專利名稱：便攜式自動測厚儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是基于γ光子與物質(zhì)相互作用中康普頓背散射效應(yīng)的射線測厚裝置，更具體說涉及一種便攜式自動測厚儀，它廣泛應(yīng)用于石油、化工、天然氣架空管道的在線無損檢測。
背景技術(shù)：
已有的管道檢測方法，例如X射線照相技術(shù)、超聲檢測技術(shù)、可視技術(shù)、脈沖渦流技術(shù)和超聲駐波技術(shù)，這些技術(shù)都因其自身的局限性，而不能滿足標(biāo)準要求，性能/價格比較差。
而本實用新型所涉及的便攜式自動測厚儀，源系統(tǒng)與探測器位于被測物體的同一側(cè)，因此不受被測管道大小的限制；不必拆除保溫層或在保溫層上鉆出檢測口，可以在線測量，不必停產(chǎn)；由筆記本電腦進行智能控制，數(shù)據(jù)處理與圖象顯示，自動化程度高，分辨率高。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種性能/價格比高的，使用γ射線源的、自動化程度高的、用于架空管道檢測的便攜式自動測厚儀。
本實用新型的技術(shù)解決方案為便攜式自動測厚儀，包括有掃描頭和升降運動機構(gòu)，掃描頭包括有γ射線源及其源屏蔽容器，前準直器，后準直器，探測器，其特征在于升降運動機構(gòu)上安裝有垂直托架，γ射線源及源屏蔽容器、前準直器安裝在垂直托架的左側(cè)，源屏蔽容器與前準直器連接在一起；后準直器、探測器通過探測器屏蔽套連接在一起，安裝在垂直托架的右側(cè)。
垂直托架中央安裝有隔離屏蔽塊。
所選取的康普頓背散射角為135°～150°范圍。
所選取的輻射源為中低能量的γ輻射137Cs或192Ir或75Se。
后準直器是多孔聚焦式的準直器，其結(jié)構(gòu)為后準直孔中央有一中心孔，中心孔四周有一圈傾斜均勻排列的聚焦孔，聚焦孔和中心孔之間的夾角為8～17°。
升降掃描運動機構(gòu)有X向運動托盤、梯形螺紋絲桿和蝸輪減速器，在X向升降運動機構(gòu)的底部采用蝸輪減速器，使升降運動更加平穩(wěn)，保正了測量精度。
后準直器是多孔聚焦式的準直器，大大提高了探測效率和檢測空間分辨率。
本實用新型和探測采傳系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)等結(jié)合，可以在線測量架空管道的壁厚。其具體特征為(1)本實用新型采用γ射線康普頓背散射掃描(CBS-Compton BackscatterScanning)技術(shù)。前準直孔方向(即初級射束前進方向)與后準直器中心孔(即散射束進入探測器的方向)之間的夾角θ為康普頓背散射角，θ≥90°時，稱為康普頓背散射。本實用新型采用的康普頓背散射角θ選在135°～150°范圍。這樣，γ輻射源和探測器均在被檢測物體的同一側(cè)。
(2)針對不同的檢測對象，可以選擇使用中低能量的γ輻射源137Cs或192Ir或75Se。
(3)整個掃描運動機械裝置分為掃描頭和自動升降運動裝置兩個部分。掃描頭包括γ輻射源及其屏蔽容器，前準直器和多孔聚焦式后準直器，以及探測器。升降運動裝置包括X向運動托盤、梯形螺紋絲桿和蝸輪減速器及步進電機。當(dāng)用便攜式電腦控制步進電機運動時，安裝有掃描頭的升降裝置作升降運動，作架空管道管壁厚度測量。
(4)探測采傳系統(tǒng)主要由探測效率高、能量分辨率好的探測器(例如碘化納閃爍晶體和光電倍增管類的)、線性放大器、不用微機插卡的多道脈沖幅度分析器、微處理器、微機接口等組成。
(5)計算機系統(tǒng)采用上位機(例如筆記本電腦)和下位機(例如微處理器)結(jié)構(gòu)，兩者之間進行通訊。
本實用新型自動化程度高、可靠性好、分辨率高、精度高，能方便地對架空鋪設(shè)的帶保溫層的工業(yè)管道進行測厚。


圖1為本實用新型工作原理圖。
圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。各圖中的標(biāo)號表示的部件如下1、γ輻射源2、雙園柱旋轉(zhuǎn)體源屏蔽容器3、前準直器(源的準直器)4、多孔聚焦式后準直器(探測器的準直器)5、探測器6、探測器屏蔽套7、線性放大器8、多道脈沖幅度分析器9、微處理器10、微機接口11、筆記本電腦12、步進電機驅(qū)動器13、打印機14、顯示器15、高壓直流電源16、低壓直流電源17、被檢測物體18、屏蔽塊19、垂直方向的托架20、X向運動托盤21、梯形螺紋絲桿22、青銅導(dǎo)向套23、螺母24、蝸輪減速機25、步進電機26、導(dǎo)向鍵27、騎縫螺釘28、四腳支架
具體實施方式
參見圖1，圖2。
便攜式自動測厚儀，包括有掃描頭和升降機構(gòu)，掃描頭包括有γ射線源1機器雙園柱旋轉(zhuǎn)體源屏蔽容器2，前準直器33，后準直器4，探測器5，其特征在于升降運動機構(gòu)上安裝有垂直托架19，γ射線源1及源屏蔽容器2、前準直器3安裝在垂直托架19的左側(cè)，源屏蔽容器2與前準直器3連接在一起；后準直器4、探測器5通過探測器屏蔽套6連接在一起，暗轉(zhuǎn)在垂直托架19中央安裝有隔離屏蔽塊18。所選取的康普頓背散射角為135°～150°范圍。所選取的輻射源為中低能量的γ輻射源137Cs或192Ir或75Se。
裝有前準直器3和γ射線源1的源屏蔽容器2和與后準直器4末端緊貼的、插在探測器屏蔽套6中的探測器5以及放在其間的屏蔽塊18安裝在垂直托架20上構(gòu)成掃描頭，都裝在托盤20的上方，處于被檢測物體17的下方。
掃描頭的升降運動，是步進電機25經(jīng)過蝸輪減速機24帶梯形螺紋絲桿21作旋轉(zhuǎn)運動，驅(qū)動螺母23作直線升降運動，螺母23與青銅導(dǎo)向套22緊配騎縫螺釘27由導(dǎo)向鍵26導(dǎo)向，帶動托盤20連同掃描頭作升降。整個掃描運動機構(gòu)安裝在可調(diào)整高度的四腳支架28上。
裝在源屏蔽容器2中心的γ射線源1發(fā)出γ射線經(jīng)前準直器3準直后入射到被檢測物體17發(fā)生康普頓背散射。后準直器4是多孔聚焦式的準直器，其結(jié)構(gòu)為后準直器中央有一中心孔，中心孔四周有一圈傾斜均勻排列的聚焦孔，聚焦孔和中心孔之間的夾角為12°。
散射射線經(jīng)過多孔聚焦式后準直器4到達插在探測器屏蔽套6中的探測器5被吸收。探測器5輸出的信號經(jīng)過線性放大器7后由多道脈沖幅度分析器8作分析，將這些數(shù)據(jù)存儲在微處理器9中，再經(jīng)微機接口10送至微機11中進行數(shù)據(jù)處理，其結(jié)果由打印機13或顯示器14顯示。
權(quán)利要求1.便攜式自動測厚儀，包括有掃描頭和升降運動機構(gòu)，掃描頭包括有γ射線源及其源屏蔽容器，前準直器，后準直器，探測器，其特征在于升降運動機構(gòu)上安裝有垂直托架，γ射線源及源屏蔽容器、前準直器安裝在垂直托架的左側(cè)，源屏蔽容器與前準直器連接在一起；后準直器、探測器通過探測器屏蔽套連接在一起，安裝在垂直托架的右側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式自動測厚儀，其特征在于垂直托架中央安裝有隔離屏蔽塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式自動測厚儀，其特征在于所選取的康普頓背散射角為135°～150°范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式自動測厚儀，其特征在于所選取的輻射源為中低能量的γ輻射源137Cs或192Ir或75Se。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式自動測厚儀，其特征在于后準直器是多孔聚焦式的準直器，其結(jié)構(gòu)為后準直器中央有一中心孔，中心孔四周有一圈傾斜均勻排列的聚焦孔，聚焦孔和中心孔之間的夾角為8～17°。
專利摘要便攜式自動測厚儀，包括有掃描頭和升降運動機構(gòu)，源屏蔽容器、前準直器、后準直器、屏蔽塊等組成結(jié)構(gòu)緊湊的掃描頭，由X向運動托盤、步進電機、絲桿和蝸輪減速器等組成升降運動機構(gòu)。將掃描頭安裝在升降運動機構(gòu)上，由筆記本電腦按程序控制掃描和進行數(shù)據(jù)處理與圖象顯示。本實用新型自動化程度高，可靠性好，分辨率高，精度高，能方便地對架空鋪設(shè)的帶保溫層的工業(yè)壓力管道進行測厚。它廣泛應(yīng)用于石油、化工、天然氣工業(yè)架空壓力管道的在線無損檢測。
文檔編號G01B15/02GK2550721SQ0226299
公開日2003年5月14日 申請日期2002年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月7日
發(fā)明者丁厚本, 丁莉, 王效忠, 汪子明, 戴傳芳 申請人:丁莉