智能X-射线管高频高压检测装置的研发与设计

智能X-射线管高频高压检测装置的研发与设计

论文摘要

X-射线技术可以解决各个领域的很多难题,如工业上进行探伤检测、医疗上通过影像诊断、生活中的安全检查。这使得各个行业对X-射线管的需求量大幅度上升,因此X-射线管的检测装置具有巨大的应用价值和广阔的市场前景。本论文设计了智能X-射线管高频高压检测装置,可以实现对X-射线管的检测以及科学分析的功能。该装置的核心由高压电源系统和PLC控制系统组成。高压电源系统分为逆变电路、高频变压器和整流电路三部分。其中,逆变电路选用可控硅逆变电路;高频变压器的初次级匝数组合通过负载实验,得到大量实验数据以验证可靠性,同时,此实验也验证了整套高压系统的稳定性,且效率值可达到80%以上;整流电路采用正负双路倍压整流电路,并实现±112.5kV高压输出功能。PLC控制系统由下位机西门子200-smart PLC和上位机MCGS昆仑通泰触摸屏组成。在硬件上,本文完成控制模块的选型并实现系统的搭建;在软件上,本文完成程序设计,实现高压开/关控制,各参数数值监控,报警保护,实时曲线等功能,并通过PLC自带PID模块实现对高压值、束流值反馈调节,达到稳定状态。此外,为了使操作者更清晰直观的分析数据,本装置基于Windows系统和VB平台,搭建数据图形化系统,将采集到的数据进行图形化处理并实现数据分析功能。最终,本论文实现正负高压30kV-225kV,束流0-10mA连续可调的高频高压检测装置的设计,并对X-射线管进行实效检测。本文将检测数据进行分析,通过图像可以清晰的观测到高压值、束流值。由于工艺原因,管内真空度的不同,会产生大小不同的“放电”,从图像上可以看到高压、束流的变化,并通过尖峰寻找出放电点,从而判断X-射线管质量是否合格。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  •   一、研究背景
  •     (一)X-射线管的发展
  •     (二)X-射线管工作原理
  •     (三)国内外高压电源的应用前景
  •     (四)高压电源研究趋势
  •   二、研究目的与意义
  •   三、主要工作及论文各部分主要内容
  •     (一)主要工作
  •     (二)论文主要内容
  • 第二章 高频高压检测装置的设计方案
  •   一、整体设计方案
  •   二、正负高压发生器设计方案
  •     (一)正负高压电源结构
  •     (二)灯丝电源结构
  •     (三)绝缘介质的影响因素及处理方法
  •     (四)正负高压发生器设计样图
  •   三、控制系统设计方案
  •     (一)设计原则
  •     (二)设计流程
  •     (三)系统运行流程
  •   四、本章小结
  • 第三章 高压电源电路的选择与设计
  •   一、逆变电路
  •     (一)传统功率转换电路
  •     (二)可控硅逆变电路
  •   二、高频变压器
  •   三、整流电路
  •     (一)四种常见的整流电路
  •     (二)倍压整流电路
  •   四、本章小结
  • 第四章 PLC控制系统的设计
  •   一、硬件设计
  •     (一)工业自动化背景及PLC介绍
  •     (二)PLC系统模块的选型
  •     (三)控制台面板设计
  •   二、软件设计
  •     (一)系统软件构成
  •     (二)工作原理介绍
  •     (三)系统I/O地址
  •     (四)PID调节器数字化设计
  •     (五)PLC程序设计
  •     (六)监控软件设计
  •   三、数据图形化系统设计
  •     (一)数据输入
  •     (二)数据预处理
  •     (三)数据量化
  •     (四)数据绘图
  •     (五)图形操作
  •   四、本章小结
  • 第五章 实验与检测
  •   一、高频变压器匝数组合负载实验
  •   二、X-射线管实效检测
  • 总结
  • 参考文献
  • 个人简历及攻读硕士学位期间的学术成果
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 李晟栋

    导师: 邓玉福

    关键词: 射线管,正负高压电源,数据图形化

    来源: 沈阳师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 物理学,仪器仪表工业

    单位: 沈阳师范大学

    分类号: O434.1;TH823

    总页数: 44

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