便携式X射线高频探伤机高压直流电源研究

便携式X射线高频探伤机高压直流电源研究

便携式X射线高频探伤机高压直流电源研究 

提出解决x射线探伤机系统高压直流电源缺陷的电气控制系统方案，即采用高频交流电源为x射线探伤机系统高压线圈的电源，可减少x射线探伤机系统体积、减少成本、提高系统的稳定性和减少带负载时直流输出电压降落。

关键词： c-w倍压;x射线;高频交流电;纹波电压;电压降落

中图分类号：tg115 文献标识码：a 文章编号：1671-7597(2011)0920091-01

结论

随着医疗器械、压力管道和工业机械等行业快速发展，这些行业使用的金属、非金属等材料制成零部件，铸造及焊接部件进行无损检测，定其内部是否存 在缺陷，为了实现对上述产品实行无损检测，就需要x射线及超声波探伤设备，而现有的x射线及超声波探伤设备高压电源的体积大，并且多采用进口的设备。为了 减少体积和成本，本文设计出一款体积少成本低的高压直流电源。

450x射线探伤机系统使用的x射线管的主要参数：

1)x射线管的高压线圈电压为20～450kv连续可调;

2)x射线管的管电流调节范围小焦点工作时0～2ma，大焦点工作时0～10ma。

由此可见，450x射线探伤机系统是属于高电压、小电流的地方，所以可以使用倍压整流电路。所谓倍压整流，可以把较低的交流电压，用耐压较低的 整流二极管和电容器，“整”出一个较高的直流电压。倍压整流电路一般按输出电压是输入电压的多少倍，分为二倍压、三倍压与多倍压整流电路。

450x射线探伤机系统采用单片机作为核心芯片，采用彩色液晶显示屏作为显示器，控制系统主要分为两部分，其一是控制x射线管的两端电压和流过 的电流大少，其二是控制x射线管的灯丝两端电压和流过的电流大少。x射线管的控制回路有x射线管过电流保、直流电机驱动、x射线管交流调压、倍压电路、x 射线管电压和x射线管电流的检测;x射线管的灯丝 控制回路有x射线管灯丝过电流保护、x射线管灯丝电源变压器和x射线管灯丝电流的检测等组成

450x射线探伤机系统直流高压电源框图

450x射线管直流高电压电路（仅以6倍压为例）

450x射线管的直流高电压控制系统框图如图1所示，该电路主要由运算放大器、放大驱动电路、直流电动机、工频自耦变压器、c-w倍压整流电路、x射线管 的高电压和x射线管的高电压回路电流检测等电路组成，其工作原理是：ug为系统的给定电压信号，ui为系统的电流负反馈信号，系耐压值要大于 1.5×2u2max，在使用上才安全可靠。通过运算放大器进行运算放大后，在经过功率放大电整流电路带载能力很差，输出很小的功率就会导致输出电压的大 幅度跌路驱动直流电动机，直流电动机可以实现正反转，直流电动机与自耦变压落。假设输出电流为i，每个电容的容量相同为c，交流电源频率为f，输器转轴相 连，当直流电动机正转带动工频自耦变压器转轴旋转，使工频自耦变压器输出交流电压升高，反之，当直流电动机反转带动工频自耦变压器转轴旋转，使工频自耦变 压器输出交流电压降低，工频自耦变压器的二次侧与c-w倍压整流电路相连，使工频自耦变压器输出的交流电转化为高圈相连，x射线管的高电压线圈通过高压直 流电将产生高压电场，与x射线管的高电压线圈有一个电流采样电路输出电流反馈信号ui，电流反馈信号ui加到运算放大器的输入端，形成一个闭环控制系统。