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畢業(yè)設(shè)計_無損探傷機驅(qū)動電路及主電路的設(shè)計-文庫吧資料

2024-12-09 20:37本頁面
  

【正文】 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后送到LM358 進行放大, 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 管工作電流是否過流和欠流。其中,電位器 W3 的作用是調(diào)節(jié)反饋電壓的取樣值。并通過反饋電壓的數(shù)值 判斷輸出是否過壓和欠壓。 電壓反饋 功能模塊 電壓反饋 功能模塊 的主要功能就是在電 壓 調(diào)節(jié)系統(tǒng)中自 動 調(diào)節(jié)整流 功能模塊的輸出電壓 ,當整流 功能模塊 的輸出電壓升高或降低一定數(shù)值 時, 此時通過電壓反饋電路反饋到控制電路中進行輸出電壓調(diào)整。 逆變器觸發(fā) 功能模塊 如圖 39 所示 : 天津工程師范學院 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 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,來自單片機的頻率信號送到 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。 通過改變 單片機的 輸出 脈沖 的相位將能改變 主晶閘管的導通時間,進而可改變 整流 功能模塊 輸出的直流電壓。根據(jù)不同的曝光要求選擇其輸出電壓。每當輸入電壓 的波形 從負到正(過零點)時,電壓比較器的輸出端 將 會輸出一次低電平到單片機的外部中斷端,單片機就以該時刻為給觸發(fā)電路輸出脈沖的基準點,使 整流功能模塊 與其觸發(fā)電路能夠時刻保持同步。 零點檢測 功能模塊 零點檢測電路的作用是保 證半控橋觸發(fā) 功能模塊 與 整流 功能模塊 工作時能達到同步。Ve溫度反饋電流反饋 圖 36 航空頭管腳分布圖 驅(qū)動電路設(shè)計 驅(qū)動電路部分主要由零點檢測 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 功能模塊 、電壓等級選擇 功能模塊 、揚聲器 驅(qū)動 功能模塊 和 電源 功能模塊 組成 。航空頭管腳功能如表 31 所示,管腳分布如圖 36所示。 C3 C3 C3 C3 L D4 所組成串聯(lián)諧振電路,可節(jié)約電能,并加速下正上負電壓 的 建立 過程 , 使逆變器在頻率較高時也能正常工作 。當下一次 SCR4 導通時,就把 C3 C3C3 C34 跨接在 SCR3 的兩端,使 SCR3 受反壓而迫使其關(guān)斷。 接通高壓后 , 觸發(fā)脈沖使主晶閘管 SCR3 導通,一方面負載電流 經(jīng) SCR3 ? L2,天津工程師范學院 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 13 流經(jīng)電源負極;另一方面, C3 C3 C3 C34 上電壓(下正上負)經(jīng) SCR3 強迫SCR4 關(guān)斷。工作原理簡述如下: 在接通低壓電源未接通高壓電源之前 , 電流調(diào)節(jié)單元輸出的連續(xù)觸發(fā)脈沖使副晶閘管 SCR3 導通,電流經(jīng)高壓變壓器一次側(cè) ? C3 C3 C3 C34?L2,迅速向C3 C3 C3 C34 充電,當充電流小于 SCR4 的維持電流時, SCR4 自行關(guān)斷。 逆變 功能模塊 本 功能模塊 采用副晶閘管和換向電容及換向電感的強迫換向方式,由于晶閘管在直流電壓下觸發(fā)導通后 ,其控制極已失去控制能力,不能自行關(guān)斷,因而采取了這種專門的措施。 為此,在輸出端并聯(lián)一個續(xù)流二極管,為感性負載提供了一個放電回路,避免了感性負載持續(xù)電流流過晶閘管,保證晶閘管正常工作。 整流 功能模塊 如圖 34 所示: C 3 8 C 3 9C 3 7C 3 51 0 0 0u / 4 5 0V 5C 3 6D2D1L1T1R35 .1 KF U 1F U 2V T 1 V T 2VDR1 0 0 39 1 KC2224KV C CJ P 4 ( 17 )、( 18 )J P 4 ( 15 )、( 16 )J P 4 ( 13 )、( 14 )J P 4 ( 11 )、( 12 )J P 4 ( 9 )J P 4 ( 7 )J P 4 ( 5 )、( 6 )J P 4 ( 10 )J P 4 ( 19 )、( 20 )123A212345678910111213141516A1A1 ( 5 )A1 ( 7 )A1 ( 9 )NSA2(1)A2(3)A2 ( 1 )A2 ( 3 )風扇揚聲器A2(2)A2 ( 2 )S2 2 0 V 交流電輸入插座ND3 圖 34 整流 功能模塊 原理圖 在電路中,兩個 橋臂上的 晶閘管 VT VT2 的陰極通常式連接在一起(共陰極),此時他們的門極電位接近,故采用脈沖變壓器隔離時,二次繞組間絕緣要求較低,不會因絕緣損壞造成短路。 整流 功能模塊 整流 功能模塊 采用了單相橋式 整流電路調(diào)壓。 主電路設(shè)計 主電路部分主要由整流 功能模塊 、逆變 功能模塊 、航空頭 功能模塊 組成 。 為了保證探傷機的工作性能,因此在主電路和驅(qū)動電路中加入必要保護環(huán)節(jié)。當輸出電壓高于最高點壓 5%時, 控制電路 中的過電壓保護動作,使逆變器停止工作,即切斷高壓。 X射 線 管 圖 32 X射線發(fā)生器 X 射線探傷機 工作 流程設(shè)計 X 射線 探傷 機工作 流程 : 220V 交流電經(jīng)晶閘管橋式整流后,由 LC 組成的濾波器濾為平滑直流電,再送晶閘管逆變器逆變,將直流電斬截成單向矩形脈沖波,作為升壓變壓器一次繞組的供電電源,經(jīng)變壓器升壓后為 X 射線 發(fā)生器 提供高壓。在 發(fā)生器 內(nèi)在鋪設(shè)了一層防輻射的鉛板,并用環(huán)氧樹脂粘結(jié)在 發(fā)生器 內(nèi)壁上。 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)動電路部分主要由零點檢測 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 功能模塊 、電壓等級選擇 功能模塊 、揚聲器驅(qū)動 功能模塊 和 電源 功能模 塊 組成 。 操 作 臺內(nèi)部有 整流 電路 、電源變壓器、濾波電感 、濾波 電容 及 逆變器等組成。 系統(tǒng) 的 結(jié)構(gòu)圖如圖 31所示: 操 縱 臺X 射 線 管低 壓 連 接 電 纜電 源 電 纜 圖 31 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 操作臺結(jié)構(gòu) 簡介 操作臺面板上 有 LED 顯示器、控制按鈕、信號指示燈等。 ( 2) 發(fā)光二極管指示燈(共七個) a、 電源燈:機器通電時亮; b、 預置燈:機器處于預置參數(shù)時亮; c、 準備燈:機器準備完畢時亮; d、 訓機燈:訓機時亮; e、 工作燈:訓機或曝光時周期性閃亮; f、 休息燈:訓機或工作休息時亮; g、 故障燈:機器發(fā)生故障保護時亮。 前面板 和 側(cè)面板分別 如圖 2 圖 24 所示 。 人機 界面 功能模塊 人機 界面 常使用鍵盤 、旋鈕、 LED 顯示 和 LCD 顯示 , X 射線探傷機 一般 通過控制臺上的開關(guān)、按鈕或它們的組合進行操作,操作實現(xiàn)的功能由控制臺上的文字和操作手冊給出。 保護 功能模塊 X 射線 探傷 機 的 保護系統(tǒng)主要有以下 部分組成 : 每一個獨立電路 的 短路過流保護 、 X 射線管陽極 的 冷卻保護 、 X 射線管的過載保護(過流或過壓) 、 零位保護 、 接地保護 和 其他保護 等 。 X 射線管會因陽極過熱而發(fā)生損壞 , 冷卻得不好 還會發(fā)生高壓變壓器過熱,絕緣性能變壞,耐壓強度降低而擊穿 的 事件。 高壓 功能模塊 X 射線 探傷 機的高壓部分包括 X 射線機、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??刂凭€路板通過扁平電纜插頭座與顯示電路板及主回路連接,整個儀器的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計便于檢查、維修和更換部件。它采用結(jié)構(gòu)簡單的半波自整流線路, X 射線管和高壓發(fā)生部分共同裝在射線機頭內(nèi),控制箱通過一根多芯的低壓電纜將其連接在一起。它的高壓發(fā)生部分(一般是兩個對稱的高壓發(fā)生器)和 X射線管是分開的, 它們之 間用高壓電纜連接,為了提高工作效率,一般采用強制油循環(huán)冷卻。 射線 探傷 機的種類 目前,國內(nèi)外所生產(chǎn)和使用的工業(yè) X射線探傷機 的 種類、形式、規(guī)格繁多, 按結(jié)構(gòu)可分為兩大類,移動式 X 射線機 和攜帶式 X 射線機 。它也能用于鑄造、焊接工藝連續(xù)觀察。它能把射線增強數(shù)千倍 , 探傷時可以用肉眼直接觀察工件內(nèi)部缺陷。不過, 與射線照相底片比較熒光屏呈黑度分布正好相反。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 強度的差異,進而引起熒光屏各部位熒光亮度的差異 。熒光屏成像法是利用射線與熒光物質(zhì)相互作用產(chǎn)生熒光的現(xiàn)象呈現(xiàn)圖 像 的。由于貫穿工件后有無缺陷部位的射線強度不同, X 射線膠片將不同程度地被感光, 感光的膠片經(jīng)暗室處理 得到射線照相底片, 利用射線照相底片黑度 變化而顯現(xiàn)的圖 像 ,來發(fā)現(xiàn)和判別缺陷 。 射線照相法 射線照相法是由射線源輻射的射線,貫穿于距射線源 合適 距離的被探傷工件。 射線探傷的成像 方法 射線探傷的 成像 方法很多,其中應用最 廣 泛的是射線照相法、熒光屏 成 像 法、工業(yè)射線電視法、射線劑量率測量法等。為了避免電子在渡越由陰極到陽極的空間時與 空 氣分子發(fā)生碰撞,管內(nèi)被抽成很高的真空。通常,將 作 為陰極的燈絲予以加熱, 使得 燈絲上有電子溢出。 天津工程師范學院 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 4 射線的產(chǎn)生 X 射線是由韌致輻射而產(chǎn)生的, 當快速運動的電子被物質(zhì)阻止時,電子運動的速度急劇減小,電子原有的一部分或全部動能轉(zhuǎn)換為電磁波射出去 ,此即韌致輻射。 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, 射線檢測原理如圖 21 所示 : 12354 圖 21 射線檢測原理圖 ; ; ; ; 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。 天津工程師范學院 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 3 2 X 射線探傷機 的 基本原理及結(jié)構(gòu) 分析 工業(yè)上廣泛應用射線照相來發(fā)現(xiàn)工件內(nèi)部存在的缺陷,分析其形成的原因和規(guī)律,評價這些缺陷對工件使用性能的 影響,
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