例一的基础上，径向移动平台6和横向移动平台7的驱动结构相同，即滚珠丝杠传动，包括由固定座、轴承座、固定板、第二步进电机20驱动丝杠22转动，丝杠22上套设有螺纹连接的滑块21，滑块21的两端经导向杆23限位，由此实现正反转。

实施例六，在实施例一的基础上，升降平台8的驱动力为光轴导轨机构，即包括第三步进电机24驱动蜗杆转动，蜗杆驱动蜗轮转动，实现蜗轮蜗杆26机构，蜗轮带动光轴导轨25，使得滚珠滑块27实现往返运动。

实施例七，在实施例一的基础上，升降平台8上滑动安装有固定板28，固定板28安装在靠近中心台架1的一侧，固定板28上安装有竖向杆29，竖向杆29上安装有空腔0.6cm³电离室30，治疗水平电离室计量仪包括静电计及电离室，电离室相当于是探测器探头，静电计相当于是主机。

实施例八，在实施例一的基础上，在升降平台8的上端滑动安装有升降板31，实现升降功能，升降板31上安装有剂量仪9。

实施例九，在实施例一的基础上，放置平台2为具备伸缩的功能，即上端安装有伸缩板，或用螺栓可调节的安装板，使得X射线探伤机3的高度能够微调。

具体测量方法：

一种X射线探伤机检定平台的使用方法，安装好X射线探伤机检定平台，对X射线探伤机进行检定，测量步骤为：

一、放置好被测对象，并固定和定位；

二、0.6cm³电离室随着横向升降移动平台沿射线束轴向扫描并采集数据；

UNIDOS E剂量仪采集到的数据经串口上传至数据处理单元，人机交互软件自动计算并绘制径向辐射角，轴向扫描结束，使电离室返回至剂量最大值点处。

三、0.6cm³电离室随着横向移动平台沿射线束径向扫描并采集数据；

UNIDOS E剂量仪采集到的数据经串口上传至数据处理单元，人机交互软件自动计算并绘制轴向辐射角，系统自动判断径向辐射角与轴向辐射角大小，取最大值为测量结果，辐射角测量结束，使电离室返回至剂量最大值点处，准备漏射线测量。

四、将0.6cm³电离室更换为防护用X射线剂量仪，防护用剂量仪随着旋转平台绕X射线探伤机旋转360°，进行测量，可随意角度读取数据。

五、测量结束；

在具体测量时：

1、空气比释动能率的测量：

将UNIDOS E剂量仪的探测器0.6cm³电离室有效测量点置于X射线探伤机的主射束轴上对连续式定向X射线探伤机，电离室距焦点600mm；对连续式周向X射线探伤机，电离室距X 射线管轴线600mm；对脉冲式X射线探伤机，电离室距离焦点500mm。

2、辐射角测量：

采用UNIDOS E及0.6cm³电离室进行定向X射线探伤机辐射角测量方法：测量方法如图 8所示:在聚焦点600mm处的轴向(平行于射线管轴线)和径向(垂直于X射线管轴线)方向上分别测出空气比释动能率的最大值

(图中D₀点)和

点(D₁ D₂ D₃ D₄)，再根据公式(1) 和式(2)分别计算轴向和径向辐射角，取其值较大者：

周向X射线探伤机辐射角测量方法同定向探伤机辐射角测量方法:在聚焦点600mm处的轴向方向上分别测出空气比释动能率的最大值

和50％K点的位置，再根据公式(1)和(2)计算轴向辐射角。

具体步骤为：

a:测量X射线探伤机射线束中心距中心台架底端的距离d，根据数据d在上位机软件内输入升降平台需调整的高度；

b探测器随升降平台对X射线探伤机射线束进行轴向扫描；

c:上位机储存并处理数据，计算并绘制轴向辐射角A₁；

d：如果为周向X射线探伤机，给出轴向辐射角A₁，并结束；

e:如果为定向X射线探伤机，进行径向辐射角扫描测量；

f：上位机储存并处理数据，计算并绘制径向辐射角A₂；

g：探测器返回至空气比释动能率最大值点；

h：比较A₁与A₂的大小，取最大值，并结束；

3、漏射线空气比释动能率测量：

对定向X射线探伤机取额定工作条件，用铅当量响应的屏蔽罩挡X射线探伤机窗口，用辐射防护用X射线剂量率仪(一种测量X射线的探测器)在聚焦点1m处测量(输出射线束方向除外)，测量位置均匀分布且不小于6个点，取其最大值。

高精度测量平台测量法及实现技术路线：

该高精度X射线探伤机检定平台，可以实现X、Y、360°旋转多维方向测量，配合静电计及0.6cm³电离室实现X射线探伤机辐射角、漏射线等参数的自动测量，并能形象绘制出被测对象实际的辐射角。

该高精度X射线探伤机检定平台有三部分组成，剂量测量单元、驱动单元及测量控制数据处理系统。

1、剂量测量单元：X射线穿过电离室时，电离室中的气体在射线的作用下被电离，电离后的电子与离子在电场的作用下分别向正负两极移动，电离室收集到的电荷输出微弱电流，电流信号经静电计(内置放大器)放大转化为电压信号，静电计输出的电压信号通过光电耦合器转化为光信号传输至电脑。剂量测量单元采用回转支撑轴承实现剂量计及其它测量设备绕X射线探伤机的旋转功能采用直线滑轨及滚珠丝杠实现测量设备相对X射线探伤机的X、Y、 Z三方向测量。

2、驱动单元：所有运动驱动均采用步进电机方式，定位精度0.1mm。

3、测量控制及数据处理系统：测量控制及数据处理系统包括扫描平台的控制、剂量仪参数设置、辐射角测量时的扫描方式及数据采集间隔设置、绘制射线束分布状态曲线。测量控制及数据处理系统通过Com口与下位机PTW公司的UNIDOS E治疗水平剂量计进行通讯，完成对测量平台的控制，实现X射线探伤机辐射角的自动测量。

机械机构具体实现方式：

1)中心处台架用于放置X射线探伤机及屏蔽装置，承重100kg，高度可微调。

2)外围处的台架用于放置剂量计及其他测量设备，此台架可围绕X射线探伤机实现周向、径向、垂直射线轴平面的横移和升降的运动。此台架承重50kg。

3)旋转平台用于实现围绕X射线探伤机的周向旋转，采用直径900mm的转盘支撑结构，中间为直径700mm的空隙，方便放置X射线探伤机支架。步进电机驱动，定位精度0.01度，总体承重100kg。

4)径向移动平台采用直线滑轨及滚珠丝杠结构，步进电机驱动，行程800mm，定位精度 0.1mm，总体承重20kg。

5)横移平台采用直线滑轨及滚珠丝杠结构，步进电机驱动，行程800mm，定位精度0.1mm，总体承重20kg。

6)升降平台采用光轴导轨及蜗轮蜗杆结构，步进电机驱动，行程800mm，定位精度0.1mm，总体承重20kg。

7)开发SQL数据库进行实验和标准仪表等的数据管理。

漏射线测量：

该项目原始测量方法为人员处于辐射场内手持防护用X射线探测器据屏蔽表面500mm处绕被测对象一周测量6个点，取最大值。本系统测量方法：辐射防护用X射线探测器随着检定平台绕球馆中心(屏蔽后)旋转360°，可随意角度取值，取其中最大值为漏射线测量结果。

辐射角自动测量：

探测器从0至800mm连续扫描采集空气比释动能率值，扫描结束自动寻找空气比释动能率最大值M的位置M₀、M/2的位置M₁和M₂,自动计算并绘制出辐射角。

探测器是指剂量仪，即静电计和0.6cm³电离室，探测器采集数据的同时已经将数据保存至电脑，扫描完人工将电离室定位至剂量最大值点，以备后续扫描。

轴向是指射线束平行于X射线探伤机的方向，而周向是指X射线探伤机的一个类别，即探伤机分为定向探伤机和周向探伤机，两种探伤机因球馆位置不同而区分。

Claims

1.一种X射线探伤机检定平台，其特征在于，包括中心台架(1)，中心台架(1)上固定有放置平台(2)，放置平台(2)上固定有X射线探伤机(3)，X射线探伤机(3)外安装有屏蔽罩(4)，所述中心台架(1)上安装有能够转动且套设在放置平台(2)外侧的旋转平台(5)，旋转平台(5)上安装有径向移动平台(6)，径向移动平台(6)上安装有横向移动平台(7)，横向移动平台(7)上安装有升降平台(8)，升降平台(8)上安装有剂量仪(9)。

2.根据权利要求1所述的一种X射线探伤机检定平台，其特征在于，所述中心台架(1)下方安装有四个第一万向轮(10)，所述径向移动平台(6)远离中心台架(1)的一端下方经固定杆(11)连接有第二万向轮(12)。

3.根据权利要求1所述的一种X射线探伤机检定平台，其特征在于，所述旋转平台(5)包括大齿轮(13)，大齿轮(13)上固定有齿轮罩(14)，大齿轮(13)啮合有小齿轮(15)，小齿轮(15)同轴连接有第一步进电机(16)，大齿轮(13)下方滑动安装在中心台架(1)上。

4.根据权利要求3所述的一种X射线探伤机检定平台，其特征在于，所述中心台架(1)上开设圆环槽(17)，圆环槽(17)内安装有滚珠(18)，大齿轮(13)下方一体连接有置于圆环槽(17)内的卡块(181)，中心台架(1)上一体连接有固定小齿轮(15)和第一步进电机(16)的支撑板(19)。

5.根据权利要求1所述的一种X射线探伤机检定平台，其特征在于，所述径向移动平台(6)和横向移动平台(7)的驱动力均为包括第二步进电机(20)、滑块(21)、丝杠(22)、导向杆(23)组成的丝杠传动机构。

6.根据权利要求1所述的一种X射线探伤机检定平台，其特征在于，所述升降平台(8)的驱动力为包括第三步进电机(24)、光轴导轨(25)、蜗轮蜗杆(26)、滚珠滑块(27)组成的传动机构。

7.根据权利要求1所述的一种X射线探伤机检定平台，其特征在于，所述升降平台(8)上滑动安装有置于内侧的固定板(28)，固定板(28)上安装有竖向杆(29)，竖向杆(29)上安装有空腔0.6cm³电离室(30)。

8.根据权利要求1所述的一种X射线探伤机检定平台，其特征在于，所述升降平台(8)的顶端滑动安装有升降板(31)，升降板(31)上安装有剂量仪(9)。

9.根据权利要求1所述的一种X射线探伤机检定平台，其特征在于，所述放置平台(2)为能够伸缩的放置平台(2)。