专利名称：移动式高频x射线探伤机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无损检測设备，具体说涉及一种x射线探伤机。
背景技术：
工频移动式x射线探伤机是目前在国内普遍使用的x射线探伤机。它的高压部分
采用油绝缘，输出功率大，配有强制冷却装置，可以连续工作，因而应用范围很广。但 是由于高压发生器采用工频变压器，控制采用机械调压器，所以控制精度低，高压纹波 大，产生的射线穿透力差，且稳定度低，不能满足日益增长的工业生产需要。 发明内容
根据现有x射线探伤机存在的缺陷，本实用新型提出一种稳定度高，穿透能力强， 系统分辨率高的x射线探伤机。
完成上述发明目的所采取的具体技术措施是 一种移动式高频X射线探伤机，包括 驱动器、高压发生器、X射线管和冷却器，其特征在于
移动式高频x射线探伤机是由控制器、驱动器、高压发生器、x射线管和冷却器组
成，驱动器置于高压发生器顶部，驱动器是由管压控制电路和管流控制电路组成，驱动 器的管压控制电路联接高压发生器输入电路，驱动器中的管流控制电路输出联接高压发
生器内的灯丝隔离变压器，高压发生器的输出电路联接x射线管，控制器内的单片机联
接驱动器中的管压控制电路和管流控制电路；控制器冷却控制信号联接冷却器上的控制 器，冷却器冷却水管连接X射线管冷却装置。
高压产生和灯丝驱动是由驱动器管压控制电路和管流控制电路完成 高压产生方式AC220V交流电源联接整流桥(FB1),整流桥输出端联接管压驱动电 路，管压驱动电路联接高压发生器的升压变压器(Tl)的初级，升压变压器(Tl)的次 级联接多倍压整流电路，多倍压整流电路联接X射线管，控制器输出端联接驱动器的kV 控制PWM，高压kV反馈联接kV控制PWM， kV控制PWM联接管压驱动电路。
灯丝驱动方式整流桥输出端联接管流驱动电路，管流驱动电路输出端联接灯丝变 压器(T2)初级，灯丝变压器次级联接X射线管灯丝，控制器输出端联接驱动器的mA 控制PWM,高压mA反馈连接mA控制PWM, mA控制PWM联接管流驱动电路。
3控制器由电源和单片机组成，控制器的电路联接关系是电源输入联接8051芯片 的脚9，芯片U1脚39联接集成块74LS14的脚1， 74LS14的脚2经电阻R3连接到光耦 TLP521的1脚联接，芯片脚21联接集成块74LS14的脚3， 74LS14的脚4经电阻R4连 接到光耦TLP521的脚3 . TLP521脚11为驱动器的kV给定接脚，TLP521脚9为驱动器 的inA给定接脚，TLP521脚6为冷却器信号接脚，TLP521的脚8连接8051芯片脚27。
本实用新型的有益效果本实用新型采用电力电子技术，并结合数模混合控制技术, 利用大功率电子器件对工频电源进行多次变换最终得到精度和稳定度都很高的直流高 压电。移动式高频X射线探伤机具有稳定度高，穿透能力强，系统分辨率高的优点。高 压倍压整流采用梯状哑铃结构，且为模块化设计，使得安装维护方便。整个高压发生器 结构紧凑，体积小，重量轻，可靠性高。
图1是本实用新型的结构框图 图2是本实用新型的电路原理图 图3是管流控制原理图 图4是管压控制原理图 图5是控制器控制原理图
图中l驱动器2高压发生器3控制器4X射线管5高压电缆6冷却器具体实施方式
结合附图详细说明本实用新型的结构和工作原理。
驱动器l、高压发生器2、 X射线管4、控制器3间的电路联接所采用的电路元件 电容全部采用韩国三和HE系列电容。
CI 3300UF/450V, C2 , C3 3300UF/400V， C4 10UF/450V， C5 470UF/450V C6 100nF/2000V, C7, C8 220UF/450V， C9 0.1UF/630V。
Ql， Q2, Q3, Q4, Q5, Dl， D2全部采用德国IXYS公司功率器件。
Ql, Q2 , Q3, Q4, Q5 600V35AIGBT,型号KDH35N60B。
Dl 800V23A整流桥，型号VBO36^08NO8。
D2 600V17A快恢复二极管，型号DSS17-06CR。
D3 IN4007整流二极管。
Tl初级34匝，次极6800匝的升压变压器。
T2初级120匝，次极6匝的降压变压器。
4Ll 工频电感，电感量5mH,绕组200匝。 L2高频电感，电感量4mH，绕组150匝。
多倍压整流电路由20kV50mA的高压二极管和40kV20000pF的高压电容组成。 Rl, R2，精密高压电阻，阻值300M。 R3, R4是1K精密金属膜电阻。 单片机采用美国AD公司的8051。 射线管采用瑞士 COMET公司金属陶瓷射线管。
移动式高频X射线探伤机是由控制器、驱动器、高压发生器、X射线管和冷却器组 成，如图1所示。
驱动器1置于高压发生器2顶部，驱动器1内包括管压控制电路和管流控制电路。 高压发生器2采用充油结构，按常规由升压变压器、多倍压整流电路、灯丝变压器、高 压套筒，管压取样和管流取样组成。驱动器l的管压驱动电路联接高压发生器2输入电 路，驱动器1的管流驱动电路联接灯丝变压器初级，控制器3分别联接管压控制电路和 管流控制电路，其联接、控制方式是电路原理图如图2、图3、图4所示。
高压产生方式AC220V交流电源经过整流桥FB1， Ll, Cl整流滤波为300V直流 电。C5， C6为灯丝输入电源滤波。C2, C3， L2， Q1和D1组成斩波电路，驱动器根据 反馈调整Q1的导通宽度控制管压。C2, C3, C4, Q2, Q3构成了高压驱动电路。Q3、 Q2以40kHz的频率轮流开关，产生40kHz的高频交流电，输送到升压变压器Tl的初 级。Tl的次极产生同样频率幅值高达10kV的高压交流电,输送到由高压电容和高压二 极管构成的多倍压整流电路。倍压整流电路对高压交流电进行28倍压整流，然后产生 最高可达250kV的高压直流电，驱动X射线管。
灯丝驱动方式电解电容C7， C8, C9和Q4， Q5构成灯丝驱动电路。Q3、 Q4轮 流以40kHz频率斩波，产生40kHz高频交流电，送到灯丝变压器的初级。灯丝变压器 的次极产生真有效值在4^8V间的交流电，加热灯丝。灯丝加热后产生游离态的电子， 因为X射线管二端存在很高的电压。游离态电子会从阴极释放出来并以很高的速度撞击 阳极靶，阳极靶受高速电子撞击就会产生X射线。驱动器根据反馈调整Q6的导通宽度 控制管流。因为Q6导通宽度会改变灯丝变压器的输入电压，进而改变灯丝变压器的输 出电压，改变X射线管的灯丝电流、改变管流。
驱动器中的管压控制电路对输入的交流电经过AC/DC， DC/DC电路将直流电斩波 为40kHz的髙频交流电，输送到升压变压器，变为40kHz的高压交流电。再经过多倍 压整流电路变为电压更高的高压直流电，驱动X射线管。管流控制电路将整流后的直流电压斩波为40kHz的交流电，再经过高压发生器内灯丝隔离变压器，输出交流电加热灯 丝，通过改变斩波器的占空比实现管流的控制。驱动器中的管流控制电路输出联接高压 发生器内的灯丝隔离变压器，高压发生器2的输出电路以高压电缆5联接X射线管4, 控制器3内的单片机联接驱动器1中的管压控制电路和管流控制电路。
管流控制是如图3所示连接到高压发生器mA反馈与连接到控制器3的mA给定同 时接到集成片LM358的脚2构成误差放大器。误差放大器LM358脚3输出连接到集成片 3842的脚2，构成PWM控制电路，其输出脚6驱动三极管N1。三极管N1驱动隔离变压 器T1。变压器T1的次级输出驱动灯丝驱动电路的功率管Q4。集成片NE555组成振荡器 其输出脚3驱动三极管N2， N3。 N2， N3驱动隔离变压器T2，变压器T2的次级输出驱动 灯丝驱动电路的功率管Q5, Q6。
管压控制是如图4所示连接到高压发生器kV反馈与连接到控制器3的kV给定同 时接到集成片LM358的脚2构成误差放大器。运放U1B (LM358)与NE555 —起组成PWM 控制电路。误差放大器LM358脚3输出连接到运放LM358的脚5， NE555输出脚6驱动 三极管N1。三极管N1驱动隔离变压器T1。变压器T1的次级输出驱动管压驱动电路的 功率管Q1。集成片NE555组成振荡器其输出脚3驱动三极管N2， N3。 N2, N3驱动隔离 变压器T2，变压器T2的次级输出驱动管压驱动电路的功率管Q2， Q3。
控制器3由电源和单片机组成，控制器的电路联接关系如图5所示电源输入联接 8051芯片的脚9，芯片8051脚39联接集成块74LS14的脚1， 74LS14的脚2经电阻R3 连接到光耦TLP521的1脚联接。芯片8051脚21联接集成块74LS14的脚3, 74LS14的 脚4经电阻R4连接到光耦TLP521的脚3. TLP521脚ll输出连接驱动器的kV给定。TLP521 脚9输出连接驱动器的mA给定。TLP521脚6输出连接冷却器信号。8051芯片脚27连 接TLP521的脚8接收冷却器信号。冷却器正常时输出常闭信号给控制3,冷却器故障时 常闭信号开路。
冷却器6冷却水管连接X射线管4冷却装置。
本实用新型移动式高频X射线探伤机，1610最大穿透力35mm而工频机为24mm。 22510最大穿透力53mm而工频机为45mm。本机的调节步长分别为O.lkV和O.lmA而 工频机分别为lkV和0.5mA,技术指标表明，移动式高频X射线探伤机明显优于工频 机。
权利要求1、一种移动式高频X射线探伤机，包括驱动器、高压发生器、X射线管和冷却器，其特征在于移动式高频X射线探伤机是由控制器、驱动器、高压发生器、X射线管和冷却器组成，驱动器置于高压发生器顶部，驱动器是由管压控制电路和管流控制电路所组成，驱动器的管压驱动电路联接高压发生器输入电路，驱动器中的管流驱动电路输出联接高压发生器内的灯丝隔离变压器，高压发生器的输出电路联接X射线管，控制器内的单片机联接驱动器中的管压控制电路和管流控制电路；控制器冷却控制信号联接冷却器上的控制器，冷却器冷却水管连接X射线管冷却装置。
2、 根据权利要求1 一种移动式高频X射线探伤机，其特征在于所说的驱动器管压控制电路和管流控制电路高压产生方式AC220V交流电源联接整流桥(rai)，整流桥输出端联接管压驱动电 路，管压驱动电路联接高压发生器的升压变压器(Tl)的初级，升压变压器(Tl)的次 级联接多倍压整流电路，多倍压整流电路联接X射线管，控制器输出端联接驱动器的kV 控制PWM,高压kV反馈联接kV控制PWM, kV控制PWM联接管压驱动电路灯丝驱动方式整流桥输出端联接管流驱动电路，管流驱动电路输出端联接灯丝变 压器(T2)初级，灯丝变压器次级联接X射线管灯丝，控制器输出端联接驱动器的mA 控制P冊，高压mA反馈连接mA控制PWM, mA控制PWM联接管流驱动电路。
3、 根据权利要求l一种移动式高频X射线探伤机，其特征在于所说的控制器， 由电源和单片机组成，控制器的电路联接关系是电源输入联接8051芯片的脚9，芯片 8051脚39联接集成块74LS14的脚1, 74LS14的脚2经电阻R3连接到光耦TLP521的1 脚联接，8051芯片脚21联接集成块74LS14的脚3， 74LS14的脚4经电阻R4连接到光 耦TLP521的脚3, TLP521脚11为驱动器的kV给定接脚，TLP521脚9为驱动器的mA 给定接脚，TLP521脚6为冷却器信号接脚，TLP521的脚8连接8051芯片脚27。
专利摘要移动式高频X射线探伤机是由驱动器(1)、高压发生器(2)、控制器(3)、X射线管(4)和冷却器(6)组成，本实用新型采用电力电子技术，并结合数模混合控制技术，利用大功率电子器件对工频电源进行多次变换最终得到精度和稳定度都很高的直流高压电。移动式高频X射线探伤机具有稳定度高，穿透能力强，系统分辨率高的优点。高压倍压整流采用梯状哑铃结构，且为模块化设计，使得安装维护方便。整个高压发生器结构紧凑，体积小，重量轻，可靠性高。
文档编号G01N23/02GK201262622SQ20082021800
公开日2009年6月24日 申请日期2008年9月17日 优先权日2008年9月17日
发明者于开波, 吕相钦, 夏海涛, 戴东辉, 群 苏, 磊 郭, 波 高 申请人:丹东华日理学电气有限公司