【正文】 艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈。同時也要感謝張瑞豐、趙斌、薛飛、張倩、楊慧、丁振衛(wèi)同學(xué)和我一起努力共同進(jìn)步。感謝我的同組同學(xué)林德在一年多的時間里對我的工作和學(xué)習(xí)給予極大的支持和幫助。在學(xué)習(xí)和生活上您也給予了我無限的關(guān)懷愛護(hù)，使我克服各種困難，不斷前進(jìn)。感謝我的指導(dǎo)老師邴志剛副教授。我首先感謝我的學(xué)校天津工程師范學(xué)院，其優(yōu)美的校園環(huán)境和良好的學(xué)習(xí)氛圍使我輕松愉快的度過了五年的學(xué)習(xí)生活。.計算機(jī)圖像處理在射線探傷中的應(yīng)用研究:(碩士學(xué)位論文).天津: 河北工業(yè)大學(xué),2002.[15] 王江平. ，2001，3 （6）：111112.附錄1： 基于晶閘管的主電路原理圖附錄2： 基于晶閘管的驅(qū)動電路原理圖附錄3： 基于IGBT的X射線探傷機(jī)電路原理圖附錄4： 基于晶閘管的主電路板實物圖 主電路板實物俯視圖 主電路板實物左視圖附錄5： 基于晶閘管的驅(qū)動電路實物圖致 謝光陰似箭，五年本科時光即將逝去。在現(xiàn)有的工作基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步展開的工作主要包括：①在電路中采用光電隔離等措施進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，使系統(tǒng)工作更可靠穩(wěn)定；②在系統(tǒng)中集成數(shù)據(jù)存儲功能模塊，增加總工作時間累計功能；③優(yōu)化電路硬件結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)的功耗，提高生存期；④改善電路工作方式，降低系統(tǒng)的工作噪聲。在確定了硬件詳細(xì)設(shè)計后,制作了PCB。利用X射線照相法，從X射線膠片上顯示零件內(nèi)部缺陷，以評定制品的質(zhì)量。（4）故障4：開機(jī)未準(zhǔn)備完成時出現(xiàn)欠壓保護(hù)處理方法：可能是20A保險絲斷開，應(yīng)檢查保險。（2）故障2：觸摸機(jī)器時觸電處理方法：接地不良或機(jī)器內(nèi)部絕緣不好，應(yīng)檢查接地是否良好。在電壓等級選擇功能模塊中可改變數(shù)碼開關(guān)的狀態(tài)得到整流功能模塊不同的輸出電壓范圍?；贗GBT的主電路及其驅(qū)動電路的整機(jī)原理圖見附錄3所示。其中，5V電壓基準(zhǔn)單元由RZD2和C2組成。（2）正常關(guān)斷過程當(dāng)控制電路使TS01的1腳和2腳無電流流過時，光電耦合器TS01不通，A點電位上升，使VT1導(dǎo)通。電路原路圖如圖324所示：圖324 驅(qū)動電路原理圖IGBT正常開通過程和正常關(guān)斷過程為：（1）正常開通過程當(dāng)控制電路使TS01的1腳和2腳有電流流過時，光電耦合器TS01就會導(dǎo)通，A點電位迅速下降至0V，使VT1截止。因此，選用了電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低的分立元件驅(qū)動電路。分立元件構(gòu)成的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適用于低頻小功率驅(qū)動；專用的混合集成驅(qū)動電路保護(hù)功能比較完善、可靠性和性能較高、驅(qū)動頻率高、可驅(qū)動電流容量較大的IGBT。L1為高壓變壓器的初級繞組，由IGBT斬波后的脈動電壓送到高壓變壓器進(jìn)行升壓，最后驅(qū)動X射線管進(jìn)行探傷。AR1為壓敏電阻，用于電路過壓時對IGBT過壓保護(hù)。并送到電壓反饋電路的輸入端。C)以減少系統(tǒng)功耗；內(nèi)置FRD (快速恢復(fù)二極管)以簡化電路設(shè)計和減少元件數(shù)。FGA25N120ANTD圖形符號如圖319所示：圖321 FGA25N120ANTD圖形符號FGA25N120ANTD的其他特性包括：低飽和電壓(VCE(sat),typ= IC = 25A和TC=25176。與上一代器件相比，它的工作溫度可降低達(dá)10℃，因而能夠延長系統(tǒng)壽命。RCD吸收電路接法是在RC吸收電路的RS上并聯(lián)一只二極管Ds；3）IGBT過熱保護(hù)是利用溫度傳感器檢測IGBT的散熱器溫度，當(dāng)超過允許溫度時使主電路停止工作。1）IGBT過電流保護(hù)一般是檢測逆變橋輸入直流母線上的電流，當(dāng)該電流值超過設(shè)定值時，封鎖IGBT的驅(qū)動信號；2）IGBT過壓保護(hù)一般采用RC吸收電路或RCD吸收電路。2．由于負(fù)載短路引起流過IGBT集電極和發(fā)射極的電流異常增大，使柵極附近局部過熱而損壞。在IGBT的使用過程中，導(dǎo)致器損壞的原因主要有兩個方面：1．IGBT在高頻下工作，當(dāng)其關(guān)斷時，正向電流迅速降低，而線路電感電流不能突變，于是在IGBT集－射極間感應(yīng)出較高的電壓值；當(dāng)IGBT導(dǎo)通時，寄生電容通過IGBT放電，從而產(chǎn)生較大的浪涌電流；由于IGBT反并聯(lián)的續(xù)留二極管在換向結(jié)束后不能立刻恢復(fù)阻斷能力，因而有較大的反向電流流過，使殘存的載離子恢復(fù)，而當(dāng)其恢復(fù)了阻斷能力時，反向電流急劇減小，這樣的電流突變會因線路電感而在IGBT兩端產(chǎn)生換向過電壓。電力電子器件都有各自的電壓、電流、溫度等額定值，都有一定的安全運行區(qū)，若超出了安全運行區(qū)工作，器件就會遭到損壞。結(jié)構(gòu)性故障主要表現(xiàn)為由于功率器件的損壞造成主電路結(jié)構(gòu)改變；參數(shù)性故障主要表現(xiàn)為元件參數(shù)的偏移所造成的裝置特性嚴(yán)重偏移正常特性。IGBT逆變電路的另外一個顯著特點是控制電路簡單、控制功能模塊集成化程度高、功能齊全，與晶閘管逆變電路相比，減少了電感和換向電容，因而整機(jī)重量大為減輕，并大大改善了X射線機(jī)整體性能、可靠性和智能性。而對于X射線探傷機(jī)，由于其采用的IGBT直接對地短路的可能型很小，因此只要能保證不發(fā)生逆變電路的橋臂直通現(xiàn)象，IGBT就不會受到過流威脅。在設(shè)計電路中具體選用那種驅(qū)動器，這就要求設(shè)計者在清楚地了解各種驅(qū)動器的特點的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際需要進(jìn)行正確選擇，已達(dá)到較好的效果。這個特性是優(yōu)點還是缺點，應(yīng)根據(jù)工作頻率、二極管的價格和電流容量等參數(shù)來衡量。一般來講，IGBT的開關(guān)速度低于功率MOSFET，但是IR公司新系列IGBT的開關(guān)特性非常接近功率MOSFET，而且導(dǎo)通特性也不受工作電壓的影響。這些新型電力電子復(fù)合器件集合了單極型和雙極型器件各自的優(yōu)點。這兩類器件的缺點限制了它們的發(fā)展。IGBT是將功率MOSFET和GTR集成在一個芯片上的復(fù)合器件。根據(jù)國際電工委員會IEC/TC（CO）1339文件建議，其各部分名稱基本上沿用場效應(yīng)晶體管的相應(yīng)命名方法。因此，X射線探傷機(jī)在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用IGBT模塊對逆變電路進(jìn)行改進(jìn)?？刂齐娐酚捎谄潆娐窂?fù)雜，晶閘管承載能力差、反向耐壓低、性能不穩(wěn)定等諸多因素， X射線機(jī)使用中較易出現(xiàn)故障，晶閘管極易擊穿，嚴(yán)重時會直接影響X射線管的安全及使用壽命。圖317 主電路PCB圖圖318 驅(qū)動電路PCB圖圖319 主電路3D仿真圖圖320 驅(qū)動電路3D仿真圖 考慮到以晶閘管為核心的逆變電路，在換向時電感產(chǎn)生較大的噪聲和干擾，由于受回路時間常數(shù)及晶閘管關(guān)斷時間限制，因而效率不高，且完成逆變需要兩組相關(guān)觸發(fā)信號。3D仿真圖分別如圖31320所示。焊接場效應(yīng)管時注意焊接引腳的順序，最好是燒熱電烙鐵后將電烙鐵的電源切斷后再焊接，以免損壞場效應(yīng)管。PCB板做好之后，就到把它焊接的階段了，由于電路板上注明了每個元件的具體參數(shù)，所以焊接的過程還是相對很簡單的，只要認(rèn)真仔細(xì)一點就可以。通常要注明板子材料和厚度(，特大型板可用2mm，)。對于支持PROTEL99格式的加工廠家，可將文件另存為PCB 格式的二進(jìn)制文件，然后做一次DRC，通過后不存盤退出，*.PC B文件。 PCB的制作首先要導(dǎo)出適合生產(chǎn)廠家的PCB文件。元器件的布局要有利于電路板和芯片的散熱。一個產(chǎn)品的成功既要注重內(nèi)在質(zhì)量的可靠性，也要兼顧整體的美觀性。同時在布線的工程中要不斷的修改元件的布局來保證布線的要求。在本系統(tǒng)中，元件布局時就將功能相關(guān)的元件放在一起，便于系統(tǒng)的調(diào)試。PCB板元件布局的好壞將直接影響布線的效果和系統(tǒng)的可靠性，而期間的合理布局是布局中最為重要的一個環(huán)節(jié)，合理布局的原則主要有一下幾個原則：一塊PCB板不論大小，都能完成一定的功能，是一個特定的系統(tǒng)，因此再設(shè)計PCB時一定要注意布局的整體效果，有一個全盤的考慮設(shè)計。 PCB元件布局的基本原則一個性能優(yōu)良的系統(tǒng)，除了選擇高質(zhì)量的元器件，合理的電路之外，印制線路板的組件布局和電器連接方向的正確結(jié)構(gòu)設(shè)計也是決定系統(tǒng)能否可靠工作的一個關(guān)鍵問題，對于同一種組件和參數(shù)的電路，由于組件布局設(shè)計和電氣連接方向的不同會產(chǎn)生不同的結(jié)果，其結(jié)果可能存在很大的詫異。在此環(huán)境下，可 以根據(jù)個人的環(huán)境和喜好設(shè)置電路板設(shè)計系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)和文檔參數(shù)；；，在電路板中會出現(xiàn)元件封裝連接關(guān)系組成的一些凌亂的圖案，需要人工或自動將元件放置到適當(dāng)?shù)奈恢?；，包括設(shè)定導(dǎo)線間距、導(dǎo)線拐角、導(dǎo)線形式 、導(dǎo)線寬度等； Advance Rote 99Protel高級無網(wǎng)格布線器進(jìn)行自動布線。本課題的印制電路板的設(shè)計是計算機(jī)輔助設(shè)