王 勇，蓝 锦，刘志权

（中国能源建设集团安徽电力建设第二工程有限公司，合肥 230000）

目前常用的伽马探伤机，多数依然是手摇式的，其通过人工摇动摇把，将放射源从源罐中摇出、计时、收回来完成一次工作循环［1］。此种作业方式简单便捷，但有两个十分明显的缺点：①受制于传送导管的长度，操作人员距离放射源近，面临较大的辐射风险；尤其是在放射源刚刚摇出和即将收回到源罐时，其瞬时的辐射率会达到一个极大值；长时间在此种环境下工作，会对操作人员的生理和心理造成较大的影响。②采用的人工计时方式误差较大，容易因为操作人员疏忽导致胶片曝光不足或曝光过度，从而导致底片报废［2］，降低工作效率。

市面上出售的伽马探伤机有延时启动和智能控制功能的并不少见，但其价格昂贵，无法拆分，在高空作业等其他条件较差的环境下不便于携带；而且，如果使用此类机器就必须淘汰掉现有的手摇式探伤机，造成浪费。故而，在保留现有手摇式探伤机的基础上，设计一种可提供延时启动、智能计时传动功能及可拆分的附加装置是一项有益的工作，提高手摇式伽马探伤机的使用安全性及工作效率。

1 设计思路

整体的目标是设计一种可便携拆分，延迟启动、智能计时传动附加传动装置，设计思路是，根据需要的功能来设计相应的结构，再根据实际的效果优化调整，其具体方案如表1所示。

表1 伽马探伤机附加传动装置功能与结构的设计思路

其中使机器自动判别放射源是否到达指定位置（准确到达曝光部位或回到源罐中）有两种执行方式：①设定机器转动指定的圈数，导管的长度是一定的，只要事先测算好应该转动的圈数，在单片机中写入相应的执行程序即可。但此方法的缺点是：不同的探伤机其导管长度略有差异，一台设定好转动固定圈数的机器只能对应其特定的摇把而不能通用，不具有普遍适用性。②利用传感电路，即放置一个传感器，利用摇把运动的规律得到特定的信号，从而控制电机的运行，此种方式可克服方法①的不足。

通过观察与实践操作可知：当摇把到达指定位置时，便无法再继续转动；摇把的转动为圆周运动。笔者发现使用反射式光学传感器，当摇把周期性的经过传感器旁边时，传感器将得到一系列脉冲信号，当摇把无法运动时，传感器将得到持续信号或无信号。同时在单片机中写入程序：当接收到脉冲信号时，控制电机以当前方向持续转动，当接收到持续信号或无信号超过一定时间时（如2s），停止转动，进入下一阶段。

2 功能的具体实现

通过综合上述的功能与相对应的结构／措施，可以得到该装置的雏形，经过设计，其整体的结构示意图如图1所示。图中①为外壳，②为电池，③为数显屏及调节按钮，④为启动开关，⑤为电路板（单片机），⑥为传感器，⑦为电动机，⑧为传动叶片，⑨为与摇把底板的契合结构，⑩为便携提手。

图1 附加传动装置的结构示意

将原有的手摇式伽马探伤机的摇把底板略作改造，增加4个圆柱定位销，以便与该传动装置契合，其结构如图2所示。

图2 经过改装后的手摇摇把结构示意

当现场工作条件需要使用本装置时，可以将本装置的底部固定装置与圆柱定位销相契合，同时使摇把的把手与传动叶片的凹槽相契合而快速组装。

设置延时启动时间及曝光时间，按下启动开关。

随后，电路板开始计时，在延时启动时间倒数完毕后开始命令电动机正向转动，驱动摇把将放射源从源罐中摇出并运送至指定部位曝光。

在转动过程中，传动叶片的凹槽周期性地经过传感器的下端，从而使电路板持续接收到脉冲信号。

电路板的程序设计为：当接收到脉冲信号时，电机以当前的转动方向持续转动，当接收到持续信号或无信号超过一定时间时（可设定为2s或其他），停止转动并开始计时曝光时间，待曝光时间倒数完毕；电动机开始反向转动。

反向转动过程中，传动叶片的凹槽又再次周期性地经过传感器的下端，从而使电路板持续接收到脉冲信号，控制电机持续转动，将放射源传送回源罐，待放射源回到源罐后，摇把无法运动，传感器将接收到持续信号或无信号。

超过设定时间后，装置停止工作，一次完整的工作循环运行完毕。

当现场工作条件不适宜用本装置，需要恢复人工手动摇源时（如在斜坡、脚手架上作业），可握住便携提手，竖直向上提动，使其与摇把分离，从而达到快速拆分的目的。

此装置还可以添加电子元件控制转速，或添加遥控传感装置进行远距离操控［3］。

其他样式的手摇式伽马探伤机，其上部构造不变，只需改造下方与摇把结合的固定契合结构即可。

3 结语

降低辐射风险及提高工作效率，一直是射线检测工作所追寻的方向。在不能完全由机械替代人工的情况下，通过一个简单附加传动装置能较好地解决这个问题。

综合看来，此装置结构简单，易于制造且成本低廉，具有较好的实用性，可以进行批量生产并在更大的范围内进行推广。

［1］强天鹏.射线检测［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2007：51－52.

［2］孟震.暗室处理引起的底片质量问题及其预防［J］.无损检测，2013，35（3）：45－47.

［3］李绪丰，蔡创明，林平来.工业X 射线机现场实时遥控装置研制［J］.无损检测，2012，34（7）：70－72.