Дипломная работа: Управление напряжением рентгеноскопической установки

На кривых А и В насыщение наступает при небольших анодных напряжениях. Такие трубки называются трубками с "большой проницаемостью". На кривой С насыщение наступает при больших напряжениях, на кривой D насыщение вообще не наступает. Рентгеновские трубки с такими характеристиками называются трубками с "малой проницаемостью".

Реальные характеристики на участке насыщения непараллельны оси абсцисс из-за роста эмиссионного тока с ростом анодного напряжения вследствие усиления поля у катода, уменьшающего работу выхода, и дополнительного нагрева катода при протекании анодного тока[25].

При другом способе построения анодных характеристик строится семейство кривых, выражающих зависимость между анодным током и током накала при определенном неизменном анодном напряжении эти характеристики называются эмиссионными.

Кроме статических анодных характеристик и эмиссионных характеристик на практике используются накальные характеристики, которые устанавливают связь между напряжением и током накала.

1.3.6 Типы рентгеновских трубок

Существует два типа рентгенофлуоресцентных спектрометров в которых выделение характеристического излучения происходит с помощью кристаллов-анализаторов. Такие спетрометры называются "спектрометры волновой дисперсии - (WDS)". Среди них различают спектрометры последовательного действия и квантометры.

На таких спектрометрах осуществляется последовательное выделение каждой характеристической линии рентгеновского излучения любого числа элементов с помощью движущегося кристалла-анализатора и высокоточного гониометра (прибора для измерения углов), сопряженного с устройством вращения, управляемого компьютером.

Преимущества приборов последовательного действия:

-Универсальность: определение любого числа элементов.

-Оптимальные условия измерения программируются для каждого элемента.

-Очень высокая чувствительность, низкие уровни детектирования.

С помощью квантометров осуществляются параллельные измерения.

Интенсивности характеристического излучения элементов измеряются одновременно благодаря использованию нескольких настроенных фиксированных "каналов" расположенных вокруг образца. Фактически каждый из них является отдельным спектрометром с кисталл-анализатором и детектором, настроенными на прием определенной длины волны одного элемента.

Преимущества квантометров: высочайшая скорость анализа при использовании для поточного контроля качества в индустрии; малое количество движущихся частей, прекрасная надежность в условиях промышленного предприятия.

контур напряжение рентгеноскопическая установка вычислитель

2. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ КОНТУРА УПРАВЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ РЕНТГЕНОСКОПИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

2.1 Постановка общей задачи синтеза

Системой автоматического управления называется совокупность объекта управления и управляющего устройства с помощью, которой происходит требуемое изменение управляемой величины. В нашем случае объектом управления является рентгеновская трубка, а САУ должна выполнять такие функции:

- стабилизировать работу и интенсивность излучения рентгеновской трубки;

- не реагировать на колебания напряжения сети и изменение анодного тока.

В данной дипломной работе будет разработана САУ, удовлетворяющая ТЗ, для стабилизации напряжения рентгеноскопической трубки. Таким образом, входом системы являются опорное напряжение, выходом – анодное напряжение. Без САУ рентгеноскопическая установка работать не может, так как колебания напряжения сети приводят к значительным колебаниям интенсивности излучения вследствие изменения анодного напряжения и тока.

Изменения анодного напряжения и особенно анодного тока могут также вызвать превышение допустимой мощности трубки либо номинального напряжения трубки при уменьшении анодного тока (уменьшение падения напряжения). В связи с тем, что химический состав веществ(оружие, контрабанда, наркотики, взрывоопасные вещества), которые необходимо контролировать на таможнях, разный. Поэтому возникает необходимость использования рентгеноскопических интроскопов. А чтобы данные были точными необходимо стабилизировать работу и интенсивность излучения рентгеновской трубки.

2.2 Математическое описание системы управления

2.2.1 Формирование функциональной схемы СУ

Функциональная схема, рассматриваемой системы, представлена на рис. 2.1.

Рисунок 2.1-Функциональная схема контура управления напряжением рентгеноскопической установки

На данной схеме введены следующие обозначения:

ПИД регулятор; СС-схема сравнения;

ШИМ- широтно –импульсный модулятор;

МП – микропроцессор; АЦП – аналогово – цифровой преобразователь; БИ- блок инверторов; Тр1, Тр2– трансформатор;

УН1,УН2 – умножитель напряжения; РТ – рентгеновская трубка, ДТ – датчик тока, ДН – датчик напряжения.

2.2.2 Линеаризация математической модели СУ

Объектом управления для проектируемой системы является рентгеновская трубка 0.32BPM34-160 (рис. 2.2).

Линеаризованная математическая модель СУ является исходным материалом для нашей работы.

Построение модели выполнялось на основании теоретических зависимостей, рассмотренных в первом разделе и паспортных данных трубки, представленных в табл. 2.1