一种便携式小型X光机的研究

的热电子撞击金属靶产生的。２００４ 年日本公司成功地开发出可以置于人
司都相继开发了安全检测装置， 特别是 Ｘ 光机更是得到广泛应用。但是，
体内的微型 Ｘ 射线源， 采用了从超微细的碳纳管发出的电子使得 Ｘ 射线
目 前 市 场 上 的 大 部 分 产 品 只 是 适 用 于 保 安 、海 关 等 部 门 安 全 检 查 的 大 型
性研究 ［ Ｇ］ ／／第十一届全国空间结构会议论文集． 保定：［ 出版者不详］ ，
地震输入的频谱特性与网壳自身的频谱特性相近， 网壳结构的动力响应 较大。对实际工程的动力稳定问题， 应根据设计场地类型选用多条地震 动输入分别计算。
２００５：２３１－ ２３５．
［ ４］ 郭 海 山 ， 沈 世 钊．单 层 网 壳 结 构 动 力 稳 定 性 性 分 析 方 法［ Ｊ］ ．建 筑 结
机微型化成为可能。
设备， 价格都很昂贵， 不利于推广应用。本课题所研究的 Ｘ 光机是在现有
（ ３） Ｘ 光机的直接数字化趋向。当今时代是数字化的时代， 体现在 Ｘ
的小型 Ｘ 光机的基础上加以改进并做进一步数字化研究的新产品， 在小 型物品的检测方面具有优势， 且价格低廉， 便于推广。
１ 便携式小型 Ｘ 光机及其特点
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王永岗， 阎晓伟， 常晓明 一种便携式小型 Ｘ 光机的研究
本刊 Ｅ－ ｍａｉｌ：ｂｊｂ＠ｍａｉｌ．ｓｘｉｎｆｏ．ｎｅｔ 科技研讨
器输出电压的调节以及对 Ｘ 射线管阴极灯丝电流的控制。使用新电路以 后， 不仅减小了系统的体积， 也为整个系统的进一步智能化奠定了基础。
另外， 改进了高压模块的制作工艺， 形成了一个对外绝缘性能很好 的模块， 这些结构和工艺上的改进简化了系统的布局， 使整个系统的组 成更为紧凑。
ＣＣＤ 摄像机
感光板
被
测
反光镜
物
Ｘ 射线
４０ ｋＶ 高压模块 ２４ Ｖ ＧＮＤ 电源 ５Ｖ
图 ３ 小型 Ｘ 光机系统构成示意图
３ 系统的实现及实验法
３．１ 实现方案 为了进一步减小体积， 需要把高压模块集成， 主要从两个方面入手：
一方面在控制电路上采用嵌入式系统， 应用新的集成电路芯片后使得控
制电路板面积大为减小； 另一方面， 在高压模块的设计工艺中采用了新 工艺， 使其各项性能大为提高。 ３．２ 实验结果 ３．２．１ 检测物品效果
３ 个特点。 （ １） Ｘ 光机的分类更细、专业性更强， 特别是在 Ｘ 射线无损检测设备
方 面 更 突 出 地 体 现 了 这 一 点 。例 如 国 内 公 司 针 对 不 同 类 型 的 钢 管 设 计 生 产的钢管无损检测系列机的多种检测机。
（ ２） Ｘ 射线光源的研究发展。传统的 Ｘ 射线光源都是由 Ｘ 射线管中
系 ２００４ 级在读硕士研究生， 山西省太原市， ０３００２４．
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｆａｉｌｕｒ ｅ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｙｌｉｎｄｒ ｉｃａｌ Ｒｅｔｉｃｕｌａｔｅｄ Ｓｈｅｌｌ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｅａｒ ｔｈｑｕａｋｅ
ＬＩ Ｘｉａ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ： Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｄｙｎａｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ ＤＹＮＡ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ － ｌａｙｅｒ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｒｅｔｉｃｕｌａｔｅｄ ｓｈｅｌｌ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ， ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｌｅｓｓ， ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｄａｌ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｔｉｃｕｌａｔｅｄ ｓｈｅｌｌ ｗｉｌｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｌｉｎｅａｒｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｉｓ ｔｈｅ ｅｌａｓｔｉｃ ｏｎｅ， ａｎｄ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｗｉｌｌ ｐｉｃｋｅｄ ｕｐ， ｓｏｍｅ ｍｅｍｂｅｒ ｂａｒｓ ｅｎｔｅｒ ｔｈｅ ｐｌａｓｔｉｃ ｓｔａｇｅ， ａｎｄ ｗｈｅｎ ｉｔ ｒｅａｃｈ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｅｉｇｅｎｖａｌｕｅ， ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｗｉｌｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｂｙ ａ ｗｉｄｅ ｍａｒｇｉｎ， ａｎｄ ａｔ ｔｈｉｓ ｍｏｍｅｎｔ， ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｉｌｌ ｌｏｓｓ ｉｔｓ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ， ａｎｄ ｉｎｐｕｔｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｗａｖｅ ａｌｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｔｈｅ ｄｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｗｉｌｌ ｏｃｃｕｒ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ Ｘ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｔ ｆｉｒｓｔ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ： ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｒｅｔｉｃｕｌａｔｅｄ ｓｈｅｌｌ； ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｗａｖｅ； ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ； ｄｙｎａｍｉｃ ｄｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ
１．２ 便携式小型 Ｘ 光机的特点 本文研究的小型 Ｘ 光机在高压发生器的技术实现手段上从原来的
继电器电路改进到采用单片机的电路， 这不仅适应了 Ｘ 光机的发展方 向， 新电路的小体积也为 Ｘ 光机的小型化提供了条件。
控制电路方面主要是对原有电路进行改进， 其中包括高压发生和灯 丝电流的控制。新的电路采用的是以单片机为核心的嵌入式系统， 单片 机控制电路除了有前面提到的产生高压的功能外， 还实现了对高压发生
科技情报开发与经济
ＳＣＩ－ ＴＥＣＨ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＆ ＥＣＯＮＯＭＹ
２００７ 年 第 １７ 卷 第 １５ 期
文章编号： １００５－ ６０３３（ ２００７） １５－ ０１８９－ ０２
收稿日期：２００７－ ０３－ ０９
一种便携式小型 Ｘ 光机的研究
王永岗， 阎晓伟， 常晓明
参考文献 ［ １］ 邓 长 明 ， 宿 小 辉．小 功 率 直 流 高 压 电 源 模 块 制 作 工 艺［ Ｊ］ ．电 子 工 艺 技术， ２０００， ２１（ ５） ：２２５－ ２２６． ［ ２］ 王耀平， 汤黎明．Ｘ 光机等效电压的输 出 及 应 用［ Ｊ］ ．医 疗 设 备 信 息 ， １９９７，（ ３） ：３０－ ３１． ［ ３］ 郭红霞， 韩福斌， 陈雨， 等．几种半导体器件的硬 Ｘ 射线剂量增强效 应研究［ Ｊ］ ．核技术， ２００２， ２５（ １０） ：８１２－ ８１６．
２ 系统构成
２．１ 系统框架 任何光学实验的标准排列都是由下述序列组成： 光源、传播介质、样
品、检测器。Ｘ 光机也是由这几部分组成（ 见图 １） ， 分别是： Ｘ 射线源、传 播 介 质 、被 测 物 体 、检 测 显 示 装 置 。
Ｘ 射线源
传播介质
被测物体
检测显示装置
图 １ Ｘ 光机基本构成框图
构学报， ２００３， ２４（ ３） ： １－ ９．
（ 责任编辑： 戚米莎）
参考文献 ［ １］ 沈世钊．网壳结构的动力稳定性［ Ｍ］ ．北京： 北京出版社， ２００４． ［ ２］ 王策． 在强地震作用下球面网壳的动力稳定 ［ Ｊ］ ． 清 华 大 学 学 报 ，
─────────────── 第一作者简介： 李 霞， 女 ， １９７７ 年 １ 月 生 ， 现 为 太 原 理 工 大 学 土 木
把高压模块接入系统进行测试， 为了从多方面比较， 更准确地分析 高压模块应用于小型 Ｘ 光 机 的 性 能 ， 在 此 选 择 了 模 拟 万 用 表 、金 属 板 两 种被测物作为检测对象。
图 ４（ ａ） 为模拟万用表， 因为它具有层次多、面积大、材料差异大等特 点， 可用来检验 Ｘ 射线的均匀性， 从图中可清楚地看到万用表内部的结 构、元件分布及线路走向。图 ４（ ｂ） 为检测 Ｘ 射线强度的专用金属板， 分 为 ５ 层， 在图中可以清楚地看到单层与双层的分界线， 说明 Ｘ 射线强度 有限， 不能检测过厚的金属物品。
为了让小型 Ｘ 光机使用、维护更方便， 将各功能分成若干模块。图 ２ 为小型 Ｘ 光机的功能框图， 其中各功能部分又细分为几个模块。
Ｘ 射线产生部分
图像显示部分
直流高压模块
显示屏
电源
控制电路
Ｘ 射线管 被测物 感光暗箱
灯丝供电模块
图 ２ 小型 Ｘ 光机的功能框图 从图 ２ 中可以很清楚地看到， 整个 Ｘ 光机系统， 重点需要研究的是 Ｘ 射线产生部分， 在这个部分中可以按模块划分为电源、直流高压模块、 控制电路以及灯丝供电模块和 Ｘ 射线管。 ２．２ 便携式小型 Ｘ 光机系统构成 便 携 式 小 型 Ｘ 光 机 的 构 成 见 图 ３， 主 要 有 电 源 、Ｘ 射 线 管 、感 光 板 、 摄 像 机 、显 示 屏 等 几 部 分 组 成 。
（ 太原理工大学计算机与软件学院， 山西太原， ０３００２４）
摘 要： 介绍了便携式小型 Ｘ 光机特点， 结合小型 Ｘ 光机的发展现状及趋势， 对一种
便携式小型 Ｘ 光机进行了改进。
关键词： 安全检测装置； 便携式小型 Ｘ 光机； 系统构成
中图分类号： Ｘ９２４．２
文献标识码： Ａ
当前， 在世界范围安全问题被提到很重要的位置， 国际、国内很多公