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创意:增加伽马探伤机安全性的智能改造
发布:kittyll   时间:2015/10/10 15:57:11   阅读:1197 
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目前常用的伽马探伤机,多数依然是手摇式探伤机,即通过人手摇动摇把,将放射源从源罐中摇出、计时、收回来完成一次工作循环。这种作业方式简单便捷,但有两个十分明显的缺点是:
 
① 受制于传送导管的长度,操作人员距离放射源近,面临较大的辐射风险;尤其是在放射源刚刚摇出和即将收回到源罐时,其瞬时的辐射率会达到一个极大值;长时间在此种环境下工作,会对操作人员的生理和心理造成较大的影响。
 
② 采用人工计时方式误差较大,容易因为操作人员疏忽导致胶片曝光不足或曝光过度,从而导致底片报废,降低了工作效率。
 
在市面上出售的伽马探伤机中有延时启动和智能控制功能的并不少见,但其价格昂贵,无法拆分,在高空作业等其他条件较差的环境下不便携带;而且,如果使用此类机器就必须淘汰掉现有的手摇式探伤机,造成浪费。故而,在保留现有手摇式探伤机的基础上,设计一种可提供延时启动、智能计时传动功能及可拆分的附加装置是一项有益的工作。
 
中国能源建设集团安徽电力建设第二工程有限公司的王勇等研究人员设计了一种附加传动装置,可便携拆分,延迟启动、智能计时传动,设计思路是,根据需要的功能来设计相应的结构,再根据实际的效果优化调整。
其中使机器自动判别放射源是否到达指定位置(准确到达曝光部位或回到源罐中)有两种执行方式:
 
① 设定机器转动指定的圈数,导管的长度是一定的,只要事先测算好应该转动的圈数,在单片机中写入相应的执行程序即可。但此方法的缺点是,不同的探伤机其导管长度略有差异,一台设定好转动固定圈数的机器只能对应其特定的摇把而不能通用,不具有普遍适用性。
 
② 利用传感电路,即放置一个传感器,利用摇把运动的规律得到特定的信号,从而控制电机的运行,此种方式可克服方法①的不足。
 
通过观察与实践操作可知:当摇把到达指定位置时,便无法再继续转动;摇把的转动为圆周运动。故而得到启发:使用反射式光学传感器,当摇把周期性的经过传感器旁边时,传感器将得到一系列脉冲信号,当摇把无法运动时,传感器将得到持续信号或无信号。同时在单片机中写入程序:当接收到脉冲信号时,控制电机以当前方向持续转动,当接收到持续信号或无信号超过一定时间时(如2秒),停止转动,进入下一阶段。

该装置的结构示意图如图1所示。
 
图1 附加传动装置的结构示意图
1-外壳,2-电池,3-数显屏及调节按钮,4-启动开关,5-电路板(单片机),
6-传感器,7-电动机,8-传动叶片,9-与摇把底板的契合结构,10-便携提手
 
将原有的手摇式伽马探伤机的摇把底板略作改造,增加四个圆柱突起,以便与该传动装置契合,其结构示意图如图2所示。
 
图2 经过改装后的手摇摇把
b是握手处,c是添加的圆柱形凸起
 
当现场工作条件允许,需要使用本装置时,可以将本装置的底部固定装置9与圆柱突起c相契合,同时使摇把的把手b与传动叶片8的凹槽a相契合而快速组装。

之后,设置延时启动时间及曝光时间,按下启动开关4。

随后,电路板开始计时,在延时启动时间倒数完毕之后开始命令电动机7正向转动,驱动摇把将放射源从源罐中摇出并运送至指定部位曝光。
在转动过程中,传动叶片8的凹槽a周期性地经过传感器6的下端,从而使电路板5持续接收到脉冲信号。

电路板5的程序设计为:当接收到脉冲信号时,电机以当前的转动方向持续转动,当接收到持续信号或无信号超过一定时间时(可设定为2秒及或其他),停止转动并开始计时曝光时间,待曝光时间倒数完毕;电动机7开始反向转动。

反向转动过程中,传动叶片8的凹槽a又再次周期性地经过传感器6的下端,从而使电路板5持续接收到脉冲信号,控制电机持续转动,将放射源传送回源罐,待放射源回到源罐后,摇把无法运动,传感器6将接收到持续信号或无信号。

超过设定时间后,装置停止工作,一次完整的工作循环运行完毕。

当现场工作条件不适宜用本装置,需要恢复人工手动摇源时(如在斜坡、脚手架上作业),可握住便携提手10,竖直向上提动,使其与摇把分离,从而达到快速拆分的目的。

此装置还可以添加电子元件控制转速,或添加遥控传感装置进行远距离操控。

其他样式的手摇式伽马探伤机,其上部构造不变,只需改造下方与摇把结合的固定契合结构便可。

综合看来,此装置结构简单,易于制造且成本低廉,具有较好的实用性,可以进行批量生产并在更大的范围内进行推广。
 
节选自《无损检测》2015年第9期
 
本文作者:王勇,硕士,主要从事承压设备无损检测及相关设备器材的优化改进工作。
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