高頻微型X射線檢測儀的技術(shù)特點及應(yīng)用

自1965年我國研制出第一臺工業(yè)X射線探傷機以來，其技術(shù)水平始終滯留在20世紀(jì)90年代的工頻和變頻的水平，對于高頻化、智能化、小型化和高靈敏度檢測結(jié)果的X射線檢測儀目前還沒開發(fā)研制。隨著用實時成像系統(tǒng)取代繁索的膠片成像的發(fā)展，而工頻和變頻的X射線檢測儀器的圖像穩(wěn)定性差，閃爍不清晰的問題嚴重地影響了使用。20世紀(jì)90年代國外有很多廠商根據(jù)市場的需求，將IGBT模塊設(shè)計應(yīng)用到X射線檢測儀器逆變電源，先后開發(fā)出小型高頻X射線檢測儀器，其中比利時的ICM公司首先研制出產(chǎn)品作為商品投放市場，價格昂貴。我國目前沒有開發(fā)研制該類產(chǎn)品，同國外的成功技術(shù)還有很大差距。主要有以下幾點原因；

（1）國內(nèi)具有開發(fā)能力的廠商注重眼前的利益，在利潤的趨動下，不考慮將來和發(fā)展。

（2）缺乏研制經(jīng)費，擔(dān)心經(jīng)費投入風(fēng)險大，見效慢。

（3）技術(shù)力量有限，專業(yè)技術(shù)人員潰乏。

丹東市計量測試所于2012年在遼寧省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局立項，開發(fā)研制高頻微型X射線檢測儀，同年成立科研小組，進行該產(chǎn)品的開發(fā)研制。應(yīng)用最新發(fā)展起來電力電子技術(shù)PWM調(diào)控技術(shù)和全控型大功率IGBT，研制開發(fā)高頻微型X射線檢測儀，其技術(shù)特點如下：

（1）高頻化：工作頻率≥60kHZ需要有先進的設(shè)計和優(yōu)質(zhì)的高壓高頻電容，整流硅堆和有足夠磁通量的鐵芯等。

（2）PWM調(diào)制器，設(shè)計尋求最佳的PWM調(diào)制器電路，這是高頻X射線檢測儀關(guān)鍵，對工作時產(chǎn)生的高頻方波有閉環(huán)作用的誤差放大器，有各種保護功能，尤其對逐個脈沖有檢測功能，這是一般器件很難達到的，可以使X射線檢測儀器故障率降低。

（3）應(yīng)用軟開關(guān)技術(shù)：因為應(yīng)用大功率MOSFET和IGBT進行探討實驗時，都因燒損器件而對高頻知難而退，根據(jù)我們的實際經(jīng)驗應(yīng)從軟開關(guān)入手研制高頻微型X射線檢測儀60kHZ諧振電路，抓住關(guān)健解決難題。

（4）清除高壓變壓器的漏感尖峰

漏感尖峰危害：漏感尖峰過大，瞬間會擊穿IGBT功率管；

漏感尖峰益處：變壓器漏感存在，可以實現(xiàn)電路平穩(wěn)諧振，因此研究諧振就是使漏感數(shù)值恰到好處，不使功率管擊穿又使電路達到最佳諧振狀態(tài)。

（5）磁復(fù)位的研究：高頻X射線檢測儀的研究主要是高壓變壓器，為解決高磁通量，磁芯是錳鋅鐵氧體，所以磁復(fù)位是個大問題，必須要通過復(fù)雜的理論計算和模擬實驗，復(fù)位不當(dāng)將燒損高壓變壓器。

今后X射線檢測儀器發(fā)展方向是高頻、小型化、低功耗、低耗材、體積小、重量輕、攜帶方便，可以實觀短距防護，不需要特定的防護室。在有電源或無電源使用充電電池均可實現(xiàn)無損檢測的目的。該項目的開發(fā)研制添補了我國X射線檢測空白項目，它可以廣泛應(yīng)用于質(zhì)檢、安檢、商檢的食品安全檢測和非金屬及輕金屬等產(chǎn)品內(nèi)部缺陷檢測，尤其對產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量檢測提供了技術(shù)保障，是必備的檢測儀器。