Cơ quan chủ trì: Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân
Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS.NCVC Nguyễn Phúc 8356 HÀ N
Ộ
I, THÁNG 12/2010
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM


8356 HÀ N
Ộ
I, THÁNG 9/2010DANH SÁCH THAM GIA ĐỀ TÀI 1. Nguyễn Phúc PGS.TS. NCVC Viện KH&KTHN(TTGT&DT)
2. Nguyễn Văn Sĩ KS Viện KH&KTHN(TTKTHN)
3. Lê Tiến Quân KS NCVC Viện KH&KTHN(TTKTHN)
4. Trịnh An Tuấn KS NCV Viện KH&KTHN(TTGT&DT)
5. Nguyễn Mạnh Hùng KTV Viện KH&KTHN(TTGT&DT)
6. Trịnh Đình Trường KS NCV Viện KH&KTHN(TTGT&DT)
7. Đặng Quang Thiệu TS NCV Viện KH&KTHN(TTGT&DT
)


II.2 Tổng quan máy chụp X quang công nghiệp
Phần III Thực nghiệm thiết kế, chế tạo thiết bị
III.1 Phân tích ưu nhược điểm lựa chọn mô hình
III.2 Thiết kế chi tiết một thiết bị chụp ảnh X quang công nghiệp theo
hướng kh
ả thi nhất
III.3 Chế tạo thiết bị chụp ảnh X quang công nghiệp
III.3.1 Chế tạo thử nghiệm ống phát tia x
III,3.2 Chế tạo khối điều khiển
III.3.3 Ghép nối tổng thể các bộ phận của thiết bị, đo đạc, điều chỉnh
thiết bị
III.4 Kiểm tra thử nghiệm thiết bị tại phòng thí nghiệm NDT
III.5 Thử nghiệm ứng dụng máy chụp X quang công nghi
ệp tại hiện
trường
III.6 Đánh giá các ưu nhược điểm của thiết bị thử nghiệm
IV Kết luận
Phụ lục

1
2
3
5
5

6
26
26
31 CÁC TỪ KHÓA

1. NDT Kiểm tra không phs hủy.
2. Máy chụp X quang công nghiệp Là thiết bị phát tia X được sử dụng để chụp
ảnh khuyết tật các vật liệu và các mối hàn kim loại.
3. Khối biến đổi AC-DC-AC là khối biến đổi dòng điện xoay chiều 220 v tần số
50 Hz thành dòng DC trung gian sau đó phát ra dòng điện xoay chiều có điện áp
và tần số theo nhu cầu sử dụng.


n có cấu trúc hộp, bên trong có các bản mạch điện tử, các linh
kiện điện tử công suất, trên mặt hộp có các phím vận hành, chuyển mạch và
các đèn chỉ thị.
Khối điều khiển sử dụng cầu chỉnh lưu silic điều khiển tín hiệu pha. Thế
chỉnh lưu được làm bằng thành thế một chiều nhờ mạch lọc LC. Thế DC này
nuôi máy phát xung đơn cực công xuấ
t có tần số thay đổi được bằng mạch
tích thoát trên linh kiện silic. Xung này được gửi đến biến thế xung cao thế.
Việc thay đổi tự động tần số xung đơn cực làm ổn định dòng phát tia X.
Chúng tôi đã hoàn thành thiết kế và chế tạo thiết bị phát tia X công nghiệp.
Thiết bị gồm khối điều khiển (phần cứng - thiết kế, chế tạo các bản mạch điện
tử: bản CPU trên mạch vi điều khiển, bản mạch điều khiển thế, bản mạch điều
khiển dòng, bản mạch ghép nối vào /ra. Phần mềm - đã viết tất cả các chương
trình điều hành cần thiết); đã thiết kế chế tạo bộ đầu phát tia X).
Sau khi lắp đặt chúng tôi đã tiến hành đánh giá các thông số cơ bản của thiết
b
ị ( cao thế ra cực đại 200 kV với sai số ±2%, dòng ra 5mA).
Chúng tôi cũng sử dụng thành công thiết bị để chụp ảnh các mối hàn hồ
quang trong công nghiệp.

2

board, PC Board for H.V. control, PCBoard for tube current stable, Interface
Board for all operating buttons, time setting, displays and Software- program)
and head of X-ray generator.
We have tested the electronic parameters of all test points and the main
parameters of equipment
(the accuracy ±2% of Output High Voltage 200 kV
and Tube current 5 mA).
We also have successful used the Portable Industrial X-Ray Equipment to
evaluate the welds in industry.
3 Các nội dung chính của báo cáo

Phần I- Mở đầu

Đặt vấn đề xuất xứ đề tài
Cho đến nay máy chụp X quang công nghiệp chưa có cơ sở nghiên cứu và
công ty nào trong nước, hoặc công ty ngoại quốc nào ở trên lãnh thổ Việt
Nam nghiên cứu, chế tạo.
Hiện nay tại Việt Nam sử dụng khoảng hai trăm máy chụp X quang công
nghiệp của hai thế hệ. Tuy nhiên do thiếu kinh nghiệm trong khâu chuyển
giao công ngh
ệ cũng như khả năng tự bảo dưỡng và sửa chữa của các cơ sở,

u hình tối ưu, khả thi để chế tạo một máy chụp X quang công nghiệp.
Nội dung 2: Thiết kế chi tiết một máy chụp X quang công nghiệp theo
hướng khả thi nhất.
- Thiết kế chi tiết khối điều khiển.

4
- Thiết kế chi tiết bộ đầu phát
Nội dung 3: Chế tạo một máy chụp X quang công nghiệp với các chức năng
cơ bản nhất đáp ứng được yêu cầu của phép chụp ảnh công nghiệp, gồm các
công việc sau
- Chế tạo khối đầu phát.
- Chế tạo khối điều khiển trung tâm.
- Chế tạo khối ổn thế, ổn dòng công suất cao.
- Chế tạo kh
ối ghép nối trung gian để đo đạc, điều khiển và chỉ thị các thông
số của thiết bị.
Ghép nối tổng thể các bộ phận của thiết bị, đo đạc điều chỉnh thiết bị.
Nội dung 4: Thử nghiệm thiết bị gồm các bước sau:
- Thử nghiệm đánh giá thông số thiết bị tại phòng thí nghiệm.
- Thử nghiệm ứng d
ụng máy chụp X quang công nghiệp tại hiện trường.
Đánh giá các ưu, nhược điểm của thiết bị thử nghiệm được chế tạo, đưa ra
các giải pháp tăng cường chất lượng thiết bị , chuẩn bị cơ sở cho dự án sản
xuất thử.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài, thời gian thực hiện
Thực chất đây là hoạ
t động chuyển giao công nghệ, nội địa hóa máy chụp X
quang công nghiệp, so với quốc tế không mới nhưng ở Việt nam là sản phẩm
mới, chưa ai nghiên cứu chế tạo.

II.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài và trong nước có liên quan trực
tiếp đến nội dung nghiên cứu của đề tài

II.1.1. Ngoài nước
Máy phát tia X và ứng dụng nó vào nghiên cứu và đời sống đã có từ năm
1896, tuy nhiên hoàn thiện các máy phát tia X và các lĩnh vực ứng dụng nó
được phát triển không ngừng. Cho đến nay nhiều kỹ thuật vẫn được nghiên
cứu phát triển, nhiều công nghệ đã được thương mại hóa như
máy chụp X
quang y tế (các máy chụp phim phẳng, máy chụp cắt lớp); máy chụp X quang
công nghiệp và các máy phân tích huỳnh quang, nhiễu xạ tia X. Đối tượng
của đề tài này là chế tạo máy chụp X quang công nghiệp, về nguyên tắc
không khác máy chụp X quang y tế và các máy phân tích huỳnh quang, nhiễu
xạ tia X, tuy nhiên nó có các thông số kỹ thuật rất khác nhau và các yêu cầu
ổn định khác nhau.
Cho đến nay các máy X quang công nghiệp có thể chia ra hai thế hệ
Thế hệ cũ: Biến thế cao thế bằng lõi s
ắt từ, nâng thế từ nguồn điện 50 Hz,
cách điện bằng đầu, làm nguội bằng nước, cấu trúc cồng kềnh, không có bộ
CPU thông minh, không có phần mềm. Tuy nhiên thiết bị bền, dễ bảo dưỡng.
Thế hệ mới: Biến thế cao thế bằng lõi ferit, kết hợp các mạch nhân thế nâng
thế từ nguồn điện cao tần khoảng 20 kHz, cách điện bằng khí, làm nguội bằ
ng
quạt, cấu trúc gọn nhẹ, có bộ CPU thông minh, có phần mềm điều khiển, bảo
vệ. Tuy nhiên khó bảo dưỡng vì không có trợ giúp của hãng chế tạo.
Việc phân chia các thế hệ như trên cũng chỉ là tương đối, ngoài các thế hệ
theo phân chia ở trên còn có
một dòng máy được sản xuất bởi các nước đi sau
như Nhật Bản, Trung Quốc: Dòng máy này có cấu trúc phần cứng thừa hưởng
của thế hệ cũ, nhưng có những cải tiến như sử dụng biến thế lõi Ferit, làm mát

II.2.1.1. Khái quát

Thế hệ cũ của máy phát tia X được đánh dấu bằng việc phát minh ra đèn phát
tia X và máy biến thế thông thường sử dụng lõi biến thế sắt từ, dây emay và
vật liệu cách điện thông thường.
Chính vì vậy máy phát tia X thế hệ cũ rất to, cồng kềnh và nặng. Nó được sử
dụng chủ yếu trong y tế, tại các bệnh viện máy phát tia X được lắp cố định,
được sử dụng ch
ụp ảnh X quang cho người. Máy phát tia X thế hệ cũ được
chế tạo nửa đầu thế kỷ 20, đặc biệt phát triển trong chiến tranh thế giới thư 2.
Tuy máy phát tia X thế hệ cũ còn nhiều yếu điểm như quá cồng kềnh và khả
năng xuyên tia kém, song nó cũng đáp ứng được các yêu cầu trong việc chuẩn
đoán chức năng hình ảnh và được lắp đặt rộng rãi trong các bệnh viện l
ớn.

II.2.1.2. Nguyên lý cơ bản máy phát tia X thế hệ cũ
Máy phát tia X thế hệ cũ có cấu tạo rất đơn giản, áp dụng công nghệ chế tạo
rất thô sơ và đây không phải là đối tượng nghiên cứu kỹ của đề tài, chính vì
vậy chúng tôi chỉ trình bày sơ lược.
Máy phát tia X thế hệ cũ bao gồm các khối cơ bản : Khối 1 là máy biến thế
có thể đưa điện áp hạ th
ế (100V-220V tần số 50Hz-60Hz) lên điện áp từ vài
chục đến vài trăm kV để cung cấp cho đèn phát tia X, khối 2 là máy biến thế
cung cấp điện áp cho sợi đốt đèn phát tia X, khối 3 là đèn phát tia X và khối 4
các thiết bị bảo vệ.

Biến thế cao thế gồm hai cuộn dây, cuộn vào sơ cấp có thể thay đổi được,
cuộn ra thứ cấp cố định là lối ra cao áp cung cấp cho đèn phát tia X. Để thay
đổi cao áp cấp cho đèn phát người ta thay đổi số vòng dây cuộn sơ cấp. Lõi
biến thế là thép sắt từ chất lượng cao có độ từ thẩm trung bình nên đòi hỏi

cao áp, đồng hồ thời gian, các núm chức năng điề
u khiển và các đèn chỉ thị.
- Nguồn điện: Lấy từ nguồn điện lưới 110V-220V tần số 50Hz-60Hz được
đưa vào biến thế và cấp điện cho toàn bộ máy hoạt đông thông qua cầu chì
tổng, cầu chì tự động, khởi động từ nhiệm vụ cắt /đóng nguồn khi có tín hiệu
điều khiển.
- Biến thế trung thế tự ngẫu: Từ đ
iện áp lưới, bằng quay con trượt trên biến
thế tự ngẫu biến thành điện áp thay đổi được từ 0V đến cỡ 1000V cung cấp
cho biến thế cao áp.
- Đồng hồ đo cao áp: Để đo điện áp cao thế trong ống phóng người ta đo gián
tiếp điện áp lối ra của biến thế tự ngẫu trung gian và nhân hệ số biến đổi của
biến thế cao thế.
- Bi
ến thế cấp dòng cho sợi đốt đèn phát tia: Cường độ chùm tia X phụ thuộc
dòng điện tử được gia tốc trong điện trường Anot và Catot của đèn. Dòng
điện tử này lớn hay bé tuỳ thuộc mật độ đám mây điện tử được tạo ra ở katot,
tức là phụ thuộc dòng trên sợi đốt. Do đó biến thế sợi đốt điều khiển cường độ

tia X.
- Đồng hồ đo dòng phát tia là đo dòng điện tử đi từ Catot đến Anot
- Bộ đếm đặt thời gian phát tia: Một đồng hộ cơ được gắn vào bàn điều khiển,
trong mỗi lần phát tia người ta xoay kim đồng hồ đến một giá trị thời gian nào
đó và đồng hồ sẽ đếm ngược trong quá trình phát tia, khi đến 0 (hết thời gian)
tạo ra tín hiệu điều khiển cắt khở
i động từ cấp điện cho các biến thế. Máy

8
chuyển sang trạng thái dừng, các phần khác của thiết bị vẫn lầm việc để làm
mát thiết bị.

hoạt đông tr
ở lại.
- Đèn phát tia X: Toàn bộ đèn phát tia X nằm gọn trong ống phóng và gắn
chặt với vỏ ống. Cửa phát tia hướng ra ngoài thông qua cửa ống phóng. Cửa
ống phóng làm từ vật liệu nhẹ như Plastics hay nhôm mỏng giúp cho tia X đi
qua dễ dàng.
- Hệ thống toả nhiệt cho đèn phát tia X: Khi đèn phát hoạt động, 90% năng
lượng của nguồn điện sinh nhiệt gây nóng Anot của đèn, để toả nhiệt người ta
gắn vào Anot đèn phát thanh dẫn nhiệt tốt có khả năng chịu nhiệt. Thanh dẫn
nhiệt này được kéo dài từ Anot ra ngoài vỏ đèn và được gắn với bộ tản nhiệt.
- Bộ tản nhiệt của đèn là những cánh tản nhiệt nằm trọn vẹn trong ống phóng
và truyền nhiệt ra ngoài vỏ thông qua dầu biến thế. Về sau người ta gắn vào
tấm tản nhiệt đường ống kim loại hình xo
ắn ruột gà và đường ống này được
dẫn ra ngoài. Để làm nguội nhanh chóng người ta dùng bơm nhỏ bơm nước
vào đường ống để tải nhiệt ra ngoài. Việc toả nhiệt bằng nước tuy cồng kềnh
nhưng người ta nối bơm vào dàn ống toả nhiệt bằng đường ống mềm nên
cũng đảm bảo cho máy di chuyển linh hoạt.

9
- Hệ thống toả nhiệt bằng nước làm cho máy hoạt động tốt và hiệu quả phát
tia cao, máy có thể phát tia liên tục trong thời gian dài
.
- Rơle bảo vệ quá nhiệt: Để bảo vệ đèn phát tia người ta gắn một rơle nhiệt
vào cánh tản nhiệt của đèn, khi quá nhiệt phát tín hiệu để khởi động từ cắt
điện, khi nhiệt độ hạ thấp rơle này lại cho phép đóng điện cho máy.
- Hệ thống bảo vệ phóng xạ ngược hướng: Để chặn tia phóng xạ ngược hướng
phát, làm giảm suấ
t liều cho người vận hành thiết bị, người ta lót một lớp chì
xung quanh thành ống trong đoạn đặt đèn phát tia chỉ để lại một lỗ nhỏ theo
Hình 2.2 Sơ đồ khối thiết bị phát tia X thế hệ mới
Ảnh một thiết bị phát tia X thế hệ mới trên hình 2.3
Đầu phát tia X: Là thiết bị công nghệ cao phát ra tia X ổn định vùng năng
lượng (từ 100 KeV đến 400 KeV), cường độ hàng chục mA đáp ứng với bài
Tia
X
AC 220 v
Điện công suất
Biến thế
cao áp
Đầu phát
SF6
Biến đổi
AC-DC
Điều khiển
Thế
Điều khiển
Dßng
Điều khiển
trung tâm
Bàn phím
và chỉ thị
Điều khiển
từ xa
Katot
Bi
a
-An

p lên Katot của đèn phát tia X. Đồng thời từ lối
ra của biến thế này có trích phần điện áp cần thiết để đốt Katot của ống phóng
tạo ra nguồn điện tử, thế đốt này nằm trên nền cao thế gia tốc điện tử. Trong

11
chu kỳ âm của cao thế (phía Catot), các điện tử được bật ra khỏi Catot và
được gia tốc thẳng trên cao áp khoảng 300KV.
Loại cao áp DC: Dùng biến thế xung trên xuyến Ferit tăng thế từ đầu vào,
xung tần số khoảng 20 KHz, biên độ khoảng 300V công suất khoảng 400 watt
thành xung cao thế tần số khoảng 20 KHz biên độ khoảng vài chục KV, đồng
thời trích thế từ biến thế để đốt Katot ống phóng (lưu ý thế đốt trên nền cao áp
DC). Từ điện áp xung ra của biến thế này được chỉnh lưu và nhân thế đến cao
thế DC khoảng 300 KV bằng các diot chỉnh lưu và các tụ lọc cao áp. Cao thế
này liên tục gia tốc điện tử từ Katot ống phóng. Cấu trúc kiểu này có phức tạp
hơn cấu trúc gia tốc cao thế AC nhưng có nhiều tiện lợi hơn trong việc chế
tạo cách điện cao thế và dòng gia tốc liên tục hơn.
Ống phát tia X
Thực chất là ống gia tốc điện tử thẳng, ống phát tia X có thể bằng thuỷ tinh
hay bằng gốm chân không cao, nhờ hệ đốt Catot phát ra đám mây điện tử,
dưới tác dụng của cao áp gia tốc, đám mây điện tử được bứt ra khỏi Catot và
được tăng tốc, đến năng lượng khoảng 300 KV và bị bia chặn lại và phát bức
xạ hãm đó là tia X. Bia chính là Anot của ống phát tia X th
ường làm bằng
Wonfram và được nối với đất và các tấm tỏa nhiệt có khả năng tiếp cận ra
ngoài không khí.
Các bộ phận phụ
- Đầu đo áp suất: gồm sensor áp suất khi SF6 và bộ chỉ thị;
- Rơle áp suất: Rơle áp suất này sẽ phát tín hiệu ngắt khi áp suất khí trong
ống gia tốc thấp hơn một gíá trị danh định;
- Rơle nhiệt tại hai vùng trong ống gia tốc: Vùng biến thế cao th

gia tốc ổn định cho ống phát tia X; khối điều khiển dòng tạo ra chuổi xung
điều khiển tần số và độ rộng xung thế công xuất cung cấp cho biến thế cao áp
ống phóng tia X; Bộ công suât biến đổi AC-DC-AC-DC công xuất cung cấp
cho biế
n thế cao thế; Bộ tạo các nguồn thấp áp nuôi toàn bộ hệ thống.
Hình 2.4 Ảnh mặt trước và sau của khối điều khiển máy phát X của hãng GE

Sau đây xin trình bày chi tiết các khối kể trên.
Khối CPU
Thông thường đây là SBC hoàn chỉnh (xem hình 2.6 ) Gồm vi mạch vi xử lý
(Microprocessor) hoặc vi điều khiển (Microcontroller), bộ nhớ chương trình
ROM, bộ nhớ số liệu RAM, dung lượng tuỳ yêu cầu cụ thể, BUS song song
tín hiệu ra điều khiển, BUS song song tín hiệu vào từ các trạng thái và điều

13
khiển từ ngoại vi, ghép nối bàn phím để lập trình, ghi và gọi chương trình, số
liệu với bộ nhớ, in kết quả và có khả năng kết nối với các thiết bị ngoại vi mở
rộng như màn hình , BUS nối tiếp để đưa số liệu ra chỉ thị, bộ phát nhịp, bộ
kiểm soát hoạt động hệ thống Khối CPU hoạt động như sau: Khi chuyển
mạch
điện cung cấp vào vị trí “ON” cung cấp các nguồn điện thấp áp cần
thiết cho các bản mạch, mạch vi điều khiển bắt đầu hoạt động nhờ máy phát
nhịp thạch anh và hệ thống CPU nhờ tín hiệu “ Reset” từ mạch kiểm soát hệ
thống Max813 đưa hệ thống vào trạng thái xuất phát, sẳn sàng nhận lệnh;

dòn
g
Đ/K
thế
AC
DC
AC
Ghi
đ
ệm

Nhớ ROM
Nhớ RAM
Vi mạch trung tâm
Phát nhịp
Vi mạch
kiể
m
soát
Ghi đệm
Phím khởi động,dừng
Bàn phím
AC 220 v Điện công suất
Biến đổi
AC-DC
Điều khiển
Thế
Điều khiển
Dßng
Điều khiển

dừng phát tia X bằng cách ấn phím “Stop” trực tiếp trên máy hoặc từ phím
điều khiển từ xa (dừng tức thì) hoặc khi bộ đếm thời gian về không. Có thể
lập trình chế độ luyện ống phóng, chế độ luân phiên chiếu và nghỉ. Trong quá
trình chiếu thiết bị luôn luôn kiểm tra các trạng thái ho
ạt động bình thường
của máy, nếu có sự cố máy sẽ dừng phát tia x ngay lập tức.
Khối bàn phím, chỉ thị
Đây là hệ thống giao diện giửa thiết bị và người vận hành. Hệ bàn phím và
các nút bấm riêng rẽ để lập trình và đưa các lệnh vào thiết bị; hệ chỉ thị gồm
màn hình tinh thể lỏng và các đèn cảnh báo. Sơ đồ khối hình 2.7, gồm khối
điều khiển quét bàn phím và
điều khiển đồng bộ ra màn hình tinh thể lỏng.
Bộ điều khiển quét bàn phím hoạt động như sau
Các phím Khởi động và dừng vào trực tiếp không qua khối quét. Để lấy
thông tin từ bàn phím khối điều khiển tuần hoàn phát 4 xung quét lệch nhau
để quét 4 hàng của bàn phím; trạng thái bàn phím từng nhịp một đưa trạng
thái của 8 cột của hàng tương ứng vào thanh ghi đệm, CPU nhờ giải mã mà
nhận biết

đặt thế điều khiển; bộ biến đổi F-V; bộ cộng tương tự; các mạch so sánh; bộ
chọn pha mở các thiristor chỉnh lưu; mạch vi sai; mạch tích phân và bộ phát
xung điề
u khiển cho bộ chỉnh lưu hai nửa chu kỳ trên thyristor công suất.
Bộ này hoạt động như sau: Khi đặt một giá trị thế Vo ứng với thế cao áp trên
ống phóng tia X giá trị KVo; nếu giá trị lối ra của bộ tổng tương tự còn nhỏ
hơn giá trị đặt Vo thì qua mạch so sánh gửi tín hiệu về CPU báo cho CPU
tăng tần số phát, tần số này được bộ biến đổi F-V biến thành thế, tần số
tăng
nên mức thế này tăng và đến khi thế ra của bộ tổng bằng giá trị Vo CPU giử
nguyên tần số đó và ngược lại nếu giá trị này lớn quá thì CPU giảm tần số.
Giá trị thế này được so sánh với giá trị thực DC trên lối ra bộ chỉnh lưu bằng
bộ vi sai; lối ra bộ vi sai được tích phân để tránh các tín hiệu nhiễu có biên độ
Nếu do một lý do nào đó mà điện áp DC trên lối ra chỉnh l
ưu quá lớn thì một
mạch so sánh khác báo cho CPU biết để xử lý sự cố.
Trên đây là trình bày nguyên lý, trong thực tế để tránh các can nhiễu vì đây là
hệ phát xung tần số khá cao và công suất lớn đòi hỏi rất kỳ công và kinh
nghiệm. Ví dụ như để trích phần thế cao DC sau chỉnh lưu khoảng vài trăm
von có thiết bị ngoài dùng cách chia thế còn dùng các thủ tục số hóa (biến đổi
V-F) tại vùng thế cao công suất rồi gửi
đến bộ điều khiển thế, tại đây lại biến
đổi ngược lại (biến đổi V-F) rồi mới sử dụng.
Khối điều khiển dòng
Trên hình 2.9 là sơ đồ khối khối điều khiển dòng, bao gồm những phần cơ
bản sau: Mạch điều khiển ON/OFF phát tia X, mạch kiểm tra, chỉ thị dòng tia
X, mạch đặt dòng tia X, mạch tích phân, mạch phát xung điề
u khiển thiristor
phát cao thế cho ống phóng.
Hoạt động của bộ điều khiển dòng như sau: Khi người vận hành ấn phím bắt
đầu chiếu “ON”, sau một thời gian trễ cần thiết CPU phát tín hiệu HV close
đến khối điều khiển dòng cho phép hệ điều khiển dòng làm việc và gửi tín
hiệu làm sáng đèn cảnh báo có nguồn ở đầu phát. Cho phép bộ định mức
dòng đưa tín hiệu định mức từ b
ộ chia thế vào bộ tổng dòng vi sai; mức thế
này được tích phân để tránh các can nhiễu và đưa hệ thống điều khiển tăng
dòng từ từ đến giá trị đặt. Mức tìn hiệu này đưa vào bộ phát tín hiệu điều
khiển dòng trên vi mạch thời gian LM 555; tần số và độ rộng xung này quyết
định dòng tia X của đầu phát. Việc ổn định dòng tia X bằng mạch lấy dòng
phản hồi và mạch khuế
ch đại vi sai.
Tích phân

17
Khối biến đổi AC-DC-AC công suất
Sơ đồ khối bộ biến đổi AC-DC-AC trên hình 2.10, gồm có các mạch sau:
Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ trên hai Thiristor chỉnh lưu; tụ và mạch lọc
thế DC và bộ phát tần số khoảng 20 KHz công suất trên hai Thiristor phát.
Hình 2.10 Sơ đồ khối biến đổi AC-DC-AC công suất

Hoạt động của bộ biến đổi như sau
Xung điều khi
ển đồng bộ với pha điện AC từ khối điều khiển thế lần lượt mở
hai Thyristor chỉnh lưu; tùy theo thế đặt và thế trên tụ lọc mà mở nhiều hay ít,
sớm hay muộn pha điện AC lối vào; Sau chỉnh lưu là mạch lọc trên LC, điện
áp cao DC khoảng vài ba trăm von khá ổn định được phản hồi về khối điều
khiển thế để
ổn thế. Điện thế DC công suất này cung cấp trực tiếp cho bộ phát
cho biến áp cao thế.

chỉnh lưu
Biến thế
Cao thế
Điều khiển
dòn
g
Thiristor phát
Thiristor phát

18
II.2.3.1. Máy chụp ảnh X quang model 200EG-S3 của Nhật bản (Hình
2.11)
Thông tin chung
Thiết bị 200EG-S3 là máy chụp ảnh X quang công nghiệp xách tay hoàn toàn
tự động. Thiết bị có ống phát tia X bằng gốm, cách điện bằng khí và anode
nối đất. Được thiết kế gọn, nhẹ, hoàn toàn tự động, rất thích hợp cho việc
chụp ảnh tia X tại hiện trường. Khi cao thế cho ống phát và thời gian chiếu
được thiết lập, người sử dụng có th
ể vận hành máy liên tục chỉ cần một lần
nhấn nút. Như vậy nên năng suất và hiệu quả rất cao.
Cấu trúc của hệ máy gồm những thành phần chính sau: Ống phát tia X, bộ
điều khiển, khối điều khiển từ xa và các phụ kiện.
1.Ống phát tia X
Trong ống phát tia X có một đèn phát tia X bằng gốm, một biến thế cao thế
và một số linh kiện khác như sensor và rơle nhi
ệt, đầu đo và rơle áp suất. Việc
cách điện được thực hiện bằng khí SF6 có sức bền điện môi cực kỳ tốt với
điện thế cao. Một bộ toả nhiệt có quạt được gắn ở đuôi ống phát để làm nguội
máy. Ngoài ra trong ống phát tia X còn có mạch chỉ thị đèn nháy để cảnh báo
khi máy đang phát tia X.

Kích thước chùm tia: 2mm x 2mm
Phim chụp: Có độ đen D=1,5
Ổn định thế: Trong vùng ±2%
Ổn định dòng: Trong vùng ±5%

20
Công suất tiêu thụ: 2,4 kVA, với nguồn từ 190V đến 240V tần số 50/60Hz
Nhiệt độ môi trường từ −10
o
C đến +40
o
C
Khí cách điện: SF6 áp suất 5at.
Máy còn có hệ khoá liên động và điều khiển từ xa.
4. Mạch điện tử của máy
Sơ đồ khối của máy trên hình 2.12 trang sau, thiết bị có ba khối điện tử
chính: Các khối điều khiển cao thế KV1 và KV2, khối điều khiển và ổn định
dòng phát CS và khối đặt và chỉ thị thời gian. Ngoài ra máy còn có mạch nuôi
thấp áp, các biến thế công suất, các đèn chỉ thị và quạt làm mát đặt trên và
trong vỏ máy.
Việc điều khiển cao thế cho ống phóng tia X, ổn định dòng phát của ống
phóng d
ựa trên việc điều khiển thời gian đóng mở của thyristor SCR ( Silicon
Controlled Rectifier), khối điều khiển sẽ điều khiển bộ nắn dòng hai nửa chu
kỳ dùng SCR. Thế xoay chiều của điện lưới sẽ biến đổi thành thế một chiều
có mấp mô được lọc qua mạch lọc LC. Độ lớn của điện thế phụ thuộc vào các
mạch điề
u khiển KV. Điện thế một chiều này sẽ nuôi cho hệ tạo xung một
phân cực. Xung này có độ rộng thay đổi được, điều khiển qua mạch ổn định
dòng phát của ống phát tia X. Việc điều khiển cũng qua các linh kiện SCR.