超小型可攜式工業x射線探傷機的x射線發生器及探傷機的製作方法
2023-12-05 17:23:26 1
專利名稱：超小型可攜式工業x射線探傷機的x射線發生器及探傷機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種χ射線發生器以及χ射線探傷機，特別是涉及一種用於超小 型可攜式工業X射線探傷機的X射線發生器以及包括該X射線發生器的X射線探傷機。
背景技術：
工業X射線探傷機用於檢查金屬焊接質量和金屬內部缺陷等，即工業探傷。而便 攜式工業X射線探傷機通常是在現場和野外環境進行探傷，例如用於壓力容器(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、 摩託車、石油、化工、鐵路、橋梁、電梯、遊樂場等的製造、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、可靠且適應野外環境能力強。然而，現有的X射線探傷機普遍存在體積和重量大等弊病，運輸和使用很不方便。 現有的極少量小型化可攜式X射線探傷機由於只是在原有X射線探傷機的基礎上，對其中 的某些器件(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。其中作為X射線探傷機主要部件的X射線發生器，在很大程度上決定著整機的重 量。具體來說，現有的X射線發生器主要存在以下幾方面的缺陷。現有X射線發生器採用普通矽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衝擊大，易損壞，壽命短。損耗大導致內部發熱量大， 變壓器壽命短、易損壞。電纜插頭座採用P系列及YD系列插頭座，插接費力，不可靠，易損壞電纜。散熱器採用砂模鑄造或機械加工，笨重，散熱效果差。X射線發生器散熱風機由控 制箱電源開關控制，工作人員貼片時，習慣關斷控制箱電源，導致X射線發生器不能儘快散 熱，損傷機器。現有射線指示器採用機械拉杆式，偏差大，範圍小，使用麻煩，易損壞。現有射線警示燈採用工地燈，體積大，需要裝拆，麻煩，易損，導致棄用，造成危險。X射線發生器進出線採用插座機械安裝形式，密封受器件質量和人為影響大，效果差。在野外和現場使用的情況下，經常要在幾十米的高空、地下、狹小的空間、或者夜 晚的時候進行作業，而且只能靠人工。可是，目前可攜式工業X射線探傷機，比如常用的 3005型可攜式工業X射線探傷機，X射線發生器近50kg，控制器近20kg，電纜15_30kg。使 用這麼笨重的X射線探傷機，可以想像，操作人員是何等艱辛。致使操作人員畏懼情緒嚴 重，出現大量人員轉行。另外，為了解決上述問題，還有一種方式是採用放射源代替X射線探傷機。但是， 由於放射源高危和難以管理，屢屢發生放射源丟失事故和輻射事故，給安全生產帶來了更 大的威脅。因此，急需一種體積小、重量輕的可攜式工業X射線探傷機來滿足市場需求，為國內幾十萬以及全世界探傷人員造福。基於強烈的使命感，本發明人經過無數次失敗和數年 的努力，終於取得了初步成功，開發出了一種用於可攜式工業X射線探傷機的X射線發生 器，其重量僅15kg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。
發明內容本實用新型的目的是為了克服現有技術存在的缺陷，提供一種體積小、重量輕的 用於可攜式工業X射線探傷機的X射線發生器以及包括該X射線發生器的X射線探傷機。 為了實現這一目的，本實用新型所採取的技術方案如下。按照本實用新型實施例的第一方面，提供一種用於超小型可攜式工業X射線探傷 機的X射線發生器。按照一個實施例的X射線發生器，包括高壓發生器和X射線管，還包括 X射線指示器，該X射線指示器進一步包括設置在X射線發生器機殼上的射線指示窗口， 位於X射線出射窗口旁；位於所述射線指示窗口內、用於發射指示光束的發光器；以及用於 給所述發光器供電並控制所述發光器的工作的電源與控制電路。按照一個實施例的X射線發生器，所述發光器優選地為雷射器或發光二極體。按照另一個實施例的X射線發生器，所述高壓發生器鐵芯由坡莫合金或非晶軟磁 合金薄帶製成。按照再一個實施例的X射線發生器，所述鐵芯為優選地為C形。按照又一個實施例的X射線發生器，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，設置成環繞X射線發生器的機殼且在所述X射線發生器工作 時被點亮；以及電源與控制電路，對X射線機電流進行變流和穩壓以給LED燈帶供電。按照再另一個實施例的X射線發生器，還包括散熱風機，其供電線連接在X射線探 傷機的控制器的電源開關前。按照再又一個實施例的X射線發生器，其連接線直接進入機殼桶體，並在機殼桶 體上用高強度樹脂密封。按照再另一個實施例的X射線發生器，還包括採用超大壓力擠壓工藝製造的多葉 片柱狀散熱器。按照再另一個實施例，所述X射線發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、小節距絞合成纜工藝製造的控制電纜，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第二方面，提供一種超小型可攜式工業X射線探傷機， 包括按照實用新型第一方面的X射線發生器。按照本實用新型實施例的X射線發生器，相對於現有X射線探傷機的X射線發生 器重量可以減少三分之二左右，高壓發生器損耗降低90%左右，並且更加安全、方便，可靠 性更高。下面將結合附圖並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射線發生器的結構示意圖；圖2是按照一個實施例的射線指示器示意性結構框圖；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6a和6b是按照一個實施例的連接控制器與X射線發生器的接插頭示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，是按照一個實施例的X射線發生器100的結構示意圖，包括機殼 102，高壓發生器104，X射線管106，散熱器108，風扇110，射線指示器112，射線警示器114寸。機殼102例如由鋁合金製作，將高壓發生器104和X射線管106密封安裝在 內。其中高壓發生器的鐵芯116採用坡莫合金或非晶軟磁合金薄帶製作，線圈採用 0. 09mm的漆包線製作。在一個實施例中，鐵芯116為C型，鐵芯規格為30 X 30 X 90 X 110、 26X30X86X104、或者 25 X 23 X 76 X 90 ；線圈的匝數比為 40000/30、30000/23、或者 20000/16。採用非晶合金超薄片作為高壓發生器的鐵芯，由於其磁導率為矽鋼片的 20-40倍，矯頑力為矽鋼片的1/10-1/15，電阻率為矽鋼片的3-5倍，所以提高了高壓 發生器工作頻率，減小了鐵心的體積，減少了匝數。採用C型鐵芯，高壓發生器的大小 為122X140-150X170，高壓發生器次級線圈匝數為2萬匝-4萬匝，次級線圈電阻為 16ΚΩ-40ΚΩ，工作頻率為500-1000HZ，佔空比為1/10 ；初級最大平均電流為10A，脈衝電流 為80A ；次級最大平均電流為5mA，脈衝電流為60mA，高壓發生器銅損為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，使得高壓發生器的鐵損也較小。X射線管 受到的脈衝電衝擊為500-1000Hz、60mA。由此可將X射線發生器體積製做成<2 186 X 500左 右,重量15kg左右。X射線管106可以採用工業X射線探傷管、陶瓷X射線管、玻璃殼體氣絕緣工業X 射線管等。在一個實例中，散熱器108採用超大壓力(例如2500t)擠壓工藝製造。由此制 作的鋁質多葉片柱狀散熱器葉片薄、片數多、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 好的保護了 X射線管，又為減輕整機重量做出了貢獻，方便了使用。另外，採用150X 172交流軸流風機作為冷卻風扇110，與散熱器108相配合對X射 線管106進行降溫。而且，通過將風機的供電線接在控制器電源開關前，避免了工作人員貼 片時關掉電源開關，導致X射線發生器散熱風機停止，進而導致X射線發生器不能散熱，對 機器造成巨大損傷的情況。在一個實施例中，在X射線發生器100的機殼上設置有射線指示窗口 118，該射線 指示窗口 118設置在X射線出射窗口 120旁。射線指示窗口 118與設置在其內部的發光器 122以及電源與控制電路一起構成射線指示器112，其中發光器122用於發射指示光束，優選地是發光器122包括但不限於雷射器或發光二極體，電源與控制電路用於給所述發光器 122供電並控制所述發光器的工作。如圖2所示，是按照一個實施例的射線指示器112示意性結構框圖，包括雷射器 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。連接電纜後，由電池BAT給雷射器122供電，發出雷射。射線機工作時，5V電源通過充 電電阻R2、二極體D3給電池BAT充電。由於雷射束的發散性小，方向性強，光點明顯，指示 範圍大，而且本實施例中的雷射器可自動工作，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+經過Rl、D2、Cl進行變流、穩壓，得到6-12V 電壓，給LED燈帶供電使其發光。通過採用紅色LED燈帶繞在X射線發生器上作為射線警 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射線發生器100的連接線，採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量和安裝不 精細造成洩漏，提高了密封效果，節省了體積。按照上述實施例製作的X射線發生器體積小、重量輕，其重量為10_15kg左右，而 現有的同類型可攜式工業X射線探傷機重量為23-48kg的範圍。而且，性能穩定，適應範圍 大，使用方便。另外，在一個實施例中，採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、小節距絞合成纜工藝製造的控制電纜，來連接控制器與X射線發生器，以 將控制器的信號傳輸給X射線發生器。該電纜抗撕裂、抗切割、無粘連，溫度範圍寬，可 在-30°c -80°C範圍移動使用，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，特別適合野外現場使用。此外，採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6a和6b所示。按照上述實施例的X射線發生器可以實現在任何可攜式工業X射線探傷機中，用 於生成X射線。這對於本領域普通技術人員來說是容易做到的，在此不做詳述。以上通過具體的實施例對本實用新型進行了說明，但本實用新型並不限於這些具 體的實施例。本領域技術人員應該明白，還可以對本實用新型做各種修改、等同替換、變化 等等。但是，這些變換隻要未背離本實用新型的精神，都應在本實用新型的保護範圍之內。 另外，本申請說明書和權利要求書所使用的一些術語並不是限制，僅僅是為了便於描述。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 全部或部分結合在一個實施例中。
權利要求一種用於超小型可攜式工業X射線探傷機的X射線發生器，包括高壓發生器和X射線管，其特徵在於，還包括X射線指示器，該X射線指示器進一步包括設置在X射線發生器機殼上的射線指示窗口，位於X射線出射窗口旁；位於所述射線指示窗口內、用於發射指示光束的發光器；以及用於給所述發光器供電並控制所述發光器的工作的電源與控制電路。
2.如權利要求1所述的X射線發生器，其特徵在於所述發光器為雷射器或發光二極體。
3.如權利要求1所述的X射線發生器，其特徵在於所述高壓發生器鐵芯由坡莫合金 或非晶軟磁合金薄帶製成。
4.如權利要求3所述的X射線發生器，其特徵在於所述鐵芯為C形。
5.如權利要求1所述的X射線發生器，其特徵在於，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，設置成環繞X射線發生器的機殼；以及 對X射線機電流進行變流和穩壓以給LED燈帶供電且控制LED燈帶在所述X射線發生 器工作時被點亮的電源與控制電路。
6.如權利要求1所述的X射線發生器，其特徵在於，所述X射線發生器還包括 散熱風機，其供電線連接在X射線探傷機的控制器的電源開關前。
7.如權利要求1所述的X射線發生器，其特徵在於X射線發生器連接線直接進入機殼 桶體，並在機殼桶體上用高強度樹脂密封。
8.如權利要求1所述的X射線發生器，其特徵在於，還包括 採用超大壓力擠壓工藝製造的多葉片柱狀散熱器。
9.如權利要求1至8其中之一所述的X射線發生器，其特徵在於所述X射線發生器 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、小節距絞合成纜工藝 製造的控制電纜，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。
10.一種超小型可攜式工業X射線探傷機，其特徵在於，包括按照權利要求1至9任一 項所述的X射線發生器。
專利摘要本實用新型公開了一種用於超小型可攜式工業X射線探傷機的X射線發生器，包括高壓發生器和X射線管，還包括X射線指示器，該X射線指示器進一步包括設置在X射線發生器機殼上的射線指示窗口，位於X射線出射窗口旁；位於所述射線指示窗口內、用於發射指示光束的發光器；以及電源與控制電路。本實用新型還公開了一種超小型可攜式工業X射線探傷機，包括X射線發生器。按照本實用新型實施例的X射線發生器，相對於現有的X射線發生器重量可以減少三分之二左右，高壓發生器損耗降低90％左右，並且更加安全、方便，可靠性更高。
文檔編號G01N23/18GK201666884SQ201020131108
公開日2010年12月8日 申請日期2010年2月5日 優先權日2010年2月5日
發明者李博 申請人:李博