在工業探傷上，x射線的產生是利用x射線管中高速度電子去撞擊陽極靶，電子運動突然被陽極靶制止，其動能大部分轉變為熱能，一小部分轉變為x射線能。x射線管是用來產生x射線的一種真空二極管。其陰極(燈絲)用來產生熱電子。在陽極與陰極間加高電壓，電子由于陽*電位的吸引，即以高速皮向陽極靶撞擊，從而產生x射線。x射線管中電子的高速運動是利用陽，陰極間的高電壓形成的。x射線管兩極的高電 壓是由高壓發生器(主要由高醫變壓器等組成)供給的。高壓發生器一般 要浸在絕緣油里工作。目前工業上采用的x射線機zui大為420千伏。如欲 獲得高能x射線可采用加速器，在探傷上應用直線加速器越來越多。本 文主要從x射線探傷機的關鍵部件-加速器發展趨勢及進程入手，介紹 了工業x射線探傷機的研究進展。
一、工業x射線探傷機加速器的趨勢分析
zui近十多年來，世界上射線探傷加速器的發展十分迅速。一方面工 業發達國家擁有的探傷加速器臺數迅增，另一方是探傷加速器的性能， 特別是在小型化和可靠性方面，也取得了顯著的進展。已由過去的好幾 噸重減輕到幾百公斤，甚至只有幾十公斤，某些小型駐波電子直線加速器 可以可靠地工作十年以上。一般探傷加速器，包括高壓加速器(分共振 變壓器和靜電加速器)、電子感應加速器、電子直線加速器和電子迥轉加 速器四種。目前，已被電子直線加速器所取代。當前世界上主要探傷加速 器已系列化；商品化，特別是電子直線加速器，在高能射線探傷的電子 能量范圍內，可輸出很強的x射線，已能滿足一般探傷的需要，故已基本 定型。探傷加速器的發展趨勢(以駐波電子直線加速器為代表)，主要是 完善和提高實用能力和性能，力爭把高靈敏度，高生產率，經濟性和通 用性有機地結合起來，即趨向小型化、高可靠性，長壽命，低成本。
1、小型化
zui近十多年來。小型化取得了重大發展。由于采用邊耦合的駐波電 子直線加速器，使原來的行政電子直線加逮器輻射頭晦體積、重量及電 源功串都分別減小了50%以上，另外，由于采用5cm或3cm隨波長的微波 功率潦代替了原來的10cm波源，其加速器的結構尺寸變小，體積重量已 減小。如美國的Schonberg、Radiation公司用3cm磁控管、作微波源的 輕便可攜帶超小型探傷行波電子直線加速器的輻射頭重為61kg。
2、高可靠性長壽命
影響使用壽命的主要因素是管內真空、陰極及其熱電子：影響可靠 性的主要因素是管子真空度、電路工作狀態、電子能量和輸出x射線強 度的波動。因此，采用了全金屬—陶瓷全密封的加速管結構，通過高溫 釬焊或氬弧焊等電真空工藝連接成不可拆卸的不漏氣的整體，并采用 無油超高真空排氣技術和長時間高溫烘烤工藝以*去氣與排氣，采 用固體電路或集成電路標準插件板。另外采用鎖相自動頻率控制系統 可以使磁控管的工作頻率總是等于(自動跟蹤)加速管的諧振頻率，使機 器處于*工作狀態，大大減小了有關性能的波動，使可靠性提高。為 了提高壽命，選用了長壽命的擴散型陽極及長壽命熱子，美國Varian公 司生產的4Mev小型駐波電子直線加速器，采用了上述措施，機器性能穩 定，操作簡便，工作可靠，停機檢修與正常工作的時間比接近1：100，可 連續運行十年以上。
3、簡化結構降低成本
雖然邊耦合駐波加速結構性能良好，但結構復雜。目前，世界各國 都力圖采用多種方案來簡化結構降低成本。日本三菱研究了單周期π模 駐波加速結構，但效串還不太高，工作還不夠穩定，法國、加拿大研究了 雙周期和三周期軸耦合駐波加速結構，把邊耦合加速結構中的耦合腔 又移回中心軸線上，井盡可能壓縮軸向長度，如法國的Neptueio探傷加 速器就是采用三周期軸耦合駐波加速結構，但效率略有下降。
二、x射線探傷機的發展趨勢
1、攜帶式x射線探傷機
為了便于攜帶，就要求這類探傷機向重量輕、體積小、使用可靠等 方面發展，目前主要采用如下措施來減輕重量。縮小x射線管尺寸，如采 用金屬陶瓷x射線管；僅在x射線發生器的放射線窗口附近局部襯鉛； 在玻璃X射線管外殼上包特殊皺紋紙，可提高可靠性，但缺點是影響 散熱，x射線發生器內充以六氟化硫等氣體代替變壓器油。提高高壓變 壓器的工作頻率，來提高x射線管的工作頻率，而減輕高壓變壓器的重 量。目前一般把工作頻率從50-60Hz提高到400-800Hz，也有將一般 工頻電源通過操縱臺變換成矩形脈沖波后加給高壓變壓器，利用脈沖 波的多次諧振可相當于提高頻率，可以減輕高壓變壓器的重量。現國外 已生產一種稱為升壓片的器件，將鐵心和高壓變壓器繞組的尺寸大為 縮小，并根據要求來選用升壓片的數量，這樣x射線發生器的重量和體 積大大減輕和縮小。采取上述措施改進的x射線發生器，其重量顯著減 小。對這類x射線探傷機的操縱臺的重量和可靠性也采取了些措施，如 先前的x射線探傷機的操縱臺一般都有半自動曝光參數預選裝置，有的 還有波形變換裝置，電路較比復雜。目前已用集成組件代替其復雜電路 和大型部件，操縱臺的重量和體積都大大的減小，一般為10kg。為了提 高其操縱臺的可靠性，目前對操縱臺采用優化設計，使用微機系統進行 控制和計量，大大提高了可靠性和準確性。
2、移動式x射線探傷機
移動式x射線探傷機主要向自動化和高可靠性方向發展。目前我國 已有50—400kV的定向和周向照射的系列化產品。為了實現自動化和高 可靠性，一般都采用了恒壓、穩流和完善的保護裝置。德國塞福特公司 和荷蘭菲利浦公司都采用插件控制，插件上規定了各種要求的曝光參 數，插件被插入操縱臺插口上，并與機械手和傳送帶相配合，可實 現自動控制、自動檢查和分選。該公司還配有自動取放膠片的機械手和 打號機構，并已制成了一種500mm×l20mm×8mm的軟墊狀電離室，進 行自動曝光，它的背面有厚度為lmm的鉛箔，以防外來射線。使用時放 在被透照沖背面膠片外側，測量透照時透過膠片后的x射線的劑量，達 到一定數值后即可自動切斷x射線管電壓。這樣可以有效地控制曝光時 間，保證底片黑度均勻。還可根據被透射材料的品種和厚度，來自動調 節管電壓。
本文摘自：科技與企業
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