高精度X射线测厚仪的研究与应用

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1、高精度X射线测厚仪的研究与应用2008-06-1415:14:07摘要：介绍了X射线测厚仪的组成原理以及技术特点，对其应用过程中出现的一些问题提出解决方案。 关键字：X射线  测厚仪  AGC    1、概述    测厚仪作为一种在线测量板材厚度的精密仪器，在整个轧机的AGC控制系统中占有非常重要的地位。它为AGC系统提供实时厚度偏差信号，信号的准确和灵敏度直接影响了轧制板材的厚度质量。    Radiometrie（瑞美）RM 215测厚仪可为带钢提供精确，高速的非接触式厚度测量。它采用模块化设计，配置灵活，维护简便，经济且性能指标优异。用户能够根据RM 215测厚仪提供的，对

2、测量结果的绝对值或偏差的实时的反馈，来提高产品的质量。因此，RM 215测厚仪因其响应速度快、噪声低、精度高而在冷热轧线得到广泛应用。    2、X射线测厚仪的组成原理以及技术特点    2.1、测厚仪组成    Radiometrie（瑞美）RM 215测厚仪的典型平面布置图1：     测厚仪主要由主控制柜、接线箱、报警灯、C 型架等部分组成    2.1.1、C 型架　　    C 型架位于轧线精轧机组后，包括机械部分、探头、放射源、接收源等；X射线探测头，高压源均由国外进口，分辨率高，响应时间短，使测量数据更精确，保证了产品质量的稳定性和可靠性。    机械部分由一个C型

3、框架、一个驱动气缸、前后限位等组成，在C型框架下部里面，有一个控制、校准用小气缸及其辅助机构，通过CRT触摸屏的软件控制按钮可以驱动气缸进行测量、校准、屏蔽等操作。    放射源在C型架的下臂内的一个黑色铅盒中，并在上面开了一个快门，用来控制放射线的通断。位于源盒正上方，C型架上臂的圆柱体里面装有探测用的射线探测器、电离室和前置放大电路。    2.1.2、主控制柜    主控制柜里有工控机，触摸显示器以及接线柜的总电缆终端、模拟和数字输入输出模块、高速计数器和以太网模块等，工控机的配置包括摩托罗拉680LC40微处理器主板、4MDRAM、1M快闪存储器、一个打印口和软盘硬盘驱动

4、器。计算机通过多功能数据采集板获取厚度、长度脉冲、和探头温度等模拟信号和气缸位置等数字信号，进行计算输出、厚度显示、机械控制等，以及给轧机AGC系统一个厚度偏差信号。程序采用目前流行的面向对象程序设计语言C++，模型参数可根据现场生产实际实现灵活配置．可利用历史数据对模型参数进行自适应及优化；利用实测数据对模型进行离线调试，对实测数据进行同步、抓拍扫描处理，对中浪及边浪具有良好的控制效果。    2.1.3、报警灯    黄灯（X射线指示灯）    黄灯灭时表明无X射线，闪烁表示X射线将要产生，常亮表示正在发射X射线，测厚仪正常工作。一般，黄灯亮时尽量远离C型架，以防X射线对人体

5、的辐射伤害。    红灯（快门打开）    红灯灭时表明快门关，闪烁表示快门将要打开，常亮表示快门打开    绿灯（快门关闭）    绿灯灭表示快门打开，常亮时表明快门关。     2.2、测厚仪工作原理    对于X射线，在其穿透被测材料后，射线强度I的衰减规律为    式中 I0———入射射线强度；         μ———吸收系数；         h———被测材料的厚度。    当μ和I0一定时，I仅仅是板厚h的函数，所以测出I就可以知道厚度h。    X射线测厚仪原理是根据X射线穿透被测物时的强度衰减来进行转换测量厚度的，即测量被测钢板所吸收的X射线量，根据该X射线的能

6、量值，确定被测件的厚度。由X射线探测头将接收到的信号转换为电信号，经过前置放大器放大，再由专用测厚仪操作系统转换为显示给人们以直观的实际厚度信号。    X射线源辐射强度的大小，与X射线管的发射强度和被测钢板所吸收的X射线强度相关。一个在系统量程范围内的给定厚度，为了确定其所需的X射线能量值，可利用M215型X射线检测仪进行校准。在检测任一特殊厚度时，系统将设定X射线的能量值，使检测能够顺利完成。    在厚度一定的情况下，X射线的能量值为常量。当安全快门打开，X射线将从X射线源和探头之间的被测钢板中通过，被测钢板将一部分能量吸收，剩余的X射线被位于X射线源正上方的探头接收，探头

7、将所接收的X射线转换为与之大小相关的输出电压。如果改变被测钢板的厚度，则所吸收的X射线量也将改变，这将使探头所接收的X射线量发生变化，检测信号也随之发生相应的变化。    2.3、技术特点    采用国际上最先进的、稳定性最好的射线源，体积小，使用寿命长，易维护； 模块化设计，设备结构简洁、部件更换快速、简单，便于维护； 快速多点校正法技术保证了系统的长期精度；快速、连续、非接触测量、实时显示高精度测量值； 采用双放大技术和独特大电离室，提升测量范围及精度；温度补偿与合金补偿功能