CN105092611A - X射线多功能无损探伤设备及其工件检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种X射线多功能无损探伤设备及其工件检测方法，该设备的结构包括防护铅房、设置于防护铅房的载物台、线阵探测器、X射线机；由于该线阵探测器和X射线机分别具有可独立运行的运动机构；其中，与X射线机相应独立运行的运动机构包括X射线机横向运动机构和X射线机纵向运动机构；与线阵探测器相应的独立运行的运动机构包括探测器横向运动机构、探测器纵向运动机构、旋转卡盘、升降机构和平移机构，使本设备兼容CT(立体)检测和DR(平面)检测功能；在CT模式下可获得高解析度的影像文件，适合研发或抽检作业；在DR模式下适合精度要求较低的大批量工件检测；从而，可以依据需要任意转换检测模式，以满足平面或立体成像需求。

Description

X射线多功能无损探伤设备及其工件检测方法

技术领域

本发明涉及无损检测领域技术，尤其是指一种X射线多功能无损探伤设备及其工件检测方法。

背景技术

现有X射线设备主要结构和原理：X射线透照工件、成像探测器接收并转换成数字信号传送至计算机，再由专用软件还原成影像后，进行品质辨识、分析。然而现有的X射线设备由于设计结构的限制存在以下缺陷：

1、功能模式单一：目前的X射线设备要么侧重CT(立体)功能，要么侧重DR(平面)功能，前者不能应付大批量工件检测，后者又不能满足较高检测精度要求，设备利用率不能得到更完善的体现。因此，一般情况下，需要配置两种X射线装置，一种负责CT功能，一种负责DR功能，导致设备购买成本过高，并且占地面积较大。

2、检测精度不足：目前X射线设备只配置一套运动机构，应用范围不够宽泛，对不同工艺方法的检测需求较有局限，探测精度和效率不能有效兼顾，对于焊接结构缺陷探伤精度不足，还存在使用时长偏短、维护及更换成本偏高的缺陷。

3、需建屏蔽房：X射线具有一定的伤害性，为避免对人体造成损害，需要另建屏蔽房，将X射线设备置于屏蔽房内。这无疑问会增加建造成本，且X射线设备移动不方便，所有待测工件均需要搬至屏蔽房内，耗时耗力，增加不必要的负担。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种X射线多功能无损探伤设备及其工件检测方法，兼容CT检测功能和DR检测功能，CT和DR共用防护铅房，无需加建辐射屏蔽房，使设备可随意安装在车间任何位置；并且在同一机体内部分别安装可独立运行的运动机构，视作业需求运行，使DR和CT功能转换有机结合，提高设备绩效。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种X射线多功能无损探伤设备，包括

一防护铅房，该防护铅房配置有一可开/合的防护铅门，由该防护铅房和防护铅门包围形成密闭的检测空间；

一载物台，该载物台可推拉活动地设在检测空间底部的支承平台上，所述载物台上设有用于置放工件的旋转卡盘，该旋转卡盘连接有升降机构和平移机构；

一线阵探测器，该线阵探测器安装于该载物台下方的支承平台中，该线阵探测器连接探测器横向运动机构、探测器纵向运动机构；

一X射线机，该X射线机安装于检测空间顶部的防护铅房房顶内壁面，该X射线机连接有X射线机横向运动机构、X射线机纵向运动机构。

作为一种优选方案，所述旋转卡盘包括第一卡盘和第二卡盘，该第一卡盘配置第一卡座、该第二卡盘配置第二卡座；所述旋转卡盘的平移机构包括设置于载物台上的两平移滑轨，搭接于该两平移滑轨之间的平移滑板，所述第二卡座固定于该平移滑板上。

作为一种优选方案，所述升降机构连接伺服电机，该伺服电机安装在第一卡座和第二卡座上。

作为一种优选方案，所述探测器横向运动机构包括横向伺服电机、以及由该横向伺服电机驱动的横向滑轨与横向滑槽配合结构；所述探测器纵向运动机构包括纵向伺服电机、以及由该纵向伺服电机驱动的纵向滑轨与纵向滑槽的配合结构。

作为一种优选方案，所述X射线机横向运动机构包括横向伺服电机、以及由该横向伺服电机驱动的横向滑轨与横向滑槽配合结构；所述X射线机纵向运动机构包括纵向伺服电机、以及由该纵向伺服电机驱动的纵向滑轨与纵向滑槽的配合结构。

作为一种优选方案，所述载物台的底部加装联排从动轮。

作为一种优选方案，所述载物台由伺服电机驱动。

作为一种优选方案，所述防护铅房的防护铅门为上下开闭结构。

一种X射线多功能无损探伤设备的工件检测方法，该X射线多功能无损探伤设备兼容CT检测和DR检测功能；

DR检测包括以下步骤：

(1)首先打开检测防护铅门，将载物台开出到防护铅门之外；

(2)将被检工件平铺在载物台之上，平铺过程注意间隔被检物品不要堆叠；

(3)工件放置好后将载物台运动至防护铅房内，关闭防护铅门；

(4)射线开启，线阵探测器和X射线机由伺服电机精确控制，时刻保持对正并且同步运动；

(5)由计算机***同步显示检测图像，并储存在计算机硬盘内；

(6)控制成像***将载物台上所放置物品全部扫描完成之后开启防护铅门换下一批被检工件；

CT检测功能不可与DR检测功能同时使用，CT检测包括以下步骤：

(1)CT扫描时打开通道防护铅门，人工将被检工件装夹在高精度旋转卡盘上，通过升降机构提升或下降旋转卡盘以调节待测工件的距离，用于调整焦距；

(2)焦距调整后关闭防护铅门，开始进行扫描，X射线机与线阵探测器保持不动，物体的横向扫描运动由高精度平移机构提供，扫描一次后旋转卡盘转动一定角度后进行再次扫描，直至扫描完成后由计算机进行数据计算。

(3)被检工件全部面扫描完成之后开启防护铅门换下一个被检工件。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，通过设置线阵探测器、X射线机，并且该线阵探测器和X射线机分别具有可独立运行的运动机构(即与X射线机相应的X射线机横向运动机构、X射线机纵向运动机构；与线阵探测器相应的探测器横向运动机构、探测器纵向运动机构、旋转卡盘、升降机构和平移机构)，使本设备兼容CT(立体)检测和DR(平面)检测功能。在CT模式下可获得高解析度的影像文件，适合研发或抽检作业。在DR模式下适合精度要求较低的大批量工件检测。从而，可以依据需要任意转换检测模式，以满足平面或立体成像需求，即可获得研发或抽检的高精度影像，又可满足大批量检测。设备功能全面，改变传统X射线探伤设备DR和CT功能兼容的局限性，减少使用单位因不同功能需求而购买两套设备的状况。

此外，本发明配置该独立防护铅房，X射线***和成像***等主要机械构件均安装于铅房内，远距、可视化操作，且加装防护铅门使内部形成封闭的检测空间，扫描作业时人员无需接近X射线源，大幅减少作业人员受到射线辐射伤害的可能性。此外，这种封闭式的防护铅房的设计使检测设备无需加建辐射屏蔽房，可随意安装在车间任何位置，开放式结构设计，方便工件自由进出，效率高、操作便捷，可靠性高、维护方便等优点。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例的剖视状态主视图；

图2是图1中A-A处的剖视图；

图3是图1中B-B处的剖视图；

图4是本发明之实施例的右视图，图中的防护铅门处于敞开状态。

附图标识说明：

10、防护铅房11、防护铅门

12、支承平台20、载物台

21、联排从动轮22、旋转卡盘

221、第一卡盘222、第二卡盘

223、第一卡座224、第二卡座

23、升降机构24、平移机构

241、平移滑轨242、平移滑板

30、线阵探测器31、探测器横向运动机构

32、探测器纵向运动机构40、X射线机

41、X射线机横向运动机构42、X射线机纵向运动机构

具体实施方式

请参照图1至图4所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，是一种X射线多功能无损探伤设备，该X射线多功能无损探伤设备兼容CT(立体)检测和DR(平面)检测功能，特别适用于多品种、大批量、小型复杂结构零件检测。其结构包括有防护铅房10、设置于防护铅房10的载物台20、线阵探测器30、X射线机40。

其中，该防护铅房10配置有一可开/合的防护铅门11，由该防护铅房10和防护铅门11包围形成密闭的检测空间。本实施例中，所述防护铅房10的防护铅门11为上下开闭结构。藉由本发明配置该独立防护铅房10，X射线***和成像***等主要机械构件均安装于防护铅房10内，远距、可视化操作，且加装防护铅门11使内部形成封闭的检测空间，扫描作业时人员无需接近X射线源，大幅减少作业人员受到射线辐射伤害的可能性。此外，这种封闭式的防护铅房10的设计使检测设备无需加建辐射屏蔽房，可随意安装在车间任何位置，开放式结构设计，方便工件自由进出，效率高、操作便捷，可靠性高、维护方便等优点。

所述载物台20可推拉活动地设在检测空间底部的支承平台12上。该载物台20由伺服电机驱动，开出防护铅门11，装卸工件。于载物台20的底部加装联排从动轮21，该联排从动轮21的设计使载物台20经过防护铅门11豁口时能够保持平稳运行，可靠性高。

所述载物台20上设有用于置放工件的旋转卡盘22，该旋转卡盘22连接有升降机构23和平移机构24。本实施例中，所述旋转卡盘22包括第一卡盘221和第二卡盘222，该第一卡盘221配置第一卡座223、该第二卡盘222配置第二卡座224。所述旋转卡盘22的平移机构24包括设置于载物台20上的两平移滑轨241、搭接于该两平移滑轨241之间的平移滑板242，所述第二卡座224固定于该平移滑板242上。藉此，通过调节平移滑板242的距离以调整第一、第二卡盘221、222之间的间距，以适应不同大小尺寸的待检工件，扩大待检工件的适用范围；再者，通过转动旋转卡盘22、倾斜等多轴运动功能，多轴联动、多自由度设定，按需获取最佳剖视影像，可获得多角度、全方位影像。

所述旋转卡盘22的升降机构23连接伺服电机，该伺服电机安装在第一卡座223和第二卡座224上，通过升降机构23提升或下降旋转卡盘22以调节待测工件的距离，用于调整焦距。本实施例采用伺服电机驱动升降机构23，控制精度更高。

所述线阵探测器30安装于该载物台20下方的支承平台12中，该线阵探测器30连接有探测器横向运动机构31、探测器纵向运动机构32。本实施例中，作为一种优选方案，所述探测器横向运动机构31包括横向伺服电机、以及相接于该横向伺服电机的横向滑轨与横向滑槽配合结构；所述探测器纵向运动机构32包括纵向伺服电机、以及相接于该纵向伺服电机的纵向滑轨与纵向滑槽的配合结构。由伺服电机驱动具有高精度控制的优点。

所述X射线机40安装于检测空间顶部的防护铅房10房顶内壁面，X射线机40连接有X射线机横向运动机构41、X射线机纵向运动机构42。本实施例中，作为一种优选方案，所述X射线机横向运动机构41包括横向伺服电机、以及相接于该横向伺服电机的横向滑轨与横向滑槽配合结构；所述X射线机纵向运动机构42包括纵向伺服电机、以及相接于该纵向伺服电机的纵向滑轨与纵向滑槽的配合结构。由伺服电机驱动具有高精度控制的优点。此外，采用高宽容度X射线***，电流电压可调节，以适应不同材质、密度工件。

综上可知，该线阵探测器30和X射线机40分别具有可独立运行的运动机构，分别对应CT或DR检测需求；视作业需求运行，使DR和CT功能转换有机结合，提高设备绩效。

本发明之X射线多功能无损探伤设备，在CT模式下可获得高解析度的影像文件，适合研发或抽检作业；在DR模式下适合精度要求较低的大批量工件检测。从而，可以依据需要任意转换检测模式，以满足平面(DR)或立体(CT)成像需求，即可获得研发或抽检的高精度影像，又可满足大批量检测；使设备功能全面，改变传统X射线探伤设备DR和CT功能兼容的局限性，减少使用单位因不同功能需求而购买两套设备的状况。

其中，DR检测包括以下步骤：

1.首先打开检测防护铅门11，将载物台20开出到防护铅门11之外；

2.将被检工件平铺在载物台20之上，平铺过程注意间隔被检物品不要堆叠；

3.工件放置好后将载物台20运动至防护铅房10内，关闭防护铅门11；

4.射线开启，线阵探测器30和X射线机40由伺服电机精确控制，时刻保持对正并且同步运动；

5.由计算机***同步显示检测图像，并储存在计算机硬盘内；

6.控制成像***将载物台20上所放置物品全部扫描完成之后开启防护铅门11换下一批被检工件；

7、计算机***增加焊缝缺陷等级自动判别程序，满足焊接检测需求。

CT检测功能不可与DR检测功能同时使用，使用CT检测功能时具有相对独立的机构进行精确的检测。CT检测包括以下步骤：

1.CT扫描时打开通道防护铅门11，人工将被检工件装夹在高精度旋转卡盘22上，通过升降机构23提升或下降旋转卡盘22以调节待测工件的距离，用于调整焦距；

2.焦距调整后关闭防护铅门11，开始进行扫描，X射线机40与线阵探测器30保持不动，物体的横向扫描运动由高精度平移机构24提供，扫描一次后旋转卡盘22转动一定角度后进行再次扫描，直至扫描完成后由计算机进行数据计算；

3.被检工件全部面扫描完成之后开启防护铅门11换下一个被检工件；

4、计算机***增加焊缝缺陷等级自动判别程序，满足焊接检测需求。

藉此，DR模式下，工件可放置于工件平台上，简单快捷，提升扫描效率，亦可加装夹治具，以适应不同工件的形状、扫描角度等需求；CT模式下，CT运动机构具备旋转、倾斜等多轴运动功能，多轴联动、多自由度设定，按需获取最佳剖视影像，使之获得多角度、全方位影像。

综上所述，本发明的设计重点在于：

第一，通过设置线阵探测器30、X射线机40，并且该线阵探测器30和X射线机40分别具有可独立运行的运动机构(其中，与X射线机40相应独立运行的运动机构指X射线机横向运动机构41和X射线机纵向运动机构42；与线阵探测器30相应的独立运行的运动机构指探测器横向运动机构31、探测器纵向运动机构32、旋转卡盘22、升降机构23和平移机构24)，使本设备兼容CT(立体)检测和DR(平面)检测功能。在CT模式下可获得高解析度的影像文件，适合研发或抽检作业。在DR模式下适合精度要求较低的大批量工件检测。从而，可以依据需要任意转换检测模式，以满足平面或立体成像需求，即可获得研发或抽检的高精度影像，又可满足大批量检测。本设备功能全面，改变传统X射线探伤设备DR和CT功能兼容的局限性，减少使用单位因不同功能需求而购买两套设备的状况。

第二，本发明配置该独立防护铅房10，X射线***和成像***等主要机械构件均安装于防护铅房内，远距、可视化操作，且加装防护铅门11使内部形成封闭的检测空间，扫描作业时人员无需接近X射线源，大幅减少作业人员受到射线辐射伤害的可能性。此外，这种封闭式的防护铅房10的设计使检测设备无需加建辐射屏蔽房，可随意安装在车间任何位置，开放式结构设计，方便工件自由进出，效率高、操作便捷，可靠性高、维护方便等优点。

第三，载物台20推进/推出防护铅门11置放工件的方式，非常简单便捷，提升扫描效率，另外，由于载物台20的底部加装联排从动轮21，该联排从动轮21的设计使载物台20经过防护铅门11豁口时能够保持平稳运行，可靠性高。

第四、由于X射线机横向运动机构41、X射线机纵向运动机构42、探测器横向运动机构31、探测器纵向运动机构32、升降机构23、平移机构24和载物台20是由伺服电机驱动，具有高精度控制，使各运动机构运行更平稳，从而检测精准。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种X射线多功能无损探伤设备，其特征在于：包括

一防护铅房，该防护铅房配置有一可开/合的防护铅门，由该防护铅房和防护铅门包围形成密闭的检测空间；

一载物台，该载物台可推拉活动地设在检测空间底部的支承平台上，所述载物台上设有用于置放工件的旋转卡盘，该旋转卡盘连接有升降机构和平移机构；

一线阵探测器，该线阵探测器安装于该载物台下方的支承平台中，该线阵探测器连接探测器横向运动机构、探测器纵向运动机构；

一X射线机，该X射线机安装于检测空间顶部的防护铅房房顶内壁面，该X射线机连接有X射线机横向运动机构、X射线机纵向运动机构。

2.根据权利要求1所述的X射线多功能无损探伤设备，其特征在于：所述旋转卡盘包括第一卡盘和第二卡盘，该第一卡盘配置第一卡座、该第二卡盘配置第二卡座；所述旋转卡盘的平移机构包括设置于载物台上的两平移滑轨，搭接于该两平移滑轨之间的平移滑板，所述第二卡座固定于该平移滑板上。

3.根据权利要求2所述的X射线多功能无损探伤设备，其特征在于：所述升降机构连接伺服电机，该伺服电机安装在第一卡座和第二卡座上。

4.根据权利要求1所述的X射线多功能无损探伤设备，其特征在于：所述探测器横向运动机构包括横向伺服电机、以及由该横向伺服电机驱动的横向滑轨与横向滑槽配合结构；所述探测器纵向运动机构包括纵向伺服电机、以及由该纵向伺服电机驱动的纵向滑轨与纵向滑槽的配合结构。

5.根据权利要求1所述的X射线多功能无损探伤设备，其特征在于：所述X射线机横向运动机构包括横向伺服电机、以及由该横向伺服电机驱动的横向滑轨与横向滑槽配合结构；所述X射线机纵向运动机构包括纵向伺服电机、以及由该纵向伺服电机驱动的纵向滑轨与纵向滑槽的配合结构。

6.根据权利要求1所述的X射线多功能无损探伤设备，其特征在于：所述载物台的底部加装联排从动轮。

7.根据权利要求1所述的X射线多功能无损探伤设备，其特征在于：所述载物台由伺服电机驱动。

8.根据权利要求1所述的X射线多功能无损探伤设备，其特征在于：所述防护铅房的防护铅门为上下开闭结构。

9.一种X射线多功能无损探伤设备的工件检测方法，其特征在于：该X射线多功能无损探伤设备兼容CT检测和DR检测功能；

DR检测包括以下步骤：

(1)首先打开检测防护铅门，将载物台开出到防护铅门之外；

(2)将被检工件平铺在载物台之上，平铺过程注意间隔被检物品不要堆叠；

(3)工件放置好后将载物台运动至防护铅房内，关闭防护铅门；

(4)射线开启，线阵探测器和X射线机由伺服电机精确控制，时刻保持对正并且同步运动；

(5)由计算机***同步显示检测图像，并储存在计算机硬盘内；

(6)控制成像***将载物台上所放置物品全部扫描完成之后开启防护铅门换下一批被检工件；

CT检测功能不可与DR检测功能同时使用，CT检测包括以下步骤：

(1)CT扫描时打开通道防护铅门，人工将被检工件装夹在高精度旋转卡盘上，通过升降机构提升或下降旋转卡盘以调节待测工件的距离，用于调整焦距；

(2)焦距调整后关闭防护铅门，开始进行扫描，X射线机与线阵探测器保持不动，物体的横向扫描运动由高精度平移机构提供，扫描一次后旋转卡盘转动一定角度后进行再次扫描，直至扫描完成后由计算机进行数据计算。

(3)被检工件全部面扫描完成之后开启防护铅门换下一个被检工件。