【正文】 R 6 08D3N 8 1 F R 6 08D4M U R 3 0 1 2 0 P TL2R11 0 0 Ω /4 0 WR751ΩR851ΩR22 Ω /3 0 WS C R 4S C R 3V C CA1（9）A1（5）A1（7）123A R 31 0 K 4 3 1A R 21 0 K 4 3 1 圖 35 逆變功能模塊原理圖 在電路 圖中 SCR SCR4 分別為主、副晶閘管， L2 為換向變壓器（電感）， C3C3 C3 C34 為換 向電容， D4 為反饋二極管（削尖峰）， AR D5為逆峰吸收回路，C C R7 和 R8分別為主、副晶閘管過(guò)壓吸收保護(hù)元件， AR AR3 為壓敏電阻。下面分別對(duì)各功能模塊的功能及工作原理進(jìn)行描述。另外，在管桶內(nèi)鐵心和外部散熱器上各裝有一個(gè)溫度繼電器，用來(lái)防止溫度過(guò)高而損壞機(jī)器。 8 圖 24 側(cè)面板圖 源 開關(guān) ； 源 線插 座； 接 X射 線發(fā) 生器 電纜 插座； 險(xiǎn)絲 管座； 險(xiǎn)絲 管座； 9 3 X射線探傷機(jī)主電路及其驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 射線探傷機(jī)的總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體框架 本系統(tǒng)由操縱臺(tái)、 X 射線發(fā)生器和低壓連接電纜三部分組成。所以 X 射線管陽(yáng)極在實(shí)際制造時(shí)，都采取各種措施保證冷卻效率。 攜帶式 X 射線機(jī) 攜帶式 X射線機(jī)是一種體積小、重量輕、便于攜帶、適用于高空和野外作業(yè)的 6 X 射線機(jī)。 工業(yè)射線實(shí)時(shí)成像法 工業(yè) X射線實(shí)時(shí)成像法是將貫穿工件后射線強(qiáng)度分布變?yōu)殡娨?圖像顯示缺陷。在工件遠(yuǎn)離射線源的一側(cè) ,放置裝有 X 射線膠片的暗盒。X 射線發(fā)生的示意圖如圖 22 所示： 415326++X 射 線 圖 22 X 射線發(fā)生示意圖 ； ； ； ； ； X 射線發(fā)生的原理是由變壓器等組成的高壓發(fā)生器產(chǎn)生高電位差，加到 X 射線的兩端，陽(yáng)極的電位高于陰極的電位。第二章首先闡述了 X射線的產(chǎn)生與探傷的成像方法，然后介紹了 X射線探傷機(jī)的種類、特點(diǎn)和基本結(jié)構(gòu)。有的已通過(guò)鑒定，有的己投入使用。對(duì)射線性質(zhì)的深入研究和工藝技術(shù)科學(xué)的飛躍發(fā)展，給射線探傷應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。 X 射線探傷是最早應(yīng)用的幾種探傷方法之一。出于底片的黑度分布依賴于各部位接受的射線量，而透過(guò)射線的強(qiáng)度取決于工件的材料、 厚度和缺陷狀況，通過(guò)對(duì)射線底片的觀察，便可以發(fā)現(xiàn)缺陷并判斷缺陷的大小、性質(zhì)及分布情況，這就是常用的射線照相法探傷。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 34 附錄 1： 基于晶閘管的主電路原理圖 3 射線的產(chǎn)生與探傷的成像方法 2 本文的主要工作 第四章主要對(duì)整流功能模塊的輸出電壓曲線進(jìn)行分析，并介紹了系統(tǒng)常見典型問(wèn)題的解決方法。 論文 第一章 闡述了 X射線無(wú)損探傷研究的背景與意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和論文的主要工作。 2 2 X 射線探傷機(jī)的基本原理及結(jié)構(gòu)分析 11 主電路設(shè)計(jì) 14 電路板設(shè)計(jì)與制作 20 基于 IGBT 的主電路及其驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 而工件中的缺陷，總是引起工件厚度或材質(zhì)的局部改變。例如，在倫琴發(fā)現(xiàn)新光線的消息傳到美國(guó)的第四天，就有一位醫(yī)生利用新光線來(lái)檢查受槍傷的病人看有沒(méi)有槍彈留在他的身體里。 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 自 X 射線發(fā)現(xiàn)后，法國(guó)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了放射線性。美國(guó)、丹麥、日本等一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都有各具特色的 (XRTIP)系統(tǒng)。我國(guó)也于 80 年代初引進(jìn)日本理學(xué) X 射線探傷機(jī)后，仿制了逆變氣絕緣 X 射線探傷機(jī)，并基本上一直沿用此設(shè)計(jì)原理至今，但所選用的關(guān)鍵逆變器件一直是SCR，沒(méi)有進(jìn)行元器件更新。從而使缺陷在照相軟片或電視熒光屏上形成影像，借以判斷工件內(nèi)部的缺陷和完整性，射線檢測(cè)原理如圖 21 所示： 12354 圖 21 射線檢測(cè)原理圖 ； ； ； ； 輻射源照射工件， X 射線膠片放在工件的底面，由于有缺陷的材料與沒(méi)缺陷的材料吸收射線不同，所以工件的缺陷顯影在 底片上，借助于缺陷的圖像，可以判斷工件的質(zhì)量。 射線探傷的成像方法 射線探傷的成像方法很多，其中應(yīng)用最廣泛的是射線照相法、熒光屏成 像法、工業(yè)射線電視法、射線劑量率測(cè)量法等。熒光屏成像法原理是射線輻射的射線貫穿工件照射到熒光屏上，由于存在缺陷而引起射線強(qiáng)度的差異，進(jìn)而引起熒光屏各部位熒光亮度的差異。 射線探傷機(jī)的種類 目前，國(guó)內(nèi)外所生產(chǎn)和使用的工業(yè) X射線探傷機(jī)的種類、形式、規(guī)格繁多，按結(jié)構(gòu)可分為兩大類，移動(dòng)式 X 射線機(jī)和攜帶式 X 射線機(jī)。 高壓功能模塊 X 射線探傷機(jī)的高壓部分包括 X 射線機(jī)、高壓發(fā)生器（高壓變壓器、燈絲變壓器、高壓整流管和高壓電容）及高壓電纜等。前面板和側(cè)面板分別如圖 2圖 24 所示。 其中，主電路部分主要由整流功能模塊、逆變功能模塊組成；驅(qū)動(dòng)電路部分主要由零點(diǎn)檢測(cè)功能模塊、半控橋觸發(fā)功能模塊、逆變器觸發(fā)功能模塊、電壓反饋功能模塊、電流反饋功能模塊、溫度檢測(cè)功能模塊、電壓等級(jí)選擇功能模塊、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)功能模塊和電源功能模塊組成。為了保證探傷機(jī)的工作性能，因此在主電路和驅(qū)動(dòng)電路中加入必要保護(hù)環(huán)節(jié)。為此，在輸出端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極 管，為感性負(fù)載提供了一個(gè)放電回路，避免了感性負(fù)載持續(xù)電流流過(guò)晶閘管，保證晶閘管正常工作。當(dāng)下一次 SCR4 導(dǎo)通時(shí)，就把 C3 C3C3 C34 跨接在 SCR3 的兩端，使 SCR3 受反壓而迫使其關(guān)斷。 零點(diǎn)檢測(cè)功能模塊 零點(diǎn)檢測(cè)電路的作用是保證半控橋觸發(fā)功能模塊與整流功能模塊工作時(shí)能達(dá)到同步。 逆變器觸發(fā) 功能模塊 如圖 39 所示 ： 16 C X / R X15C L R3Q4Q13A1B2CX14I C 2AM 7 4 H C 1 2 3 B 1 RW110KC 2 60 .3 3 u+ 5 V+ 5 VR 2 520KR 2 320KT29013T19013D9D 1 0D 1 1 AC 2 20 .1 uC 2 30 .1 uR 2 210ΩR 2 410Ω+ 1 2 V+ 1 2 VD 1 2 AD 1 2C 3 2200PJ P 1 （ 1 ）T1B1B2J P 1( 1 )J P 3 （ 9 ）J P 3 （ 7 ）J P 3 （ 9 ）J P 3 （ 11 ） 圖 39 逆變器功能模塊原理圖 逆變器功能模塊中， 74HC123 接成脈寬可調(diào)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，來(lái)自單片機(jī)的頻率信號(hào)送到 74HC123 的 1 腳，由 74HC123 的 4 和 13 腳產(chǎn)生相位相反的兩列矩形脈沖，經(jīng) C2 R23， C23 和 R25 微分電路微分后，產(chǎn)生正負(fù)尖脈沖送 T T2 的基極并放大后送到脈沖變壓器 B B2 分別觸發(fā)副和主晶閘管。 電路如圖 311所 示： + 1 2 V+ 1 2 V814321I C 3AL M 3 5 8 NR 1 4510ΩR 1 5510ΩC 2 83300PW21KR 1 9100ΩC 2 11 0 u / 2 3 VC 2 02 2 0 u / 2 5 VC 1 90 .1 uR 1 31KR 1 2560ΩD8J P 2 （ 4 ）J P 2 （ 6 ）A DC 0 8 0 9 ( I N 6 )12 34G 0 3 ( 1 )1234G 0 3 ( 2 )J P 2( 4 )J P 2( 6 )( 1 )( 2 )( 7 )( 8 )( 5 )( 6 )( 3 )( 4 )J P 1 （ 14 ） 圖 311 電流反饋功能模塊原理圖 電流反饋功能模塊 工作原理是 ： X 射線管的工作電流通過(guò)航空頭的第 8 腳反饋到 電流反饋功能模塊 的輸入端，經(jīng)降壓、濾波和光電耦合器隔離變換信號(hào)后送到LM358 進(jìn)行放大， LM358 輸出電壓經(jīng) R20 和 W3分壓取樣后送至 控制電路 ，判斷 X 射線 管工作電流是否過(guò)流和欠流。輸出電壓范圍的選擇 通過(guò)改變 一個(gè)雙位 數(shù)碼開關(guān)的檔位 來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 20 電路板設(shè)計(jì)與制作 對(duì)于研發(fā)高電壓精密儀器來(lái)說(shuō)，確定了硬件和軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì)后，繪制電路原理圖和制作 PCB 控制電路板就成為必要的步驟了。 Prote199SE 較以前版本新增加的三項(xiàng)技術(shù) SmarTDoc,SmartTeam 和 Smart Tool。 概括的說(shuō)，對(duì)于普通電路板的設(shè)計(jì)主要分為原理圖、網(wǎng)絡(luò)表和印刷板三個(gè)部分， 21 具體流程如 圖 316 所示 : 原 理 圖（ S C H ）網(wǎng) 絡(luò) 表（ N E T ）印 刷 板（ P B C ） 圖 316 普通電路板設(shè)計(jì)三步驟 具體過(guò)程如下 : ，要先定義電路板屬性，包括：定義 電路板層數(shù)、電路板的外 形尺寸和形狀等； ，啟動(dòng)電路板編輯進(jìn)入電路板編輯環(huán)境。 響 元件的布局對(duì)后面的布線有很大的影響，好的布局可以給后面的布線帶來(lái)很大的方便，節(jié)約了布線的時(shí)間，提高了系統(tǒng)的可靠性。對(duì)于支持 PROTEL99SE 格式的加工廠家，將這個(gè)文件導(dǎo)出為一個(gè) PCB 格式的 *. PCB 文件，注意導(dǎo)出時(shí)不要打開該件，而是在文件夾中直接將該文件導(dǎo)出。 主電路和驅(qū)動(dòng)電路的 PCB 圖如圖 31 318 所示。 的選擇 IGBT 本質(zhì)上是一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶閘管，只是在漏極和漏區(qū)之間多了一個(gè) P型層。 IGBT 是少子器件，它不但具有非常好的導(dǎo)通特性，而且也具有功率 MOSFET 的許多特性，如容易驅(qū)動(dòng)、安全工作區(qū)寬峰值電流、堅(jiān)固耐用等 。 IGBT 逆變電路的特點(diǎn) 采用 IGBT組成的逆變電路只需一只 IGBT和一路控制信號(hào)，就能完成逆變工作，因 IGBT 是由大功率晶體管 GTR 和場(chǎng)效應(yīng) MOS 管復(fù)合而成，且有電壓控制、輸入阻抗大、驅(qū)動(dòng)功率小等特點(diǎn) (MOS管的特性 )，加之其本身是晶體管器件，開關(guān)損耗小、通斷快 (IGBT 的特性 )，因而能使整機(jī)工作效率提高，且噪聲極小。這些因素都會(huì)造成芯片過(guò)熱，最終導(dǎo)致 IGBT 損壞。它能夠耐受最大 450mJ 的雪崩能量，確保在異常的雪崩模式情況下仍能進(jìn)行無(wú)故障運(yùn)作。 R8 是取樣電阻，用于把輸出電壓的取樣值反饋到控制電路進(jìn)行輸出電壓的調(diào)整。 VT1 截止使 D 點(diǎn)電位上升至 20V， VT2 導(dǎo)通VT3 截止，通過(guò) VT3 及柵極電阻 R7 向 IGBT 提供電流，使之迅速導(dǎo)通。 200 檔、 250 檔各典型電壓及其觸發(fā)相位如表 41和表 42所示： 表 41 200檔型電壓及其觸發(fā)相位 觸發(fā)時(shí)間（單位 :ms） 輸出電壓（單位 :V） 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 表 42 250檔型電壓及其觸發(fā)相位 觸發(fā) 時(shí)間（單位 :ms） 輸出電壓（單位 :V） 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 31 為了方便觀察和分析，采用了 MATLAB 對(duì)整流功能模塊電壓及其觸發(fā)相位進(jìn)行曲線擬合， 200 檔電壓及其觸發(fā)相位曲線如圖 41所示， 250 檔電壓及其觸發(fā)相位曲線如圖 42 所示： 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 2006 . 46 . 6