超小型高频X射线探伤机的研制与开发

沈阳特种设备检测研究院 马 毅



超小型高频X射线探伤机的研制与开发

沈阳特种设备检测研究院 马 毅

【摘要】x射线探伤机由于其特点，广泛应用于工业生产中。本项研制的目的是在相同电能的损耗下提高电能的利用率，减少无用的热损耗，同时减小发生器的重量和体积，增强其节能和便携性，提高工作效率。

【关键词】超小型；便携；节能；高效

1、研究目的

X射线探伤机广泛应用于各种工业检测活动中，在复杂的现场环境下，减小体积，降低重量。提高X射线探伤机性能，增强节能及便携性、提高效率，已成为未来发展的主要研究方向

现有技术是在射线机的装配上，改进射线机的装配方法，增加其散热面积，减少体积，并没有从本质上提升X射线探伤机的工作效率。本设计的目的是在相同电能的损耗下，可以产生更多的X射线。提高电能的利用率，减少无用的热损耗，同时减小发生器体积和重量，增强其便携性，提高工作效率。

2、设计的技术路线

超小型X射线探伤机主要由控制器、发生器和电缆线组成。控制器为发生器提供高频方波脉冲电压，产生控制信号，并监测发生器的管电流和温度。控制器通过电缆线，把高频方波脉冲电压输入发生器［1］。在发生器中，高频方波脉冲电压通过高压变压器产生高压，使射线管产生X射线。

3、设计原理与方案

3.1设计原理

超小型高频X射线控制器的内部电路，包括整流滤波电路、稳压电路、斩波电路、逆变输出电路［2］、以及控制电路，其中整流滤波电路、稳压电路、斩波电路、逆变输出电路依次相连；斩波电路、逆变输出电路与控制电路相连。由于有稳压电路的设计，使控制器性能更加稳定。

控制器连接220V交流电，经整流滤波电路，得到干扰较少的直流电；再经稳压电路，输出定值的直流电；再经斩波电路，由控制电路根据滤波电路的反馈电压控制，输出需要的直流电；再经逆变电路，由控制电路控制，得到高频方波脉冲电压。同时控制电路还要控制显示与按键，根据发生器管电流的反馈情况，调整逆变电路的控制信号。

3.2设计方案

设计方案对控制器的结构、控制器高频电路；高频高压变压器参数、发生器部分都进行了全新的设计，把高频方波脉冲电压输入发生器。在发生器中，高频方波脉冲电压通过高压变压器产生高压，使射线管产生X射线。可以产生更多的X射线。提高电能的利用率，减少无用的热损耗。

3.2.1控制器主要由外部功能器件的设计示意图见图1

图1　控制器的结构示意图

外部功能器件包括准备指示灯1，射线指示灯2，训练指示灯3，高压显示4，时间显示5，选择按键6，递增按键7，递减按键8，高压锁9，高压开按键10，高压关按键11，总开关12，电源线插座13，电缆线插座14，接地线座15，保险丝座17（20A），箱体17，风机18构成。在箱体上还有提手和密封胶圈。

3.2.2控制器内部电路框图如图2所示

图2　控制器内部电路框图

3.2.3控制器内部电路图的设计如图3所示

图3　控制器内部电路图

3.2.4 发生器部分的设计

高频X射线发生器是由上端环1，下端环8，减震2，管桶5，散热器7，风机9，温控6等组成。散热器装在管桶的下方，风机装在散热器的下方。管桶内装有X射线管10和高压变压器。高压变压器主要由两个U型铁芯3和高压包4组成。高频发生器的设计如图4所示：

图4　高频发生器示意图

4、应用效果

通过现场应用本产品与其他具有发射同等射线强度的其他产品相比具有以下三个优点；

一是超小：本项目研发的射线机与发射同等射线强度的其他产品相比，超小型X射线探伤机发生器的体积减少20%，便于携带，对于在野外现场作业提供了极大的便利，减轻了劳动强度，提高了工作效率，

二是节能：通过提高频率提高了输入电压的利用率，与发射同等射线强度的其他产品相比，减少热损耗10%。

三是稳压：无论是市网供电，还是发电机供电，超小型X射线探伤机的控制器都可以为发生器提供稳定的电压，保证X射线以稳定当量输出。

参考文献

［1］冯德仁，郭宏，王相綦等.方波馈电的高压倍压整流电路打火机理分析［J］.电工电能新技术，2008（02）.

［2］钟伟强 现代逆变技术的广泛应用［J］.节能与环保，2004（5）.

［3］孔繁瑞.闫萍X光机高频灯丝加热电源［J］.沈阳电力高等专科学校学报，2003，5（1）.

作者简介：

马毅（1960—），男，现供职于沈阳特种设备检测研究院，高级工程师，从事锅炉压力容器检验研究工作。