便攜式X射線高頻探傷機高壓直流電源研究

便攜式X射線高頻探傷機高壓直流電源研究
提出解決x射線探傷機系統高壓直流電源缺陷的電氣控制系統方案，即采用高頻交流電源為x射線探傷機系統高壓線圈的電源，可減少x射線探傷機系統體積、減少成本、提高系統的穩定性和減少帶負載時直流輸出電壓降落。
關鍵詞： c-w倍壓;x射線;高頻交流電;紋波電壓;電壓降落
中圖分類號：tg115 文獻標識碼：a 文章編號：1671-7597(2011)0920091-01
結論

隨著醫療器械、壓力管道和工業機械等行業快速發展，這些行業使用的金屬、非金屬等材料制成零部件，鑄造及焊接部件進行無損檢測，定其內部是否存 在缺陷，為了實現對上述產品實行無損檢測，就需要x射線及超聲波探傷設備，而現有的x射線及超聲波探傷設備高壓電源的體積大，并且多采用進口的設備。為了 減少體積和成本，本文設計出一款體積少成本低的高壓直流電源。

450x射線探傷機系統使用的x射線管的主要參數：

1)x射線管的高壓線圈電壓為20～450kv連續可調;

2)x射線管的管電流調節范圍小焦點工作時0～2ma，大焦點工作時0～10ma。

由此可見，450x射線探傷機系統是屬于高電壓、小電流的地方，所以可以使用倍壓整流電路。所謂倍壓整流，可以把較低的交流電壓，用耐壓較低的 整流二極管和電容器，“整”出一個較高的直流電壓。倍壓整流電路一般按輸出電壓是輸入電壓的多少倍，分為二倍壓、三倍壓與多倍壓整流電路。

450x射線探傷機系統采用單片機作為核心芯片，采用彩色液晶顯示屏作為顯示器，控制系統主要分為兩部分，其一是控制x射線管的兩端電壓和流過 的電流大少，其二是控制x射線管的燈絲兩端電壓和流過的電流大少。x射線管的控制回路有x射線管過電流保、直流電機驅動、x射線管交流調壓、倍壓電路、x 射線管電壓和x射線管電流的檢測;x射線管的燈絲 控制回路有x射線管燈絲過電流保護、x射線管燈絲電源變壓器和x射線管燈絲電流的檢測等組成

450x射線探傷機系統直流高壓電源框圖
450x射線管直流高電壓電路（僅以6倍壓為例）

450x射線管的直流高電壓控制系統框圖如圖1所示，該電路主要由運算放大器、放大驅動電路、直流電動機、工頻自耦變壓器、c-w倍壓整流電路、x射線管 的高電壓和x射線管的高電壓回路電流檢測等電路組成，其工作原理是：ug為系統的給定電壓信號，ui為系統的電流負反饋信號，系耐壓值要大于 1.5×2u2max，在使用上才安全可靠。通過運算放大器進行運算放大后，在經過功率放大電整流電路帶載能力很差，輸出很小的功率就會導致輸出電壓的大 幅度跌路驅動直流電動機，直流電動機可以實現正反轉，直流電動機與自耦變壓落。假設輸出電流為i，每個電容的容量相同為c，交流電源頻率為f，輸器轉軸相 連，當直流電動機正轉帶動工頻自耦變壓器轉軸旋轉，使工頻自耦變壓器輸出交流電壓升高，反之，當直流電動機反轉帶動工頻自耦變壓器轉軸旋轉，使工頻自耦變 壓器輸出交流電壓降低，工頻自耦變壓器的二次側與c-w倍壓整流電路相連，使工頻自耦變壓器輸出的交流電轉化為高圈相連，x射線管的高電壓線圈通過高壓直 流電將產生高壓電場，與x射線管的高電壓線圈有一個電流采樣電路輸出電流反饋信號ui，電流反饋信號ui加到運算放大器的輸入端，形成一個閉環控制系統。