CN116224893A - 一种x射线管加工用排气设备的控制*** - Google Patents

一种x射线管加工用排气设备的控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种X射线管加工用排气设备的控制***，包括PLC控制柜和与所述PLC控制柜电连接的X射线管，通过在X射线管与PLC控制柜之间设置真空度控制保护单元、温度控制保护单元和管外放电保护单元，针对出现X射线管真空度聚降、X射线管内部打火、X射线管外部放电以及温度过高的异常情况，可以通过真空度控制保护单元、温度控制保护单元和管外放电保护单元对X射线管及时反馈并做出保护动作，可以避免X射线管受到致命损坏。

Description

一种X射线管加工用排气设备的控制***
技术领域
本发明涉及X射线管加工技术领域，具体涉及一种X射线管加工用排气设备的控制***。
背景技术
X射线管是工作在高电压下的真空二极管，包含有两个电极：一个是用于发射电子的灯丝，作为阴极，另一个是用于接受电子轰击的靶材，作为阳极，两极均被密封在高真空的玻璃或金属外壳内。
现有技术中，X射线管内部真空度是通过排气***实现，而在X射线管进行管芯电流电压输入进行打靶升温时，X射线管两极电压差高达上百千伏，在高速电子轰击阳极盘时，产生的能量99％转化成热能，需要冷却降温处理，冷却降温在本***中是由X射线管的阳极靶盘产生的热辐射以及热传递至管壁，以及通过外置风扇进行冷却，并通过真空泵经排气管道排出X射线管内部打靶高温下释放的杂质气体，操作人员通过观察PLC控制柜输出的程序面板显示数据，可以直观获取X射线管的真空度以及温度数据，便于操作人员进行实时监控，但在实际X射线管加工过程中存在以下缺陷，针对出现X射线管真空度聚降(如漏气或破裂情况发生)、打火、管外放电、温度过高的异常情况无法及时保护动作，需人工判断并进行对应的关阀或停止加载动作，将会直接导致X射线管的致命损坏，进而造成生产成本的增大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种X射线管加工用排气设备的控制***，用于解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种X射线管加工用排气设备的控制***，包括PLC控制柜和与所述PLC控制柜电连接的X射线管，所述X射线管与PLC控制柜之间设置有真空度控制保护单元、温度控制保护单元和管外放电保护单元；
所述真空度控制保护单元通过真空规管接收X射线管的排气管路上的真空压强信号，真空规管用于输出真空压强信号至电连接的PLC控制柜；
所述温度控制保护单元通过单点探测头非接触式探测X射线管端部旋转轴承的温度信号，并通过红外测温枪非接触式探测X射线管内的阳极靶盘表面温度信号，单点探测头和红外测温枪用于传输温度信号至PLC控制柜；
所述管外放电保护单元通过备用PLC控制柜电连接PLC控制柜，当备用PLC控制柜接收PLC控制柜信号超时情况下，备用PLC控制柜电连接X射线管和真空泵工作。
作为本发明进一步的方案：所述真空度控制保护单元还包括有在X射线管所排气管路上设置的电动气阀，电动气阀分别电连接PLC控制柜和备用PLC控制柜。
作为本发明进一步的方案：所述温度控制保护单元还包括有监测阳极靶盘的温度传感器，温度传感器电连接PLC控制柜和备用PLC控制柜。
作为本发明进一步的方案：所述X射线管的外部设置有用于驱动线圈冷却的风扇，所述风扇电连接PLC控制柜和备用PLC控制柜。
本发明的有益效果：
(1)通过在X射线管与PLC控制柜之间设置真空度控制保护单元、温度控制保护单元和管外放电保护单元，针对出现X射线管真空度聚降、X射线管内部打火、X射线管外部放电以及温度过高的异常情况，可以通过真空度控制保护单元、温度控制保护单元和管外放电保护单元对X射线管及时反馈并做出保护动作，可以避免X射线管受到致命损坏；
(2)设置的真空度控制保护单元是通过真空规管和电动气阀对X射线管进行真空度监测以及防护，可以避免因X射线管内部稀出气体过多而造成其内部打火风险，同时可以避免X射线管破损部件进入真空泵中，而造成真空泵损坏；
(3)设置的温度控制保护单元是通过单点探测头和温度传感器对X射线管进行温度监测以及防护，可以避免旋转轴承因温度过高而烧损，同时可以避免阳极靶盘因温度过高而烧损X射线管；
(4)设置的管外放电保护单元是通过备用PLC控制柜对X射线管进行进行放电防护，当备用PLC控制柜接收PLC控制柜信号超时情况下，认定PLC控制柜处于超时死机状态，此时备用PLC控制柜驱动真空泵和X射线管工作或关停，避免造成真空泵和X射线管损坏。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的各功能单元框架图；
图2是本发明的各功能单元概略结构的框图。
图中：100、X射线管；110、阳极靶盘；120、驱动线圈；200、电动气阀；300、真空泵；400、真空规管；500、单点探测头；600、红外测温枪；700、PLC控制柜；800、备用PLC控制柜；900、风扇。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2所示，本发明为一种X射线管加工用排气设备的控制***，包括PLC控制柜700和与PLC控制柜700电连接的X射线管100，通过PLC控制柜700驱动X射线管100工作，为保证X射线管100在高电压条件下工作稳定，需要对X射线管100进行排气处理，排气处理是通过PLC控制柜700驱动真空泵300工作，使得真空泵300通过X射线管100的排气管路抽离内部气体，从而确保X射线管100内部工作真空度，X射线管100与PLC控制柜700之间设置有真空度控制保护单元，真空度控制保护单元通过真空规管400接收X射线管100所排气管路上的真空压强信号，真空规管400用于输出真空压强信号至电连接的PLC控制柜700；使得在X射线管100工作排气过程中，因X射线管100内部打靶高温下释放的杂质气体，X射线管100通过排气管路稀出气体，使得X射线管100内部真空度降低，通过真空规管400监测X射线管100的排气管路上的真空压强信号，当所监测真空压强信号低于4Pa时，PLC控制柜700关停负载端X射线管100的电压输入，可以避免因X射线管100内部稀出气体过多而造成其内部在高电压下发生电离打火风险。
本实施例中，真空度控制保护单元还包括有在X射线管100的排气管路上设置的电动气阀200，电动气阀200分别电连接PLC控制柜700，通过设置的电动气阀200可以操控X射线管100的排气管路关闭或打开，在X射线管100正常工作时，电动气阀200处于打开状态，当真空规管400监测X射线管100的排气管路上的真空压强信号瞬间失压时，因瞬间失压可能是由于X射线管100处于破裂状态，PLC控制柜700驱动电动气阀200关闭，避免X射线管100破损部件进入真空泵300中，而造成真空泵300损坏，同时PLC控制柜700停止X射线管100输入电流电压加载。
X射线管100与PLC控制柜700之间设置有温度控制保护单元，温度控制保护单元通过单点探测头500非接触式探测X射线管100端部旋转轴承的温度信号，并通过红外测温枪600非接触式探测X射线管100内的阳极靶盘110表面温度信号，单点探测头500和红外测温枪600用于传输温度信号至PLC控制柜700，通过设置的单点探测头500可以实时监测X射线管100端部旋转轴承的温度信号，并由红外测温枪600可以实时监测X射线管100内的阳极靶盘110表面温度信号，可以由PLC控制柜700输出的程序面板显示数据，从而直观获取X射线管100的旋转轴承温度数据，当旋转轴承温度过高时，为避免旋转轴承烧损，PLC控制柜700停止X射线管100旋转轴承工作。
本实施例中，温度控制保护单元还包括有监测阳极靶盘110的温度传感器，温度传感器电连接PLC控制柜700，设置的温度传感器实时监测阳极靶盘110升高的温度数据，可以设定温度传感器监测温度超过1350℃时，PLC控制柜700停止X射线管100的阳极靶盘110冲击电子束工作。
X射线管100与PLC控制柜700之间设置有管外放电保护单元，管外放电保护单元通过备用PLC控制柜800电连接PLC控制柜700，当备用PLC控制柜800接收PLC控制柜700信号超时情况下，备用PLC控制柜800电连接X射线管100和真空泵300工作，在X射线管100输入高电压工作时，由于X射线管100需要加载输入几千伏高压，使得X射线管100端部绝缘要求高，但在X射线管100实际工作时，容易因驱动线圈120与X射线管100端部管芯位置处绝缘不足，产生放电风险，而外放高压电流会经导线反流至PLC控制柜700，导致冲击PLC控制柜700死机，PLC控制柜700死机导致真空泵300停机，严重时导致X射线管100过热损坏，现有技术中，驱动线圈120一般设有地线作为漏电保护，但避免不了PLC控制柜700死机而连带造成的严重后果；通过设置备用PLC控制柜800，备用PLC控制柜800设定一个超时值100，每0.01ms或者一个时钟周期减1，接收到PLC控制柜700新的信号就复位成100，若在超时值内未接收到PLC控制柜700的信号值，超时值则小于1，认定PLC控制柜700处于超时死机状态，此时备用PLC控制柜800驱动真空泵300和X射线管100工作或关停，避免造成真空泵300和X射线管100损坏。
本实施例中，电动气阀200电连接备用PLC控制柜800，同样备用PLC控制柜800驱动电动气阀200打开或关闭，对X射线管100的排气管路提供保护作用。
本实施例中，温度传感器电连接备用PLC控制柜800，同样备用PLC控制柜800接收温度传感器传输监测的温度数值，对X射线管100的阳极靶盘110冲击电子束工作或停止起到保护作用。
本实施例中，X射线管100的外部设置有用于驱动线圈120冷却的风扇900，风扇900电连接PLC控制柜700和备用PLC控制柜800，设置的风扇900均分别通过PLC控制柜700和备用PLC控制柜800驱动工作或关停，用于对X射线管100的驱动线圈120部位进行外置冷却降温处理。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种X射线管加工用排气设备的控制***，包括PLC控制柜(700)和与所述PLC控制柜(700)电连接的X射线管(100)，其特征在于，所述X射线管(100)与PLC控制柜(700)之间设置有真空度控制保护单元、温度控制保护单元和管外放电保护单元；
所述真空度控制保护单元通过真空规管(400)接收X射线管(100)所排气管路上的真空压强信号，真空规管(400)用于输出真空压强信号至电连接的PLC控制柜(700)；
所述温度控制保护单元通过单点探测头(500)非接触式探测X射线管(100)端部旋转轴承的温度信号，并通过红外测温枪(600)非接触式探测X射线管(100)内的阳极靶盘(110)表面温度信号，单点探测头(500)和红外测温枪(600)用于传输温度信号至PLC控制柜(700)；
所述管外放电保护单元通过备用PLC控制柜(800)电连接PLC控制柜(700)，当备用PLC控制柜(800)接收PLC控制柜(700)信号超时情况下，备用PLC控制柜(800)电连接X射线管(100)和真空泵(300)工作。
2.根据权利要求1所述的一种X射线管加工用排气设备的控制***，其特征在于，所述真空度控制保护单元还包括有在X射线管(100)的排气管路上设置的电动气阀(200)，电动气阀(200)分别电连接PLC控制柜(700)和备用PLC控制柜(800)。
3.根据权利要求1所述的一种X射线管加工用排气设备的控制***，其特征在于，所述温度控制保护单元还包括有监测阳极靶盘(110)的温度传感器，温度传感器电连接PLC控制柜(700)和备用PLC控制柜(800)。
4.根据权利要求1所述的一种X射线管加工用排气设备的控制***，其特征在于，所述X射线管(100)的外部设置有用于驱动线圈(120)冷却的风扇(900)，所述风扇(900)电连接PLC控制柜(700)和备用PLC控制柜(800)。
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