专利名称：便携式自动测厚仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是基于γ光子与物质相互作用中康普顿背散射效应的射线测厚装置，更具体说涉及一种便携式自动测厚仪，它广泛应用于石油、化工、天然气架空管道的在线无损检测。
背景技术：
已有的管道检测方法，例如X射线照相技术、超声检测技术、可视技术、脉冲涡流技术和超声驻波技术，这些技术都因其自身的局限性，而不能满足标准要求，性能/价格比较差。
而本实用新型所涉及的便携式自动测厚仪，源系统与探测器位于被测物体的同一侧，因此不受被测管道大小的限制；不必拆除保温层或在保温层上钻出检测口，可以在线测量，不必停产；由笔记本电脑进行智能控制，数据处理与图象显示，自动化程度高，分辨率高。

发明内容
本实用新型的目的是提供一种性能/价格比高的，使用γ射线源的、自动化程度高的、用于架空管道检测的便携式自动测厚仪。
本实用新型的技术解决方案为便携式自动测厚仪，包括有扫描头和升降运动机构，扫描头包括有γ射线源及其源屏蔽容器，前准直器，后准直器，探测器，其特征在于升降运动机构上安装有垂直托架，γ射线源及源屏蔽容器、前准直器安装在垂直托架的左侧，源屏蔽容器与前准直器连接在一起；后准直器、探测器通过探测器屏蔽套连接在一起，安装在垂直托架的右侧。
垂直托架中央安装有隔离屏蔽块。
所选取的康普顿背散射角为135°～150°范围。
所选取的辐射源为中低能量的γ辐射137Cs或192Ir或75Se。
后准直器是多孔聚焦式的准直器，其结构为后准直孔中央有一中心孔，中心孔四周有一圈倾斜均匀排列的聚焦孔，聚焦孔和中心孔之间的夹角为8～17°。
升降扫描运动机构有X向运动托盘、梯形螺纹丝杆和蜗轮减速器，在X向升降运动机构的底部采用蜗轮减速器，使升降运动更加平稳，保正了测量精度。
后准直器是多孔聚焦式的准直器，大大提高了探测效率和检测空间分辨率。
本实用新型和探测采传系统、计算机系统等结合，可以在线测量架空管道的壁厚。其具体特征为(1)本实用新型采用γ射线康普顿背散射扫描(CBS-Compton BackscatterScanning)技术。前准直孔方向(即初级射束前进方向)与后准直器中心孔(即散射束进入探测器的方向)之间的夹角θ为康普顿背散射角，θ≥90°时，称为康普顿背散射。本实用新型采用的康普顿背散射角θ选在135°～150°范围。这样，γ辐射源和探测器均在被检测物体的同一侧。
(2)针对不同的检测对象，可以选择使用中低能量的γ辐射源137Cs或192Ir或75Se。
(3)整个扫描运动机械装置分为扫描头和自动升降运动装置两个部分。扫描头包括γ辐射源及其屏蔽容器，前准直器和多孔聚焦式后准直器，以及探测器。升降运动装置包括X向运动托盘、梯形螺纹丝杆和蜗轮减速器及步进电机。当用便携式电脑控制步进电机运动时，安装有扫描头的升降装置作升降运动，作架空管道管壁厚度测量。
(4)探测采传系统主要由探测效率高、能量分辨率好的探测器(例如碘化纳闪烁晶体和光电倍增管类的)、线性放大器、不用微机插卡的多道脉冲幅度分析器、微处理器、微机接口等组成。
(5)计算机系统采用上位机(例如笔记本电脑)和下位机(例如微处理器)结构，两者之间进行通讯。
本实用新型自动化程度高、可靠性好、分辨率高、精度高，能方便地对架空铺设的带保温层的工业管道进行测厚。


图1为本实用新型工作原理图。
图2为本实用新型结构示意图。各图中的标号表示的部件如下1、γ辐射源2、双园柱旋转体源屏蔽容器3、前准直器(源的准直器)4、多孔聚焦式后准直器(探测器的准直器)5、探测器6、探测器屏蔽套7、线性放大器8、多道脉冲幅度分析器9、微处理器10、微机接口11、笔记本电脑12、步进电机驱动器13、打印机14、显示器15、高压直流电源16、低压直流电源17、被检测物体18、屏蔽块19、垂直方向的托架20、X向运动托盘21、梯形螺纹丝杆22、青铜导向套23、螺母24、蜗轮减速机25、步进电机26、导向键27、骑缝螺钉28、四脚支架
具体实施方式
参见图1，图2。
便携式自动测厚仪，包括有扫描头和升降机构，扫描头包括有γ射线源1机器双园柱旋转体源屏蔽容器2，前准直器33，后准直器4，探测器5，其特征在于升降运动机构上安装有垂直托架19，γ射线源1及源屏蔽容器2、前准直器3安装在垂直托架19的左侧，源屏蔽容器2与前准直器3连接在一起；后准直器4、探测器5通过探测器屏蔽套6连接在一起，暗转在垂直托架19中央安装有隔离屏蔽块18。所选取的康普顿背散射角为135°～150°范围。所选取的辐射源为中低能量的γ辐射源137Cs或192Ir或75Se。
装有前准直器3和γ射线源1的源屏蔽容器2和与后准直器4末端紧贴的、插在探测器屏蔽套6中的探测器5以及放在其间的屏蔽块18安装在垂直托架20上构成扫描头，都装在托盘20的上方，处于被检测物体17的下方。
扫描头的升降运动，是步进电机25经过蜗轮减速机24带梯形螺纹丝杆21作旋转运动，驱动螺母23作直线升降运动，螺母23与青铜导向套22紧配骑缝螺钉27由导向键26导向，带动托盘20连同扫描头作升降。整个扫描运动机构安装在可调整高度的四脚支架28上。
装在源屏蔽容器2中心的γ射线源1发出γ射线经前准直器3准直后入射到被检测物体17发生康普顿背散射。后准直器4是多孔聚焦式的准直器，其结构为后准直器中央有一中心孔，中心孔四周有一圈倾斜均匀排列的聚焦孔，聚焦孔和中心孔之间的夹角为12°。
散射射线经过多孔聚焦式后准直器4到达插在探测器屏蔽套6中的探测器5被吸收。探测器5输出的信号经过线性放大器7后由多道脉冲幅度分析器8作分析，将这些数据存储在微处理器9中，再经微机接口10送至微机11中进行数据处理，其结果由打印机13或显示器14显示。
权利要求1.便携式自动测厚仪，包括有扫描头和升降运动机构，扫描头包括有γ射线源及其源屏蔽容器，前准直器，后准直器，探测器，其特征在于升降运动机构上安装有垂直托架，γ射线源及源屏蔽容器、前准直器安装在垂直托架的左侧，源屏蔽容器与前准直器连接在一起；后准直器、探测器通过探测器屏蔽套连接在一起，安装在垂直托架的右侧。
2.根据权利要求1所述的便携式自动测厚仪，其特征在于垂直托架中央安装有隔离屏蔽块。
3.根据权利要求1所述的便携式自动测厚仪，其特征在于所选取的康普顿背散射角为135°～150°范围。
4.根据权利要求1所述的便携式自动测厚仪，其特征在于所选取的辐射源为中低能量的γ辐射源137Cs或192Ir或75Se。
5.根据权利要求1所述的便携式自动测厚仪，其特征在于后准直器是多孔聚焦式的准直器，其结构为后准直器中央有一中心孔，中心孔四周有一圈倾斜均匀排列的聚焦孔，聚焦孔和中心孔之间的夹角为8～17°。
专利摘要便携式自动测厚仪，包括有扫描头和升降运动机构，源屏蔽容器、前准直器、后准直器、屏蔽块等组成结构紧凑的扫描头，由X向运动托盘、步进电机、丝杆和蜗轮减速器等组成升降运动机构。将扫描头安装在升降运动机构上，由笔记本电脑按程序控制扫描和进行数据处理与图象显示。本实用新型自动化程度高，可靠性好，分辨率高，精度高，能方便地对架空铺设的带保温层的工业压力管道进行测厚。它广泛应用于石油、化工、天然气工业架空压力管道的在线无损检测。
文档编号G01B15/02GK2550721SQ0226299
公开日2003年5月14日 申请日期2002年7月7日 优先权日2002年7月7日
发明者丁厚本, 丁莉, 王效忠, 汪子明, 戴传芳 申请人:丁莉