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X射线探伤机的发展趋势
日期：2025-05-01 13:00
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摘要：
近五年来，国内外在携带式工业X射线机的发展方面均作出了相当的努力，有了较明显的改进和发展，国外如比利时ICM公司的SITE-X系列，原ANDREX的SMART系列，SEIFORT的新产品，理学机的新改进，国内如沉阳探伤机厂、中南探伤机厂、大连通海公司等也都推出了新的系列，这些新的发展都各有特点，但综合起来都还是紧紧围绕着用户的要求进行的。
按照用户对携带式工业X射线机的要求，我认为主要是：体积小、重量轻；穿透能力强；可靠性高；使用方便。
现就这几个方面分析一下X射线探伤机机的发展趋势
一﹑体积小、重量轻
这指的既是射线管头，也指控制台，先看一下八十年代到九十年代初的状况
型号 管头重 控制台重
波涛 GFD306 36 公斤 23 公斤
理学 300EG-S3 38.5 公斤 25 公斤
国产 XXH3005 45 公斤 12 - 19.5 公斤
XXQ3005 49 - 42 公斤
XXG3005 35 公斤
当时300kV管头为35-38.5公斤，控制台为12-25公斤，再比较一下目前的状况
在同样的功率条件下管头重量减轻了20%-23%
控制台重量减轻了37%-44%
分析一下重量减轻原因可以看出X射线探伤机的发展趋势，首先分析一下射线管头重量减轻的措施：自五十年代到七十年代当时有一个大的变化，当时比利时波涛公司从三个方面进行革新：以SF6气绝缘代替油绝缘，以铝壳体代替铁皮壳体；用单端接地，使高压线包由三个(正、负高压及灯丝)变为一个；用逆变变频技术减少变压器体积、重量。以后理学也采用这一变革，国产机也相应变更，使定向300kV管头由50多公斤降到了35-36公斤，这一局面维持了10年左右。
九十年代开始，ANDREX及比利时ICM公司均先后进行了改革，他们首先从射线管上进行改革，都把棒状阳极X射线管作为改革方向，一方面使射线管更小﹐另一方面由于射线发射窗口从气绝缘的筒体内移到筒体外，使射线防护用铅大为减少，使X射线机机头的重量大大降低﹐以300kV为例，原波涛的GFD306为36公斤，而ICM的D3006仅29公斤，用铅量的下降是主要原因。国内多家生产企业也有这方面成功的例子，不一一列举，其次对变压器来说,目前主要是提高频率，可以用变频也可以用恒频，甚至通过倍压整流成为恒电位的系统，提高ｆ，可使铁芯体积重量下降，当然ｆ↑也使损耗增大，使变压器发热更为突出，于是选择铁芯材料以降低铁损及提高磁通密度就是必须考虑的因素﹐国内外多家厂商均对此作了研究，ICM 更对变压器的散热冷却作了专门的研究和发展。
在控制台方面﹐自从波涛公司将逆变技术引入X射线机以后，基本上主导了X射线机功率电路的设计，但当时采用的为可控硅 SCR，使控制台重量在20公斤上下，长期未有变化，直到90年代中期，ICM，ANDREX，BALTEAU的改进型定向机均采用了晶闸管，用了IGBT、MOSFET等器件作为逆变电源的功率器件，使电路简化、热损耗大大降低，继而使控制台重量大幅度下降，如 ICM公司的SITE-X系列控制台为14公斤，爬行器用的控制台CCU186仅4公斤，国产的控制台也降到7.5-12公斤，当然用铝合金代替钢板也是一个因子。
二﹑穿透能力提高（X射线探伤机的发展趋势）
X射线机的穿透能力与kV值密切相关，因为kV值影响了X射线的硬度。但电压的波形又决定了*硬射线在全部射线剂量中所占的比例，变频矩形脉冲存在占空比，这就使*大kV出现的时间在总的曝光时间中只占一部份，要提高在某一kV值下的剂量，可以增长mA，也可以缩小占空比，直到100%的恒电位。以ICM的SITE-X及ANDREX的SMART为例，前者用加大mA，为6，7，8 mA，同时主要是延长曝光时间，通过对管端冷却系统的改造及对变压器冷却的改造，使一次曝光时间可以提高，使暂载率达到100%，比起过去的50%暂载率有了很大提高，通过一次曝光20-30%，同时提高kV值，发展320kV系列，350-360kV系列，如 320kV*大穿透69mmFe，后者则用倍压整流的方法形成直流高压，因此在相同的曝光时间内提高射线剂量率，提高穿透能力，但由于倍压整流方式功率不大，因此管电流在3mA以下，管子及高压电源的散热也是一个问题，持续工作时间推荐为10分钟， 300kV的穿透能力在曝光时间为10分钟时可达60mmFe。在这方面进一步的突破则有赖于新的**意识。
三﹑可靠性高（X射线探伤机的发展趋势）
X射线机的可靠性由三个因子组成，即X射线管、高压变压器、控制系统的可靠性组成。
X射线机的可靠性由X射线管的设计及工艺决定，保护可由机械保护及电器保护组成。
以ICM公司的SITE-X系列为例来进行分析，他们仍采用玻壳管，*长达10万小时，金属陶瓷管及陶瓷管则发展历史较短，寿命提高还有一段路程，从提供文字的参数看﹐陶瓷管的寿命提出为400小时，金属管为600小时，玻壳管为1000小时，但普遍认为金陶管及陶瓷管机械性能好一些，因此改进管子结构是提高管子可靠性的主要途径。
四﹑使用方便（X射线探伤机的发展趋势）
使用微处理器及各种存贮组件，使目前的X射线机在使用方便上提高了一大步，由于采用薄膜开关控制，使用键盘操作与荧光数码显示或液晶显示，这都使操作极大简化，如ICM公司的产品只要按键操作，输入参数，*后只要按一个起动键就完成了曝光操作。kV、mA的调整可以细化到1kV及0.1mA，使用户可以方便确定需参数，以获得*佳的曝光规范，同时又可以贮存起来，将曝光参数细化到kV，mA，T、黑度、材料厚度、焦距、胶片规格、胶片型号等，形成完全确定的规范，存贮后可以检索，可以呼出使用。维修人员可查阅设备的工作档案、曝光记录、自诊断情况使检修工作更为方便，总之微机控制引入X射线机的控制台使使用方便上升到一个全新的水平，当然随着组件的发展，如微处理器的速度加快，存贮组件容量的加大，用户要求更高，使用的方便程度必将会有一个新的提高。
综合起来看，**意识就体现在提高科技含量，满足用户需求上。科技的发展是无止境的，用户的需求也是有阶段性但又是无止境的，只有不断**，才能不断发展，而**的关键是人才，从国内外企业的发展看，老的企业走下坡路，就是人才凋零，缺乏**的结果，新的企业走上坡路，正是重视人才不断**的结果，市场竞争是优劣从来没有终身制，失败是成功之母，愿国内企业能奋起投入竞争与国内科技院、所广泛合作，一个新的天地就在前面。
按照用户对携带式工业X射线机的要求，我认为主要是：体积小、重量轻；穿透能力强；可靠性高；使用方便。
现就这几个方面分析一下X射线探伤机机的发展趋势
一﹑体积小、重量轻
这指的既是射线管头，也指控制台，先看一下八十年代到九十年代初的状况
型号 管头重 控制台重
波涛 GFD306 36 公斤 23 公斤
理学 300EG-S3 38.5 公斤 25 公斤
国产 XXH3005 45 公斤 12 - 19.5 公斤
XXQ3005 49 - 42 公斤
XXG3005 35 公斤
当时300kV管头为35-38.5公斤，控制台为12-25公斤，再比较一下目前的状况
在同样的功率条件下管头重量减轻了20%-23%
控制台重量减轻了37%-44%
分析一下重量减轻原因可以看出X射线探伤机的发展趋势，首先分析一下射线管头重量减轻的措施：自五十年代到七十年代当时有一个大的变化，当时比利时波涛公司从三个方面进行革新：以SF6气绝缘代替油绝缘，以铝壳体代替铁皮壳体；用单端接地，使高压线包由三个(正、负高压及灯丝)变为一个；用逆变变频技术减少变压器体积、重量。以后理学也采用这一变革，国产机也相应变更，使定向300kV管头由50多公斤降到了35-36公斤，这一局面维持了10年左右。
九十年代开始，ANDREX及比利时ICM公司均先后进行了改革，他们首先从射线管上进行改革，都把棒状阳极X射线管作为改革方向，一方面使射线管更小﹐另一方面由于射线发射窗口从气绝缘的筒体内移到筒体外，使射线防护用铅大为减少，使X射线机机头的重量大大降低﹐以300kV为例，原波涛的GFD306为36公斤，而ICM的D3006仅29公斤，用铅量的下降是主要原因。国内多家生产企业也有这方面成功的例子，不一一列举，其次对变压器来说,目前主要是提高频率，可以用变频也可以用恒频，甚至通过倍压整流成为恒电位的系统，提高ｆ，可使铁芯体积重量下降，当然ｆ↑也使损耗增大，使变压器发热更为突出，于是选择铁芯材料以降低铁损及提高磁通密度就是必须考虑的因素﹐国内外多家厂商均对此作了研究，ICM 更对变压器的散热冷却作了专门的研究和发展。
在控制台方面﹐自从波涛公司将逆变技术引入X射线机以后，基本上主导了X射线机功率电路的设计，但当时采用的为可控硅 SCR，使控制台重量在20公斤上下，长期未有变化，直到90年代中期，ICM，ANDREX，BALTEAU的改进型定向机均采用了晶闸管，用了IGBT、MOSFET等器件作为逆变电源的功率器件，使电路简化、热损耗大大降低，继而使控制台重量大幅度下降，如 ICM公司的SITE-X系列控制台为14公斤，爬行器用的控制台CCU186仅4公斤，国产的控制台也降到7.5-12公斤，当然用铝合金代替钢板也是一个因子。
二﹑穿透能力提高（X射线探伤机的发展趋势）
X射线机的穿透能力与kV值密切相关，因为kV值影响了X射线的硬度。但电压的波形又决定了*硬射线在全部射线剂量中所占的比例，变频矩形脉冲存在占空比，这就使*大kV出现的时间在总的曝光时间中只占一部份，要提高在某一kV值下的剂量，可以增长mA，也可以缩小占空比，直到100%的恒电位。以ICM的SITE-X及ANDREX的SMART为例，前者用加大mA，为6，7，8 mA，同时主要是延长曝光时间，通过对管端冷却系统的改造及对变压器冷却的改造，使一次曝光时间可以提高，使暂载率达到100%，比起过去的50%暂载率有了很大提高，通过一次曝光20-30%，同时提高kV值，发展320kV系列，350-360kV系列，如 320kV*大穿透69mmFe，后者则用倍压整流的方法形成直流高压，因此在相同的曝光时间内提高射线剂量率，提高穿透能力，但由于倍压整流方式功率不大，因此管电流在3mA以下，管子及高压电源的散热也是一个问题，持续工作时间推荐为10分钟， 300kV的穿透能力在曝光时间为10分钟时可达60mmFe。在这方面进一步的突破则有赖于新的**意识。
三﹑可靠性高（X射线探伤机的发展趋势）
X射线机的可靠性由三个因子组成，即X射线管、高压变压器、控制系统的可靠性组成。
X射线机的可靠性由X射线管的设计及工艺决定，保护可由机械保护及电器保护组成。
以ICM公司的SITE-X系列为例来进行分析，他们仍采用玻壳管，*长达10万小时，金属陶瓷管及陶瓷管则发展历史较短，寿命提高还有一段路程，从提供文字的参数看﹐陶瓷管的寿命提出为400小时，金属管为600小时，玻壳管为1000小时，但普遍认为金陶管及陶瓷管机械性能好一些，因此改进管子结构是提高管子可靠性的主要途径。
四﹑使用方便（X射线探伤机的发展趋势）
使用微处理器及各种存贮组件，使目前的X射线机在使用方便上提高了一大步，由于采用薄膜开关控制，使用键盘操作与荧光数码显示或液晶显示，这都使操作极大简化，如ICM公司的产品只要按键操作，输入参数，*后只要按一个起动键就完成了曝光操作。kV、mA的调整可以细化到1kV及0.1mA，使用户可以方便确定需参数，以获得*佳的曝光规范，同时又可以贮存起来，将曝光参数细化到kV，mA，T、黑度、材料厚度、焦距、胶片规格、胶片型号等，形成完全确定的规范，存贮后可以检索，可以呼出使用。维修人员可查阅设备的工作档案、曝光记录、自诊断情况使检修工作更为方便，总之微机控制引入X射线机的控制台使使用方便上升到一个全新的水平，当然随着组件的发展，如微处理器的速度加快，存贮组件容量的加大，用户要求更高，使用的方便程度必将会有一个新的提高。
综合起来看，**意识就体现在提高科技含量，满足用户需求上。科技的发展是无止境的，用户的需求也是有阶段性但又是无止境的，只有不断**，才能不断发展，而**的关键是人才，从国内外企业的发展看，老的企业走下坡路，就是人才凋零，缺乏**的结果，新的企业走上坡路，正是重视人才不断**的结果，市场竞争是优劣从来没有终身制，失败是成功之母，愿国内企业能奋起投入竞争与国内科技院、所广泛合作，一个新的天地就在前面。
