第04章 《焊接质量检测》射线检测2

1第四章射线检测2第四章射线检测§4.2射线检测的原理及设备§4.2.1XX射线检测的基本原理射线检测的基本原理§4.2.2XX射线检测设备射线检测设备§4.2.3γγ射线检测设备射线检测设备3第三章射线检测§4.2.1XX射线检测的基本原理射线检测的基本原理一、射线的衰减产生原因：z吸收z散射影响因素：z透过物质的厚度z射线的性质(波长)z物体的性质(密度和原子序数)4第三章射线检测宽束射线的衰减曲线设入射线的初始强度为I0，通过物质的厚度为d，射线能量的线衰减系数为μ，那么射线在透过物质以后的强度Id为ddeIIμ−=05第三章射线检测射线的衰减系数μ是吸收系数τ和散射系数σ之和：μ=τ+σ　ρσρτρμ+=式中：ρ为物质的密度τ/ρ为质量吸收系数σ/ρ为质量散射系数由于物质密度愈大，射线在物质中传播时碰到的原子也愈多，因而射线衰减也愈大。为便于比较起见，通常采用质量衰减系数，即6第三章射线检测射线的质量吸收系数和散射系数表示为：34λρτZCA⋅=AZ⋅=4.0ρσ式中：C为常数A为元素的原子数Z为元素的原子序数λ为射线的波长7第三章射线检测当低能射线透过重元素(轻元素和波长很短的射线除外)物质时，射线的衰减主要表现为吸收，由射线散射所引起的衰减可忽略不计，则34λρτρμZAC⋅==8第三章射线检测9第三章射线检测z高压部分:Ｘ射线管、高压发生器（高压变压器、灯丝变压器、高压整流管、高压电容）、高压电缆。z冷却部分:延长射线机使用寿命，有自冷、循环油冷、气体冷等方式。z保护部分:短路过流保护（保险丝）、阳极冷却保护、零位保护、过载保护、接地保护、其他保护等。z控制部分:管电压的调节（自耦变压器）、管电流的调节（灯丝加热电流）及各种操作指示（电源开关、电压电流旋转纽、指示表头、计时器等）一、一、xx射线机的基本结构射线机的基本结构§4.2.2xx射线检测设备射线检测设备10第三章射线检测1阴极2聚焦罩3灯丝4阳极罩5阳极靶6管套Ｘ射线管示意图1.1.高压部分高压部分zzxx射线管射线管玻璃射线管11第三章射线检测玻璃射线管12第三章射线检测阴极作用：发射电子、聚集电子阴极组成：灯丝、阴极头1线焦点阴极2双线焦点阴极3圆焦点阴极灯丝13第三章射线检测阳极作用：产生射线阳极组成：阳极靶、阳极体、阳极罩1阳极罩2阳极体3放射窗口4阳极靶阳极的基本结构示意图14第三章射线检测优点：抗震性强，不易破碎金属壳不存在电击穿和表面放电问题管内真空度高电性能好、寿命长体积小、重量轻容易安装铍窗，放射软Ｘ射线金属陶瓷管金属陶瓷X射线管波纹陶瓷X射线管15第三章射线检测周向辐射x射线管微焦点x射线管棒状阳极x射线管特殊用途x射线管16第三章射线检测微焦点x射线管磁聚焦装置优点：z成像清晰z对比度高z噪声小z应用广泛17第三章射线检测棒状阳极Ｘ射线管水18第三章射线检测射线管的冷却辐射式散热冲油(水)冷却旋转阳极自然冷却辐射散热片油冷空腔回转阳极19第三章射线检测z实际焦点电子束所撞击的阳极靶的面积z有效焦点实际焦点在辐射的射线束的中心方向观察到的焦点形状和尺寸，也就是实际焦点在垂直于管轴方向的投影有效焦点与实际焦点的关系X射线机的焦点20第三章射线检测焦点的形状取决于灯丝绕制的形状，国际标准化组织把常用的X射线机的焦点形状归纳为四种基本形状，即正方形、长方形、圆形、椭圆形正方形：d＝a长方形：d＝(a+b)/2圆形：d＝a椭圆形：d＝(a+b)/2焦点形状注：阳极靶块与射线束轴线一般成20度倾角，有效焦点大约是实际焦点的1/3aababaa椭圆形圆形正方形长方形aabbaa椭圆形圆形正方形长方形焦点的有效焦点尺寸d的计算：21第三章射线检测阳极特性X射线管的阳极特性曲线z管电流在最初随着管电压升高而增加z当管电压达到一定值以后，管电流趋于饱和22第三章射线检测X射线管的阴极特性曲线X射线管的阴极特性是指，在一定管电压下，管电流与灯丝加热温度（电流）之间的函数关系阴极特性23第三章射线检测zz高压整流线路高压整流线路交流电压工作的问题z逆向电流z工作效率X射线管加载电压24第三章射线检测半波自整流电路半波自整流电路半波自整流电路的电压波形优点：z结构简单、部件少、体积小z用于携带式X射线机缺点：z仅在半周发射X射线，电源利用率低z可能会因发射电子而出现反向电流。逆电压降低器25第三章射线检测中间接地双管半波整流电路优点：z高压部分不受逆电压的危害z用于移动式射线机工作原理：z两个整流管和X射线管串联；z正半周D1D2导通z负半周D1D2电流不通中间接地双管半波整流中间接地双管半波整流D1D226第三章射线检测桥式全波整流电路优点：z正负半周均工作z工作效率高工作原理：z两个整流管和X射线管串联；z正半周D1→射线管→D3→Ez负半周D4→射线管→D3→ED1D2桥式全波整流桥式全波整流D4D3E27第三章射线检测全波恒直流倍压电路全波恒直流倍压波形全波恒直流倍压线路全波恒直流倍压线路优点：z减少了X射线管射线强度的波动z倍压工作原理：z正半周时，电容C1充电，C2放电；z负半周时，电容C2充电，C1放电。z正半周电流路径：高压变压器→整流二极管D1→X射线管→电容器C2→高压变压器z负半周电流路径：高压变压器→电容器C1→X射线管→整流二极管D2→高压变压器。28第三章射线检测zz高压电缆高压电缆高压电缆结构示意图1保护层2金属网3半导体层4、6绝缘层5同轴芯线29第三章射线检测Ｘ射线机操作程序：通电前准备、通电后检查、曝光准备、曝光、曝光结束等。Ｘ射线机使用注意事项：认真训机、可靠接地、电源波动值、提前预热、全过程冷却、休息时间等。Ｘ射线机的维护和保养：应置于通风，切忌潮湿、高温、腐蚀，以免降低绝缘性能。采取防震措施，经常检查机头是否漏油（窗口有气泡）、漏气（压力表值低于0.34MPa)。二、Ｘ射线机的使用及注意事项二、Ｘ射线机的使用及注意事项30第三章射线检测训机的目的：z吸收射线管、阴极和阳极金属内部的残余气体z排除阴极表面的正离子z排除阳极表面的正离子训机的方法：z电压从额定值的三分之一开始z电流从1~2mA开始z逐步升高至额定值31第三章射线检测便携式移动式特殊应用Ｘ射线机三、Ｘ射线机的发展三、Ｘ射线机的发展32第三章射线检测携带式无法兰X射线探伤机XXG-3505(陶瓷定向)33第三章射线检测携带式无法兰X射线探伤机XXHA-3505(周向锥靶)34第三章射线检测移动式X射线探伤机35第三章射线检测z优点：¾穿透能力强¾体积小，重量轻¾不用水电，适应野外作业¾效率高¾可以连续运行z缺点：¾半衰期短，射源更换频繁¾射源能量固定，无法根据试件厚度调节¾强度随曝光时间减弱¾固有不清晰度比x光射线机大¾灵敏度较低§4.2.3γγ射线检测设备射线检测设备一、一、γγ射线检测的特点射线检测的特点36第三章射线检测装置的结构:z源组件（密封γ射线源）z源容器（主机体）z输源（导）管z驱动机构z附件源组件结构示意图二、二、γγ射线检测的装置射线检测的装置37第三章射线检测S通道γ射线机源容器的基本结构示意图1—外壳2—聚氨酯填料3—贫化铀屏蔽层4—γ源（源组件）5—源托6—安全接插器7—快速连接器8—密封盒38第三章射线检测39第三章射线检测问题一：简述训机的目的和方法问题二：简述γ射线检测的特点