專利名稱：超小型便攜式工業(yè)x射線探傷機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種便攜式工業(yè)X射線探傷機。
背景技術(shù)：
工業(yè)X射線探傷機用于檢查金屬焊接質(zhì)量和金屬內(nèi)部缺陷等，即工業(yè)探傷。而便 攜式工業(yè)X射線探傷機通常是在現(xiàn)場和野外環(huán)境進行探傷，例如用于壓力容器(鍋爐、儲氣 罐、油罐等)、壓力管道(氣管、油管、水管)、船舶、鋼鐵、機械裝備、航天、航空、電力、汽車、 摩托車、石油、化工、鐵路、橋梁、電梯、游樂場等的制造、安裝、使用過程中。因此，希望這種 X射線探傷機體積小、重量輕、使用方便、可靠且適應(yīng)野外環(huán)境能力強。然而，現(xiàn)有的X射線探傷機普遍存在體積大等弊病，運輸和使用很不方便。而極少 量小型化便攜式X射線探傷機由于只是在原有X射線探傷機基礎(chǔ)上，對某些器件(比如電 容、變壓器、鐵芯、高壓包)、機殼等在外形或安裝方式上進行小型化改造或改裝，雖然體積 和重量有所減小，但可靠性變差，故障率太高，可用性差。具體來說，現(xiàn)有的X射線探傷機主 要存在以下幾方面的缺陷現(xiàn)有射線指示器采用機械拉桿式，偏差大，范圍小，使用麻煩，易損壞。現(xiàn)有X射線發(fā)生器采用普通硅鋼片鐵芯的升壓變壓器，頻率低，損耗大，效率低， 體積大。頻率低使得射線管受到的電沖擊大，易損壞，壽命短。損耗大導(dǎo)致內(nèi)部發(fā)熱量大， 變壓器壽命短、易損壞?，F(xiàn)有的X射線機控制器采用瓊斯斬波電路，輸出電壓> 110V，電壓范圍窄，且器件 多，電路復(fù)雜，可靠性差，控制器較重，近20kg。電纜插頭座采用P系列及YD系列插頭座，插接費力，不可靠，易損壞電纜。散熱器采用砂模鑄造或機械加工，笨重，散熱效果差。X射線發(fā)生器散熱風(fēng)機由控 制箱電源開關(guān)控制，工作人員貼片時，習(xí)慣關(guān)斷控制箱電源，導(dǎo)致X射線發(fā)生器不能盡快散 熱，損傷機器?，F(xiàn)有射線警示燈采用工地?zé)?，體積大，需要裝拆，麻煩，易損壞，導(dǎo)致棄用，造成危險。X射線發(fā)生器進出線采用插座機械安裝形式，密封受器件質(zhì)量和人為影響大，效果差。在野外和現(xiàn)場使用的情況下，經(jīng)常要在幾十米的高空、地下、狹小空間、或者夜晚 的時候進行作業(yè)，而且只能靠人工?？墒?，目前便攜式工業(yè)X射線探傷機，比如常用的3005 型便攜式工業(yè)X射線探傷機，X射線發(fā)生器近50kg，控制器近20kg，電纜15_30kg。使用這 么笨重的X射線探傷機，可以想象，操作人員是何等艱辛。致使操作人員畏懼情緒嚴重，出 現(xiàn)大量人員轉(zhuǎn)行。另外，為了解決上述問題，還有一種方式是采用放射源代替X射線管。但是，由于 放射源高危和難以管理，屢屢發(fā)生放射源丟失事故和輻射事故，給安全生產(chǎn)帶來了更巨大 的威脅。[0013]因此，急需一種體積小、重量輕的便攜式工業(yè)X射線探傷機來滿足市場需求，為國 內(nèi)幾十萬以及全世界探傷人員造福。基于強烈的使命感，本實用新型人經(jīng)過無數(shù)次失敗和 數(shù)年的努力，終于取得了初步成功，開發(fā)出了一種便攜式X射線探傷機。其中的X射線發(fā)生 器僅15kg左右，控制器僅3. 6kg左右，電纜3. 3-6. 6kg，重量減少了 2/3。而且，體積很小， 性能良好，功能完善、使用非常方便。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種體積小、重量輕的 便攜式工業(yè)X射線探傷機。為了實現(xiàn)這一目的，本實用新型所采取的技術(shù)方案如下。按照本實用新型的一個實施例，提供一種超小型便攜式工業(yè)X射線探傷機，包括 控制器和X射線發(fā)生器，其中X射線發(fā)生器進一步包括高壓發(fā)生器和X射線管；另外，還包 括X射線指示器，該X射線指示器進一步包括射線指示窗口，設(shè)置在X射線發(fā)生器機殼上， 并位于X射線出射窗口旁；發(fā)光器，位于所述射線指示窗口內(nèi)，用于發(fā)射指示光束；以及電 源與控制電路，用于給所述發(fā)光器供電并控制所述發(fā)光器的工作。按照另一個實施例，所述發(fā)光器為激光器或發(fā)光二極管。按照另一個實施例，所述高壓發(fā)生器鐵芯由坡莫合金或非晶軟磁合金薄帶制成。按照另一個實施例，所述鐵芯為C形。按照另一個實施例，還包括X射線警示器，該X射線警示器進一步包括LED燈帶 式射線警示燈，設(shè)置成環(huán)繞X射線發(fā)生器的機殼；以及電源與控制電路，對X射線機電流進 行變流和穩(wěn)壓以給LED燈帶供電，并控制LED燈帶在所述X射線發(fā)生器工作時被點亮。按照另一個實施例，所述X射線發(fā)生器還包括散熱風(fēng)機，其供電線連接在X射線探 傷機的控制器的電源開關(guān)前。按照另一個實施例，X射線發(fā)生器連接線直接進入機殼桶體，并在機殼桶體上用高 強度樹脂密封。按照另一個實施例，還包括采用超大壓力擠壓工藝制造的多葉片柱狀散熱器。按照又一個實施例，所述超小型便攜式工業(yè)X射線探傷機的控制器包括對直流 電壓進行斬波以得到幅值、脈寬、頻率可調(diào)的方波脈沖的GTR模塊；以及對輸入的控制信號 進行功率放大以驅(qū)動所述GTR模塊的驅(qū)動電路。按照另一個實施例，所述控制器還包括防止所述GTR模塊過壓損壞和反壓擊穿的 保護電路。按照另一個實施例，所述保護電路進一步包括連接在GTR模塊集電極與射極間 以吸收GTR模塊集-射極過壓的壓敏電阻；以及串接在GTR模塊射極與地之間以防止GTR 模塊反壓擊穿的電容器、電阻器和二極管模塊。按照另一個實施例，所述驅(qū)動電路進一步包括預(yù)放大級電路；以及功率放大級 電路。按照另一個實施例，所述預(yù)放大級電路為單管放大電路，所述功率放大級電路為 推挽放大電路。按照另一個實施例，所述控制器的工作頻率范圍為O-lOOkHz，工作電壓范圍為 0-1200V，耐沖擊電流為300A，耐沖擊電壓為1200V。
4[0029]按照又一個實施例，所述控制器的工作頻率為200-1000HZ，工作電壓為30-250V， 工作電流為5-20A。按照另一個實施例，所述X射線發(fā)生器通過高純度超柔精絞裸銅絲、PETC混合材 料絕緣、PUR混合材料護套、小節(jié)距絞合成纜工藝制造的控制電纜，以及通過帶有爪式漸進 箍緊裝置和橡膠保護層的鋼套、頭部設(shè)有快速插拔自鎖裝置的電纜插接頭與X射線探傷機 的控制器相連接。按照本實用新型實施例的便攜式工業(yè)X射線探傷機，相對于現(xiàn)有的X射線探傷機 重量可以減少三分之二左右，高壓發(fā)生器損耗降低90%左右，并且更加安全、方便，可靠性 更高。下面將結(jié)合附圖并通過具體的實施例對本實用新型進行進一步說明。
圖1是按照一個實施例的X射線發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是按照一個實施例的射線指示器示意性結(jié)構(gòu)框圖；圖3是按照一個實施例的射線指示器示意性原理圖；圖4是按照一個實施例的射線警示器示意性框圖；圖5是按照一個實施例的射線警示器示意性原理圖；圖6是按照一個實施例的主要由GTR模塊構(gòu)成的便攜式工業(yè)X射線探傷機控制器 的斬波電路框圖；圖7是按照一個實施例的驅(qū)動電路的示意性原理圖；圖8是按照一個實施例的GTR模塊主電路和保護電路的示意性原理圖；圖9是按照一個實施例的連接控制器與X射線發(fā)生器的接插頭示意圖。
具體實施方式
按照本實施例的超小型便攜式工業(yè)X射線探傷機主要包括X射線發(fā)生器和控制 器，下面對這兩部分進行具體說明。如圖1所示，是按照一個實施例的X射線發(fā)生器100的結(jié)構(gòu)示意圖，包括機殼 102，高壓發(fā)生器104，X射線管106，散熱器108，風(fēng)扇110，射線指示器112，射線警示器114寸。機殼102例如由鋁合金制作，將高壓發(fā)生器104和X射線管106密封安裝在內(nèi)。其 中高壓發(fā)生器的鐵芯116采用坡莫合金或非晶軟磁合金薄帶制作，線圈包括但不限于采用 0. 09mm的漆包線制作。在一個實施例中，鐵芯116包括但不限于為C型，鐵芯規(guī)格包括但不 限于為30X30X90X110、26X30X86X104、或者25X23X76X90 ；線圈的匝數(shù)比包括但 不限于為 40000/30、30000/23、或者 20000/16。采用非晶合金超薄片作為高壓發(fā)生器的鐵芯，由于其磁導(dǎo)率為硅鋼片的 20-40倍，矯頑力為硅鋼片的1/10-1/15，電阻率為硅鋼片的3-5倍，所以提高了高壓 發(fā)生器工作頻率，減小了鐵心的體積，減少了匝數(shù)。采用C型鐵芯，高壓發(fā)生器的大小 為122X140-150X170，高壓發(fā)生器次級線圈匝數(shù)為2萬匝-4萬匝，次級線圈電阻為 16KQ-40KQ，工作頻率為500-1000HZ，占空比為1/10 ；初級最大平均電流為10A，脈沖電流為80A ；次級最大平均電流為5mA，脈沖電流為60mA，高壓發(fā)生器銅損為6-15W。而非晶合金 的高電阻率及超薄片加工，以及很小的磁化電流，使得高壓發(fā)生器的鐵損也較小。X射線管 受到的脈沖電沖擊為500-1000Hz、60mA。由此可將X射線發(fā)生器體積制做成<2 186X500左 右,重量15kg左右。X射線管106可以采用工業(yè)X射線探傷管、陶瓷X射線管、玻璃殼體氣絕緣工業(yè)X 射線管等。在一個實例中，散熱器108采用超大壓力(例如2500t)擠壓工藝制造。由此制 作的鋁質(zhì)多葉片柱狀散熱器葉片薄、片數(shù)多、散熱面積大、密度高，散熱器重量輕、散熱效果 好。其重量僅為現(xiàn)有散熱器重量的1/2-1/3，而散熱面積則大3-5倍。既增大了散熱能力， 更好地保護了 X射線管，又為減輕整機重量做出了貢獻，方便了使用。另外，采用150X 172交流軸流風(fēng)機作為冷卻風(fēng)扇110，與散熱器108相配合對X射 線管106進行降溫。而且，通過將風(fēng)機的供電線接在控制器電源開關(guān)前，避免了工作人員貼 片時關(guān)掉電源開關(guān)，導(dǎo)致X射線發(fā)生器散熱風(fēng)機停止，進而導(dǎo)致X射線發(fā)生器不能散熱，對 機器造成巨大損傷的情況。在一個實施例中，在X射線發(fā)生器100的機殼上設(shè)置有射線指示窗口 118，該射線 指示窗口 118設(shè)置在X射線出射窗口 120旁。射線指示窗口 118與設(shè)置在其內(nèi)部的發(fā)光器 122以及電源與控制電路一起構(gòu)成射線指示器112，其中發(fā)光器122用于發(fā)射指示光束，優(yōu) 選地是發(fā)光器122包括但不限于激光器或發(fā)光二極管。如圖2所示，是按照一個實施例的射線指示器112示意性結(jié)構(gòu)框圖，包括激光器 122和電源與控制電路124。如圖3所示，是按照一個實施例的射線指示器112示意性原理 圖。連接電纜后，由電池BAT給激光器122供電，發(fā)出激光。射線機工作時，5V電源通過充 電電阻R2、二極管D3給電池BAT充電。由于激光束的發(fā)散性小，方向性強，光點明顯，指示 范圍大，而且本實施例中的激光器可自動工作，非常方便、實用、精確、耐用，能提高曝光的 成功率和工作效率。X射線對人有極大傷害，為此需要設(shè)置射線警示器，以便射線機工作時，提醒人們 不要靠近。如圖4所示，是按照一個實施例的射線警示器114示意性框圖，包括LED燈帶式 射線警示燈126和電源與控制電路128。如圖5所示，是按照一個實施例的射線警示器114 的示意性原理圖，工作時，射線機電流X-RAY-MA+經(jīng)過R1、D2、C1進行變流、穩(wěn)壓，得到6-12V 電壓，給LED燈帶供電使其發(fā)光。通過采用紅色LED燈帶繞在X射線發(fā)生器上作為射線警 示燈，任何角度、任何天氣情況下都能看到。而且，按照該實施例的射線警示器供電電路，只 有在射線機工作時警示燈才點亮，真正起到了警示作用，射線警示及時、準確、方便、耐用。按照一個實施例的X射線發(fā)生器100的連接線，采取直接進入機殼桶體，在桶體上 用高強度樹脂130密封的方式，如圖1所示。從而，避免了插頭連接因器件的質(zhì)量和安裝不 精細造成泄漏，提高了密封效果，節(jié)省了體積。如圖6所示，是按照一個實施例的主要由GTR模塊構(gòu)成的便攜式工業(yè)X射線探傷 機控制器600的斬波電路框圖，包括GTR模塊主電路610和驅(qū)動電路620。在另一個實施例 中，還可選地包括保護電路630。按照該實施例的控制器，通過將直流電轉(zhuǎn)化為脈寬、頻率可 調(diào)的脈沖電壓，供給便攜式工業(yè)X射線探傷機的X射線發(fā)生器。如圖7所示，是按照一個實施例的驅(qū)動電路620的示意性原理圖，包括預(yù)放大級電路622，以及功率放大級電路624。通過對輸入控制信號S+-QME/S-進行功率放大，輸出 QMB-QME/S-,以驅(qū)動 GTR 模塊 610。在一個實施例中，預(yù)放大級電路622包括但不限于單管放大電路，功率放大級電 路624包括但不限于推挽放大電路。例如，在按照一個實施例的這種電路中，Q3和R30進 行預(yù)信號放大；Q4、Q5以及R31、R32、R33進行推挽功率放大。如圖8所示，是按照一個實施例的GTR模塊主電路和保護電路的示意性原理圖。 GTR模塊主電路在QMB-QME/S-的控制下完成對UI+、UI0-的斬波，得到所需要的幅值為U、 脈寬、頻率可調(diào)的方波脈沖，供給X射線發(fā)生器。在此電路中，被斬波直流電壓U輸入至GTR 的集電極(C極)，功率控制信號QM接至GTR的基極(B極)，方波脈沖由GTR的發(fā)射極(E 極)輸出。保護電路包括但不限于壓敏電阻UVM9，連接在GTR模塊集電極與射極之間，用于 吸收GTR模塊集-射極的過壓，防止GTR模塊過壓損壞；以及串接在GTR模塊射極與地之間 的電容器UVM4、電阻器R4和二極管模塊UVM3，用于吸收反壓沖擊，防止GTR模塊反壓擊穿。 其中電容器UVM4和電阻器R4并聯(lián)后，再與二極管模塊UVM3串聯(lián)，且并聯(lián)的電容器UVM4和 電阻器R4與二極管模塊UVM3的順序可以交換。采用GTR模塊主電路實現(xiàn)的斬波電路，元器件少，電路簡單，工作穩(wěn)定可靠，從而 可減小控制器的體積和重量，保證X射線探傷機整機工作穩(wěn)定和可靠。其工作頻率范圍可 達0-100kHz，工作電壓范圍可達0-1200V ；耐沖擊電流可達300A，耐沖擊電壓可達1200V。 在一個實施例中，工作頻率最好設(shè)置為200-1000HZ，工作電壓最好設(shè)置為30-250V，工作電 流最好設(shè)置為5-20A。按照上述實施例制作的便攜式工業(yè)X射線探傷機體積小、重量輕，其中重量為 10-15kg，而現(xiàn)有的同類型便攜帶式工業(yè)X射線探傷機重量為23-48kg的范圍。而且，性能 穩(wěn)定，適應(yīng)范圍大，使用方便。另外，在一個實施例中，采用高純度超柔精絞裸銅絲、PETC混合材料絕緣、PUR 混合材料護套、小節(jié)距絞合成纜工藝制造的控制電纜，來連接控制器與X射線發(fā)生器，以 將控制器的信號傳輸給X射線發(fā)生器。該電纜抗撕裂、抗切割、無粘連，溫度范圍寬，可 在-30°c -80°C范圍移動使用，電纜細小，重量輕，25-50m長度電纜僅3. 3-6. 6kg，而且柔軟、 好拉、好收，特別適合野外現(xiàn)場使用。此外，采用的電纜插接頭帶有爪式漸進箍緊裝置及橡 膠保護層的鋼套，頭部設(shè)有快速插拔自鎖裝置，具有箍緊電纜、防水、插接自鎖的功能，有效 的保護了電纜、方便了使用，如圖9a和9b所示。以上通過具體的實施例對本實用新型進行了說明，但本實用新型并不限于這些具 體的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，還可以對本實用新型做各種修改、等同替換、變化 等等。但是，這些變換只要未背離本實用新型的精神，都應(yīng)在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。 另外，本申請說明書和權(quán)利要求書所使用的一些術(shù)語并不是限制，僅僅是為了便于描述。此 外，以上多處所述的“一個實施例”、“另一個實施例”等表示不同的實施例，當然也可以將其 全部或部分結(jié)合在一個實施例中。
權(quán)利要求一種超小型便攜式工業(yè)X射線探傷機，包括控制器和X射線發(fā)生器，其中X射線發(fā)生器包括高壓發(fā)生器和X射線管；其特征在于，還包括X射線指示器，該X射線指示器進一步包括射線指示窗口，設(shè)置在X射線發(fā)生器機殼上，并位于X射線出射窗口旁；發(fā)射指示光束的發(fā)光器，位于所述射線指示窗口內(nèi)；以及給所述發(fā)光器供電并控制所述發(fā)光器的工作的電源與控制電路。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式工業(yè)X射線探傷機，其特征在于所述發(fā)光器為激光器 或發(fā)光二極管。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式工業(yè)X射線探傷機，其特征在于所述高壓發(fā)生器鐵芯 是由坡莫合金或非晶軟磁合金薄帶制成的鐵芯。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式工業(yè)X射線探傷機，其特征在于，還包括X射線警示器， 該X射線警示器進一步包括設(shè)置成環(huán)繞X射線發(fā)生器機殼的LED燈帶式射線警示燈；以及 對X射線機電流進行變流和穩(wěn)壓以給LED燈帶供電、并控制LED燈帶在所述X射線發(fā) 生器工作時被點亮的電源與控制電路，。
5.如權(quán)利要求1所述的便攜式工業(yè)X射線探傷機，其特征在于，所述X射線發(fā)生器還包括散熱風(fēng)機，其供電線連接在X射線探傷機的控制器的電源開關(guān)前。
6.如權(quán)利要求1所述的便攜式工業(yè)X射線探傷機，其特征在于X射線發(fā)生器連接線直 接進入機殼桶體，并在機殼桶體上用高強度樹脂密封。
7.如權(quán)利要求1所述的便攜式工業(yè)X射線探傷機，其特征在于，還包括 采用超大壓力擠壓工藝制造的多葉片柱狀散熱器。
8.如權(quán)利要求1至7其中之一所述的便攜式工業(yè)X射線探傷機，其特征在于，所述控制 器包括對直流電壓進行斬波以得到幅值、脈寬、頻率可調(diào)的方波脈沖的GTR模塊，；以及 對輸入的控制信號進行功率放大以驅(qū)動所述GTR模塊的驅(qū)動電路。
9.如權(quán)利要求8所述的便攜式工業(yè)X射線探傷機，其特征在于，所述控制器還包括 防止所述GTR模塊過壓損壞和反壓擊穿的保護電路。
10.如權(quán)利要求1至7其中之一所述的便攜式工業(yè)X射線探傷機，其特征在于所述控 制器和所述X射線發(fā)生器通過高純度超柔精絞裸銅絲、PETC混合材料絕緣、PUR混合材料護 套、小節(jié)距絞合成纜工藝制造的控制電纜，以及通過帶有爪式漸進箍緊裝置和橡膠保護層 的鋼套、頭部設(shè)有快速插拔自鎖裝置的電纜插接頭相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種超小型便攜式工業(yè)X射線探傷機，包括控制器和X射線發(fā)生器。其中X射線發(fā)生器還包括X射線指示器，該指示器進一步包括設(shè)置在X射線發(fā)生器機殼上的射線指示窗口，位于所述射線指示窗口內(nèi)、用于發(fā)射指示光束的發(fā)光器，以及電源與控制電路。其中所述控制器包括對直流電壓進行斬波的GTR模塊，以及驅(qū)動所述GTR模塊的驅(qū)動電路。按照本實用新型實施例的便攜式工業(yè)X射線探傷機，相對于現(xiàn)有的X射線探傷機重量可以減少三分之二左右，高壓發(fā)生器損耗降低90％左右，并且更加安全、方便，可靠性更高。
文檔編號G01N23/18GK201600337SQ201020112959
公開日2010年10月6日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者李博 申請人:李博