本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于γ射源的小管徑金屬管內(nèi)異物射線無損檢測裝置，包括γ射線源、防護罩、陣列探測器、信號轉(zhuǎn)換器、固定支架、γ射線控制器和圖像處理系統(tǒng)，其中，γ射線源為Se-75輻射源，陣列探測器為碘化鍶陣列和光元件陣列以及該兩陣列間的濾光片構(gòu)成的閃爍體陣列，由γ射線源發(fā)射γ射線，穿過被檢測管道，由陣列探測器接收射線，通過信號轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換為電子信號并將其輸送到圖像處理系統(tǒng)，最后進行顯示。本發(fā)明專利技術(shù)裝置能方便、快捷、準確地實現(xiàn)小管徑金屬管內(nèi)異物檢測；采用實時顯示技術(shù)，避免了以往拍片技術(shù)帶來的各種不便；采用基于計算機圖像處理技術(shù)，圖像顯示直觀，且數(shù)據(jù)可以遠傳和存儲。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于射線檢測
，涉及一種基于Y射源的小管徑金屬管內(nèi)異物射 線無損檢測裝置，尤其適應(yīng)大型電站鍋爐過熱器管、再熱器管、水冷壁管和省煤器管管內(nèi)異 物的檢測。
技術(shù)介紹
隨著電力工業(yè)的發(fā)展，超(超)臨界機組已成為當今火力發(fā)電行業(yè)的主力機組。大 型超(超)臨界機組在近幾年已從600麗機組到1000麗機組在全球廣泛使用。 電站鍋爐是電廠的三大主要設(shè)備之一，在過熱器管、再熱器管、水冷壁管和省煤器 管(電廠通常簡稱為"四管")的安裝、檢修過程中，可能會殘留一些焊條頭、焊渣、零部件、 小石塊等異物在管內(nèi)。在超(超)臨界直流鍋爐中，有兩個原因可能致使鍋爐"四管"管 內(nèi)存在異物。 一是由于超臨界直流鍋爐在運行中蒸汽參數(shù)高，管道內(nèi)常常出現(xiàn)由于高溫氧 化而形成氧化皮脫落甚至堵塞管道的現(xiàn)象；二是由于超臨界直流鍋爐檢修時異物殘留在管 內(nèi)。由于超臨界直流鍋爐管徑比亞臨界的管徑小，尤其是超臨界機組管內(nèi)氧化皮堵塞管道 情況嚴重時，會導(dǎo)致鍋爐爆管，引起重大的安全事故和經(jīng)濟損失。 因此，在鍋爐停機檢修時及時檢測出管內(nèi)異物，尤其是檢測超臨界機組管內(nèi)氧化 皮的堆積情況顯得極為重要。管內(nèi)異物的檢測工作可以為及時更換堵塞管道提供依據(jù)，從 而減少因異物堵塞管道引發(fā)鍋爐爆管事故的發(fā)生，避免機組非計劃停機造成的重大經(jīng)濟損 失。 當前生產(chǎn)現(xiàn)場普遍采用的管內(nèi)異物檢測方法有x射線拍片檢測和割管內(nèi)窺鏡檢 測。其中，x射線拍片檢測是利用x射線對各種物質(zhì)的穿透力，檢驗物質(zhì)內(nèi)部缺陷的一種方 法。利用x射線進行"四管"管內(nèi)異物檢測時存在許多缺點，一方面是由于鍋爐"四管"管 徑透照厚度小，另一方面是由于鍋爐"四管"的透照厚度差變化大。而且該方法存在曝光量 大，洗片時間長，費用高，對人體傷害大，工作環(huán)境要求高。而采用割管內(nèi)窺鏡檢測方法需要 將可能存在異物的管道割開，檢測結(jié)束后需配合水壓試驗等安全檢測，該方法操作麻煩，檢 測周期長，人力物力耗費大。 鑒于現(xiàn)有檢測鍋爐"四管"管內(nèi)異物的技術(shù)都存在各項的缺陷和不足，因此開發(fā)一種能夠方便、快捷、準確、安全的鍋爐"四管"管內(nèi)檢測裝置顯得極為重要和迫切。 專利技術(shù)內(nèi)密 本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于Y射源的小管 徑管內(nèi)異物射線無損檢測裝置。該無損檢測裝置實現(xiàn)了對管內(nèi)異物形狀，尤其是氧化皮堆 積厚度進行準確判斷。本專利技術(shù)通過如下技術(shù)方案實現(xiàn) —種基于Y射源的小管徑金屬管內(nèi)異物射線無損檢測裝置，包括Y射線源、防護 罩、陣列探測器、信號轉(zhuǎn)換器和固定支架，該裝置還包括Y射線控制器和圖像處理系統(tǒng)，陣 列探測器的射線接收面與Y射線源的中心射線相垂直；陣列探測器將檢測到的信號通過3信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電信號后，傳輸給圖像處理系統(tǒng)，圖像處理系統(tǒng)檢測出圖像并將處理后 的圖像進行顯示；Y射線控制器與Y射線源相連接，用于控制Y射線源發(fā)射Y射線；Y 射線源置于防護罩內(nèi)，Y射線源為Se-75輻射源。 作為上述裝置的優(yōu)選方案，所述陣列探測器包括碘化鍶陣列和光電元件陣列以及 位于該兩陣列之間的濾光片。 作為上述裝置的優(yōu)選方案，所述光電元件陣列為光電倍增管陣列、CCD元件陣列或 光敏二極管陣列。 作為上述裝置的優(yōu)選方案，所述圖像處理系統(tǒng)為具有圖像處理、模式識別和圖像 校正處理功能的計算機。 作為上述裝置的優(yōu)選方案，所述異物包括超臨界或超超臨界鍋爐中小管徑金屬管 內(nèi)的氧化皮。 作為上述裝置的優(yōu)選方案，所述小管徑金屬管包括電站鍋爐中的過熱器管、再熱 器管、水冷壁管或省煤器管。 作為上述裝置的優(yōu)選方案，所述Y射線控制器包括可編程序控制器和文本顯示 器。 作為上述裝置的優(yōu)選方案，所述防護罩由固定支架支撐。 本專利技術(shù)的陣列探測器可以為碘化鍶陣列和光元件陣列以及該兩陣列間的濾光片 構(gòu)成的閃爍體陣列；光電元件陣列可采用光電備增管陣列或CCD(電子耦合器件)元件陣列 或光敏二極管陣列；Y射線控制器可采用現(xiàn)有的全自動、智能化的自動控制裝置，省去繁 雜的人工控制過程，減低勞動強度，提高曝光時間精度，減少工作人員的受輻照劑量；圖像 處理系統(tǒng)采用一臺以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，具有圖像處理、模式識別、圖像校正處理等功能模 塊構(gòu)成的設(shè)備。 采用這樣的結(jié)構(gòu)后，在檢測時，由Y射線控制器控制Y射線源發(fā)射Y射線，Y射 線穿過被測管段，Y射線強度發(fā)生一定的衰減量，而與硒輻射源的中心射線相垂直的由碘 化鍶構(gòu)成的閃爍體陣列對硒輻射源發(fā)射的Y射線強度較為敏感。當管段中存在異物時，該 管段的衰減量會比沒有存在異物管段大，通過閃爍體陣列探測器可以檢測的被檢管段對輻 射源衰減量的差異，與閃爍體并置的光電元件陣列可將閃爍體陣列輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電 信號，進而可通過計算機處理相關(guān)信號并將檢測圖像顯示出來。兩陣列間(碘化鍶陣列和 光元件陣列)的濾光片的存在，消除了雜散光對光電元件的干擾，為后續(xù)圖像處理和模式 識別以便做出精確判斷提供了必備的前提條件，使其能在紛雜的被測管段中將異物有效分 辨出來。同時，也由于發(fā)射源的針對性強，從而提高了照射圖像質(zhì)量和減低了整個裝置制造 和使用的成本。 總的來說，本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和效果 第一，檢測方便、快捷、準確。采用Se-75 Y射線源，其鋼鐵檢測厚度為4-40mm，特 別適合小管徑金屬管道無損檢測，且設(shè)備重量輕便(約15kg)、小巧； 第二，實時顯示。采用陣列探測器，并將其光信號轉(zhuǎn)換為電信號，采用基于計算機基礎(chǔ)的圖像處理系統(tǒng)，實在實時顯示檢測圖像，避免拍片帶來的各種不便； 第三，信號可以儲存和遠傳。采用光電轉(zhuǎn)換和接口技術(shù)，將拍攝信號進行轉(zhuǎn)換和遠傳至計算機，實現(xiàn)了顯示與儲存。4 下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本專利技術(shù)的具體實施作進一步詳細說明，但本專利技術(shù) 的實施并不限于此。附圖說明 圖1是實施方式中基于Y射源的小管徑金屬管內(nèi)異物射線無損檢測裝置示意圖。 具體實施例方式如圖1所示，防護罩2內(nèi)的Y射線源l為Se-75輻射源，它由固定支架10固定， Y射線源的中心射線與裝有異物4的被測管道3的另一側(cè)的陣列探測器5相垂直。陣列探 測器5為碘化鍶陣列6、作為光電元件陣列8的光電倍增管陣列以及濾光片7構(gòu)成。信號轉(zhuǎn) 接器9與圖像處理系統(tǒng)12相連接，圖像處理系統(tǒng)12是一臺以筆記本電腦為基礎(chǔ)，內(nèi)置有圖 像處理、模式識別、圖像校正處理等相應(yīng)的功能模塊的設(shè)備。Y射線源1與Y射線控制器 ll相連接，Y射線控制器11可以采用現(xiàn)有全自動、智能化的自動控制裝置，采用全中文顯 示操作指令和故障提示。本實施方式中，Y射線源1具體參數(shù)如下 屏蔽形式"S"通道； 設(shè)計源強(TBq) :3.7(100ci); 最大泄漏量《2msv/h ; 屏蔽材料貧鈾8kg ; 重量13kg; 控制部件長度10M;重量10kg; 輸源管長度2. 1MX 3 ;重量2. 3kg ; 透照厚度鋼鐵4-40mm ; 放射源Se-75 ; Y射線穿透物質(zhì)后的強度隨穿過距離呈指數(shù)衰減，其衰減規(guī)律為 /(凡￡) = /。(￡)/^(，其中I(R，E)為R深度處、能量為E的Y射線光子強度IO(E)為入射Y射線光子的強度，對于一般實際應(yīng)用入射Y射線都具有能譜分布，為了與后面計算公 式單位統(tǒng)一，這里取Y射線光子的強度單位為個/(MeV，cm2) ; y為光子線衰減系數(shù)，光 子的衰減可認為是各種導(dǎo)致光子狀態(tài)(本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于γ射源的小管徑金屬管內(nèi)異物射線無損檢測裝置，包括γ射線源（１）、防護罩（２）、陣列探測器（５）、信號轉(zhuǎn)換器（９）和固定支架（１０），其特征在于還包括γ射線控制器（１１）和圖像處理系統(tǒng)（１２），陣列探測器（５）的射線接收面與γ射線源（１）的中心射線相垂直；陣列探測器（５）將檢測到的信號通過信號轉(zhuǎn)換器（９）轉(zhuǎn)換為電信號后，傳輸給圖像處理系統(tǒng)（１２），圖像處理系統(tǒng)（１２）檢測出圖像并將處理后的圖像進行顯示；γ射線控制器（１１）與γ射線源（１）相連接，用于控制γ射線源（１）發(fā)射γ射線；γ射線源（１）置于防護罩（２）內(nèi)，γ射線源（１）為Ｓｅ－７５輻射源。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉定平，鄭錦溪，周其貴，胡劍琛，陳釗，陳茂培，林俊濱，艾志虎，
申請(專利權(quán))人：華南理工大學，廣東拓奇電力技術(shù)發(fā)展有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：81
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