高頻X射線實時成像檢測系統(tǒng)
技 術(shù) 方 案
高頻X射線實時成像檢測系統(tǒng)技術(shù)方案
一、設(shè)備基本說明
X射線實時成像系統(tǒng)主要是由高頻固定式X射線探傷機、高分辨率工業(yè)電視系統(tǒng)、計算機圖像處理系統(tǒng)、機械電氣系統(tǒng)、射線防護系統(tǒng)五部分組成的高科技產(chǎn)品。它主要是依靠X射線可以穿透物體，并可以儲存影像的特性，進而對物體內(nèi)部進行無損評價，是進行產(chǎn)品研究、失效分析、高可靠篩選、質(zhì)量評價、改進工藝等工作的有效手段。
該系統(tǒng)X射線探傷機高壓部分采用高頻高壓發(fā)生器，它具有電壓范圍寬（0-225kV）、波紋小、體積小、重量輕、故障率低等優(yōu)點。在工業(yè)X射線探傷、工業(yè)CT、安全檢測、質(zhì)量控制等方面得到了廣泛應(yīng)用。高頻技術(shù)，提供給球管的高壓和射線管電流具有非常高的精度和穩(wěn)定性。高頻技術(shù)縮短了開關(guān)時間，有助于縮短檢測周期提高工作效率。
高分辨率工業(yè)電視系統(tǒng)主要采用日本TOSHIBA、美國UNIQ以及日本COMPUTAR的組合，成像效果清晰。
計算機圖像處理系統(tǒng)是我公司獨立自主研制開發(fā)的、是迄今為止國內(nèi)同行業(yè)技術(shù)水平最高的同類產(chǎn)品。主要特點是可以根據(jù)不同行業(yè)用戶的需求，編程不同的應(yīng)用界面及圖像處理程序，利用高性能的編程技術(shù)，使操作界面簡單易懂，最大限度的減少操作步驟，最快速度的達到操作人員的最終需求。
機械傳動采用電動控制、無極變速，電氣控制采用國際上流行的鋼琴式多功能操作臺，將本系統(tǒng)中的X射線機控制、工業(yè)電視監(jiān)視、機械操作等集中到一起，操作簡單、方便。
該系統(tǒng)的自動化程度高, 檢測速度快，極大地提高了射線探傷的效率，降低了檢驗成本，檢測數(shù)據(jù)易于保存和查詢等優(yōu)點，其實時動態(tài)效果更是傳統(tǒng)拍片法所不及的，多年來該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于航空航天、軍工兵器、石油化工、壓力容器、汽車造船、鍋爐焊管、耐火材料、各種鑄件、陶瓷行業(yè)等諸多行業(yè)的無損檢測中。
由于多年來在國家X射線實時成像應(yīng)用技術(shù)方面所取得的多項成就，2004年被確定為國家X射線實時成像檢測系統(tǒng)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程基地。
二、系統(tǒng)適用范圍及主要技術(shù)參數(shù)
1．主要用途：檢測汽車發(fā)動機（汽油）缸蓋等鋁鑄件內(nèi)部缺陷，如：內(nèi)部疏松、縮孔、氣孔、冷隔、沙眼、夾渣、裂縫等缺陷。
工件尺寸約400mm×300mm×160mm(長×寬×高).
2．X射線探傷機容量：225KV，2.8mA
3．X射線探傷機頻率：40KHz
4．最大穿透能力(Al)：110mm(實時成像狀態(tài)下)
5．冷卻方式：油冷(循環(huán)制冷)，具有流量、溫度設(shè)定、顯示、保護等功能。
6．高分辨率工業(yè)電視系統(tǒng)(9"，數(shù)字成像)
7．系統(tǒng)靈敏度：動態(tài)靈敏度優(yōu)于2.6～3.0％，靜態(tài)靈敏度優(yōu)于1.5％～1.9％。
8．系統(tǒng)分辨率：20～26LP/cm
三、設(shè)備基本配置及構(gòu)成明細
(一) X射線探傷機主要配置
1．金屬陶瓷X射線管 NDI225/20 1支 美國瓦里安
2．高壓電纜 225KV5m 1根 美國瓦里安
3．高頻高壓發(fā)生器
H225 1臺 奧龍射線
4．觸摸式控制器
T7000型
1臺 奧龍射線
5．水冷卻器
ZLB-4型
1臺 奧龍射線
6．低壓連接電纜等附件 1套 國產(chǎn)
7．設(shè)備專用備件 1 套 國產(chǎn)
(二) 高分辨率工業(yè)電視系統(tǒng)主要配置
1．圖像增強器 E5830HD 9寸 1臺 日本東芝
2．高分辨率CCD攝像機 1臺 美國UNIQ
3．三可變電光學(xué)鏡頭 1臺 日本COMPUTAR
4．高分辨率主監(jiān)視器 17 寸 1臺 加顯
5．?dāng)?shù)字轉(zhuǎn)換盒 DA-09 1臺 奧龍射線
6．光學(xué)串連系統(tǒng) 1套 進口組合
7. 現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng) 1套 品牌配置
8．視頻電纜等 1套 奧龍射線
9．準直儀 1套 奧龍射線
(三)計算機圖像處理系統(tǒng)主要配置
1．計算機 1臺 品牌機
2．圖像卡
1塊 加拿大進口
3．打印機
1臺 佳能
4．刻錄機 1臺 華碩
5．系統(tǒng)軟件
1套 奧龍射線
(四)檢測平臺及控制系統(tǒng)
1．檢測平臺
1套 奧龍射線
2．鋼琴式多功能集成操作臺 1套 奧龍射線
(五)射線防護系統(tǒng)
1．鉛房 1套 奧龍射線
四、設(shè)備主要技術(shù)指標
(一)X射線探傷機主要技術(shù)參數(shù)
1．X射線管：美國VARIAN生產(chǎn)的型號為NDI225/20的雙小焦點金屬陶瓷管,主要技術(shù)參數(shù)指標如下：
⑴最大管電壓：225KV
⑵額定功率：640W/640W
⑶焦點尺寸：d=0.4mm(小焦點)
⑷燈絲電流：4.1A/4.1A
⑸燈絲電壓：4.2V/4.2V
⑹固有過濾：3.0mm Be
⑺靶材：W
⑻靶角：11°
⑼射線輻射角：40°×30°
⑽最大漏射線劑量：5mSv/h
⑾冷卻介質(zhì)：水
⑿冷卻介質(zhì)最小流量：4L/min
⒀冷卻介質(zhì)流入溫度(最大)：50℃
⒁重量：11Kg
⒂高壓電纜接口類型：R24
2．整機主要技術(shù)參數(shù)
管電壓：20～225KV，連續(xù)可調(diào)，精度±1％，步長1KV；
管電流：0～2.8mA
冷卻方式：陽極強迫水冷卻 水流量：＞4L/min
最大穿透能力(Al)：110mm （實時成像狀態(tài)下）
3．高壓電纜
 主要參數(shù)：
標準負荷：160KV
長 度： 5米
高壓電纜與高壓發(fā)生器插座、射線管頭
之間配合良好、可靠，燈絲接點良好、可靠，
無接觸不良的情況。
4．高頻高壓發(fā)生器
⑴輸入
電壓：220VAC±10％ 頻率：50Hz±2%
輸入功率：≥5KW
⑵輸出
輸出電壓：40KV～450KV KV調(diào)節(jié)精度：0.1KV
輸出電流：30mA 調(diào)節(jié)精度：0.01mA
頻率：40KHz
工作周期：連續(xù)工作
⑶工作溫度：-5～40℃ 工作濕度：≤80％
⑷絕緣方式：油絕緣
⑸高壓接口:R24
5．觸摸式控制器
◆ 中文界面、漢字操作系統(tǒng)，保證操作無誤。
◆ 5.7寸大屏幕觸摸屏顯示，中文操控。
◆ 德國西門子PLC控制器，編程控制方便、快捷。
◆ 控制器顯示屏以數(shù)字顯示方式顯示當(dāng)前工作值。
◆ 顯示屏顯示各功能參數(shù)連鎖診斷結(jié)果。
◆ 設(shè)備工作中高壓開啟和斷開時，具備以聲、光兩種信號同時報警的功能。
◆ 在水、電等條件不符合要求或誤操作情況下，控制器具有安全連鎖保護和報警功能。
◆ 控制器具有自動預(yù)熱和自動訓(xùn)機功能。
◆ 可對設(shè)備進行智能化自動訓(xùn)練，確保射線管的真空度。工作電壓受制于訓(xùn)機電壓。
◆ 預(yù)置管電壓和管電流的功能，
◆ 具有手動、自動操作選擇。
◆ 管電壓、管電流、時間預(yù)置、
◆ （大、�。┙裹c選擇（拍片、實時成像）。
◆ 各種連鎖保護，安全可靠。
◆ 高壓累計計時。
◆ 透照故障記憶、圖形、聲音、報警提示。
◆ 采用優(yōu)質(zhì)的、先進的電子器件，具有多種保護功能的設(shè)置和系統(tǒng)抗干擾能力，并有故障診斷顯示。
◆ 新的KV預(yù)值系統(tǒng)，使操作者可在預(yù)先給定的KV值和mA值下工作，預(yù)值連續(xù)可調(diào)。：
◆ 控制指令的發(fā)送：如高壓開、關(guān)等。
◆ 自動訓(xùn)練控制：可識別該機是否應(yīng)執(zhí)行訓(xùn)練程序，也可以使用機器內(nèi)部的轉(zhuǎn)換開關(guān)，取消自動訓(xùn)練功能。最大訓(xùn)機時間單元為12分鐘。
◆ 識別故障自動保護：如設(shè)備出現(xiàn)▲無電流▲過電流▲欠電流▲過電壓▲欠電壓▲冷卻▲流量保護▲溫度保護▲鉛門互鎖等自動保護功能。
◆ 具備定時不定時功能，0～99min也可設(shè)為不計時狀態(tài)。
◆ 具有X光管管電流、管電壓上限閾值軟硬件設(shè)定保護功能。
簡述：控制器是采用以德國西門子公司的PLC為核心，采用優(yōu)質(zhì)的、先進的電子器件，具有多種保護功能的設(shè)置和系統(tǒng)抗干擾能力、故障率低，并有故障診斷顯示，圖形及中文顯示故障，故障自動保護等特點。使操作者操作更簡單、安全、方便。維修方便、快捷等特點。
6．水冷卻器(ZLB-4型)
冷卻系統(tǒng)采用進口壓縮機強制制冷，選用高性能加壓泵，流量傳感器，水箱加保溫層，系統(tǒng)封閉內(nèi)部循環(huán)，具有水位外顯示及氟里昂壓力外顯示功能，使X光管管體溫度不超過40℃，在設(shè)備連續(xù)工作條件下，壓縮機確保正常運轉(zhuǎn)。冷卻系統(tǒng)內(nèi)設(shè)水流量繼電器保護開關(guān)及水溫設(shè)定及保護開關(guān)。
(二)高分辨率工業(yè)電視系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)
1．9″三視野E5830HD型圖像增強器
主要參數(shù)：
有效視場：215mm
160mm 120mm
分辨率：52Lp/cm
58Lp/cm 68Lp/cm
對比度：30:1
2．高分辨率CCD攝像機(美國優(yōu)尼克)及主監(jiān)視器(特殊定做)壹套
主要參數(shù)：1024×1024像素級CCD攝像機，1/2英寸。
高分辨率黑白監(jiān)視器17英寸，水平分辨率：1249線。
 DA-09型數(shù)字控制盒 1個
3．遠程線控三可變鏡頭光學(xué)系統(tǒng)(進口組合)
在操作室內(nèi)對X光CCD攝像頭的光圈、焦距、
后座距等參數(shù)可獨立電動調(diào)節(jié)。
4．現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)
攝像機主要參數(shù)：掃描制式：625/50 像素：510×492
清晰度：429TVL 1/3英寸CCD
監(jiān)示器主要參數(shù)：掃描制式：625/50 19英寸液晶
(三)計算機圖像處理系統(tǒng)技術(shù)指標
1．系統(tǒng)配置：
計算機主機：品牌工控機，高分辨率顯卡，320G硬盤，2G內(nèi)存
 CPU：四核
顯示器：19英寸液晶
圖像采集卡：進口(加拿大)
刻錄機：華碩DVD刻錄機
打印機：佳能激光打印機
2．軟件主要功能：
靜態(tài)/動態(tài)，電子拍片、點片、正片/負片、尺寸測量、視頻存儲、視頻回放、圖片存儲、圖片查詢、圖像放大、縮小，偽彩色、灰度級變換、圖像打印、用戶管理、參數(shù)設(shè)定、退出系統(tǒng)等；
軟件環(huán)境WindowsXP；
3．圖像處理系統(tǒng)具有如下主要功能：
—— 具有多幅圖像的存儲和調(diào)出功能，圖像可以保存。
——
偽彩色輸出功能
—— 圖像打印功能
—— 圖像放大和縮小及放大鏡功能
—— 電子拍片
—— 灰度顯示功能
—— 對被測工件的缺陷幾何測量功能
—— 窗口窗位技術(shù)
—— 邊緣增強及負像功能
—— 平均降噪(多幀選擇)
—— 在靜態(tài)單幅圖像狀態(tài)下，可實現(xiàn)測量工件缺陷及打印統(tǒng)計工作。
4．圖像存儲方式：本地硬盤、DVD刻錄光盤。
(四)檢測平臺及控制系統(tǒng)
1．檢測平臺：
該系統(tǒng)采用五軸運動方式，即：檢測平臺可進行前后、左右、縱向旋轉(zhuǎn)運動，
C型臂(用于聯(lián)接X射線管和圖像
增強器)可進行上下、橫向傾斜擺動等
運動，五軸運動方式均為電動控制。
實現(xiàn)工件的全方位檢測。
A.X軸調(diào)節(jié)范圍(左右)：0～ mm
B.Y軸調(diào)節(jié)范圍(上下)：0～ mm
C.Z軸調(diào)節(jié)范圍(前后)：0～ mm
D.圍繞Y軸方向旋轉(zhuǎn)360度，托盤為 mm（工作臺配有工件夾緊機構(gòu)）
E.機械C型臂(擺臂)可擺動±15度
F.載重：50KG
2．鋼琴式多功能集成操作臺
主要功能包括X射線機控制、工業(yè)電視監(jiān)視、機械操作等，總電源開關(guān)；電壓、電流調(diào)整電位器；升、降壓開關(guān)；焦點選擇開關(guān)；曝光時間選擇；曝光時間顯示；水溫顯示；各種保護明示及各種選擇明示
輔助控制部分：光柵調(diào)整；攝像機變焦調(diào)整；攝像機光圈調(diào)整；視野調(diào)整； 控制系統(tǒng)面板設(shè)計美觀大方，方便維修，滿足不同視覺要求，結(jié)構(gòu)牢固。
(五)射線防護系統(tǒng)(鉛房)
1．鉛房防護標準：GBZ117-2006
《工業(yè)X射線探傷衛(wèi)生防護標準》。
2．高壓開啟時，防護室外提供紅光警示信號，鉛門與射線機設(shè)有聯(lián)鎖保護裝置，只要鉛門打開，系統(tǒng)立刻停止發(fā)生射線，保證周圍環(huán)境人員的安全。
3．內(nèi)部設(shè)有照明及220V電源插座；
4．鉛房頂部設(shè)有周圍各方向均明顯可見的報警燈；
5．鉛房尺寸：保證滿足需方現(xiàn)有最大工件檢測，
6．在X射線機滿負荷工作下，X射線的外泄劑量符合國家標準；
在距離鉛房30cm處，空氣比釋動能率≤2.5μGy/h
五、設(shè)備使用環(huán)境條件
1．本機安裝在試驗室和車間的固定處使用，要有良好的X射線防護設(shè)施。
2．環(huán)境溫度2～40℃
3．環(huán)境相對濕度：≤85％
4．供電電網(wǎng)：380/220V，三相五線制
標準50Hz，無污染電源，高頻爐、中頻爐等需要隔離；
單相容量不小于10千伏安
電網(wǎng)波動不超過額定電壓的±10％
5．要有獨立接地線，阻值不超過3歐姆，長度不超過20米。
六、產(chǎn)品制造、安裝、驗收標準
JB/T7788-1995《工業(yè)X射線探傷機防護規(guī)則》
JB/T8764-1998《工業(yè)探傷用X射線管通用技術(shù)條件》
JB/T5453-2004《工業(yè)X射線圖像增強器電視系統(tǒng)技術(shù)條件》
JB/T6221-2004《工業(yè)X射線探傷機電器通用技術(shù)條件》
JB/T7412-1994《固定式(移動式)工業(yè)X射線探傷機》
GBZ117-2006《工業(yè)X射線探傷放射衛(wèi)生防護標準》
JJG40-2001《X射線探傷機》
GB18871-2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》
JB/T9402-1999《工業(yè)X射線探傷機性能測試方法》
七、提供的主要技術(shù)資料
1．需方提供的資料
⑴合同簽訂后五日內(nèi)，需方提供場地布局平面圖；
⑵合同簽訂后五日內(nèi)，需方提供檢測工件的圖紙或者實物，以便供方進行最終的機械設(shè)計。
2．供方提供的資料
2.1合同簽定生效后15日內(nèi)，供方提供設(shè)備安裝基礎(chǔ)圖，平面布置圖及X射線防護室土建條件圖(視具體項目)，包括地基、防護要求，水電氣的進口位置及要求。
2.2發(fā)貨時，需方提供以下技術(shù)資料給需方：
⑴X射線管原裝資料 1套
⑵圖像增強器原裝資料 1套
⑶高頻高壓發(fā)生器原裝資料
1套
⑷設(shè)備操作使用說明書 2套
包括：X射線機控制器、冷卻系統(tǒng)、機械及電氣控制系統(tǒng)等的使用操作、安全規(guī)程和注意事項。
⑸圖像處理軟件備份光盤 1套
⑹設(shè)備出廠時的檢驗證書、合格證書 1套
⑺設(shè)備裝箱清單 1套
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