IDL系列智能调光式工业射线底片观片灯的研制

　　1　引言

　　目前,在我国的无损检测行业中应用最为广泛的就是射线检测方法,而观片灯则是在射线检测中最为常用的设备之一。我国生产的观片灯按光源分为两种:一种是热光源,另一种就是冷光源。热光源由于其消耗功率大、观察屏表面温度过高、灯管使用寿命短、光线对操作人员眼睛刺激过大等原因,因此早已呈淘汰趋势。冷光源观片灯是市场销售的主流,也是实际应用最多的一种。但限于荧光灯管自身的亮度,加之光线调整较复杂,因此出现了最为致命的两种缺点:一个是光线亮度不能满足JB/T 7903-1999标准中对应黑度为4.0时的要求;一个是调光方法采用关闭部分灯管来实现,因而无法满足标准中所规定的散射系数和均匀系数的要求。针对目前检测用观片灯存在的问题,对此我们着手研制开发一种新型的工业底片观片灯,不仅要满足对各种曝光条件和密度级别的工业底片观片和评片的需要,而且还具有智能调光、光强记忆、保护评片人员眼睛、低发热量、节能、操作方便等特点。

　　2　技术难点

　　研制的关键问题有以下几点:

　　(1)选择亮度较大、寿命长的灯管;反光效果好的反光材料;透光率较好的观察屏材料。

　　(2)将无级调光电路与单片微型计算机结合实现智能调光和光强记忆功能,在灯管起辉后自动进入设定亮度且在评片时以合适的亮度来保护评片人员的眼睛。

　　(3)如何在保证荧光灯管电压的前提下,以一套驱动电路来控制两根以上的荧光灯管。

　　3　试验研究

　　3.1　电路设计和试验

　　电路的设计采用模块化结构,在单元电路试验成功后进行组合。最初用此电路来控制一只灯管,即两个灯丝。试验结果证明,该电路从原理上是可行的,下一步就是多支灯管如何控制的问题了。在控制两根灯管时发现:当两根灯管同时接通电源时,只有其中的一根灯管(不是固定的哪一根)可以点亮,而另一根无论如何也无法点亮。经试验分析认为要解决这个问题就必须对每支灯管单独控制。方案有两个:一个是采用多个电路来控制,优点是控制方便,但使用几个相同的电路不仅增加了成本,同时也给电路的维修增加了故障点。另一个就是利用LC谐振槽路和变频技术来解决。就是说,将灯丝的预热线圈绕在LC谐振槽路的电感L上,把灯管的数量问题变成了电感L次级线圈的数量问题。最终决定采用第二个方案。

　　选取的高效节能汞蒸汽三U型荧光灯交叉布置,利用LC谐振槽路和变频技术控制荧光灯预热、起辉、亮度调节,电路由计算机控制,结合了计算机的记忆存储、运算分析、便于实现数字显示和按键操作的能力,实现在观片灯开启时自动预热起辉,起辉后立即进入预定亮度的预备模式,操作者可以根据底片的黑度选择合适的亮度,事先存储在计算机内的光强观片和评片,也可由计算机根据底片的平均密度或特征点密度自动选择光强进行灯光强度控制,移走底片时计算机自动进行识别并进入低亮度的预备模式。在光强控制上采用LC谐振槽路,利用MOSFET开关管半桥驱动LC谐振槽路,改变驱动频率,使LC谐振槽路失谐,控制半桥的电流与电压相位保证荧光灯的管压降达到亮度控制的目的。计算机采用了8位单片机,10个预置亮度用的4KBEEPROM存储器和4个按键。按键采用金属弹簧片按键,具有触力小寿命长的特点。配置脚踏开关,可以用脚控制灯的工作,解脱双手便于快速观片、评片操作。