CN105841644A - 一种x射线非接触式钢冷轧板带厚度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种X射线非接触式钢冷轧板带厚度测量装置，包括传送机构、检测探头、X射线源以及主电柜计算机，传送机构包括传送辊和传送带，传送带绕在传送辊上，传送机构上传送带钢，检测探头设置在带钢上端，X射线源设置在带钢下方，且与检测探头正对设置，主电柜计算机设置在传送机构一侧，且与检测探头电性连接，本发明结构设计新颖，采用非接触方式来检测带钢镀层的厚度，检测精度高、准确性高。

Description

一种X射线非接触式钢冷轧板带厚度测量装置

技术领域

本发明涉及带钢镀层检测技术领域，具体为一种X射线非接触式钢冷轧板带厚度测量装置。

背景技术

镀膜技术在现在工业中占有极其重要的地位，已广泛应用于电子、航天、仪表等高技术工业。随着镀膜技术的发展，镀层的质量检查，也已被列为标准化的一门科学技术。在镀层质量检测中，镀层厚度和层中各元素的比例分配是控制镀膜性质的两个重要参数，测定这两个参数对于电子、光学、半导体、超导等高科技材料的研究发展具有重要意义。镀层厚度测量方法通常分为破坏性和非破坏性两大类。破坏性测厚法如点滴法、液流法、电量法等，由于对样品的破坏性和费事费力等缺陷，在许多精密测量中正被舍弃。无损法测量由于具有不破坏样品、简便迅速测定厚度等特点，正被广泛应用。无损法一般有磁性法、涡流法、超声测厚法、X 射线荧光测厚等方法。现有的带钢厚度检测仪结构复杂，检测的参数不能实时发送至监控仪，工作人员不能在第一时间发现厚度异常，造成较大的材料浪费；另外检测抗干扰性能差，影响检测精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种X射线非接触式钢冷轧板带厚度测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种X射线非接触式钢冷轧板带厚度测量装置, 包括传送机构、检测探头、X射线源以及主电柜计算机，所述传送机构包括传送辊和传送带，所述传送带绕在传送辊上，所述传送机构上传送带钢，所述检测探头设置在带钢上端，所述X射线源设置在带钢下方，且与所述检测探头正对设置，所述主电柜计算机设置在传送机构一侧，且与所述检测探头电性连接，所述主电柜计算机包括外壳，所述外壳上设有显示屏，所述外壳内设有微处理器、显示模块、存储模块、报警模块、A/D转换模块，所述微处理器分别连接显示模块、存储模块、报警模块，所述检测探头通过A/D转换模块连接微处理器。

优选的，所述检测探头包括金属外壳体，所述金属外壳体内部分别设有气体电离室、前置放大板以及高压模块，所述气体电离室前端设有窗口，所述气体电离室与前置放大板相连，所述高压模块电性连接气体电离室，所述前置放大板上设有高倍低噪声运算放大模块，还包括屏蔽装置，所述屏蔽装置固定设置在窗口外侧。

优选的，所述高倍低噪声运算放大模块包括运算放大器、两级场效应宽带放大器以及扼流线圈，所述运算放大器的一个输入端分别连接电阻B一端和电容B一端，电容B另一端接地，电阻B另一端分别连接电阻A一端和电容A一端，电容A另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的另一输入端分别连接电阻C一端和电阻D一端，电阻C另一端接地，电阻D另一端连接运算放大器的输出端；所述两级场效应宽带放大器的第一端连接电容E一端，电容E另一端连接电阻F一端，电阻F另一端连接运算放大器的输出端，两级场效应宽带放大器的第二端通过扼流线圈分别连接电容F一端、电容G一端、电容H一端，且电容F另一端、电容G另一端、电容H另一端均接地，两级场效应宽带放大器的第三端通过电容D、电阻E连接运算放大器的输出端，两级场效应宽带放大器第四端接地。

优选的，所述X射线源包括射线源壳体，所述射线源壳体内设有大功率X射线管，所述射线源壳体一侧设有进水接头和出水接头以及高压电缆接头法兰，所述射线源壳体上端安装有样板箱，所述样板箱内部设有快门装置以及标准样板，所述快门装置采用厚铅板制作而成，所述快门装置和标准样板均电性连接电磁驱动马达。

优选的，所述检测探头与带钢上表面之间的距离为20mm-30mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明结构设计新颖，采用非接触方式来检测带钢镀层的厚度，检测精度高、准确性高。

（2）本发明采用的检测探头能够快速检测穿透钢板的X射线强度，采用的高倍低噪声运算放大模块，能够稳定的实现对微弱信号进行放大、且失真度低。

（3）本发明采用的X射线源结构设计新颖，冷却效果好，使用寿命长，同时能够实现宽范围的精确测量。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的控制原理框图；

图3为本发明的检测探头结构示意图；

图4为本发明的高倍低噪声运算放大模块原理图；

图5为本发明的X射线源结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种X射线非接触式钢冷轧板带厚度测量装置, 包括传送机构1、检测探头2、X射线源3以及主电柜计算机4，所述传送机构1包括传送辊5和传送带6，所述传送带6绕在传送辊5上，所述传送机构1上传送带钢7，所述检测探头2设置在带钢7上端，检测探头2与带钢7上表面之间的距离为20mm-30mm，所述X射线源3设置在带钢7下方，且与所述检测探头2正对设置，所述主电柜计算机4设置在传送机构1一侧，且与所述检测探头2电性连接，所述主电柜计算机4包括外壳8，所述外壳8上设有显示屏9，所述外壳8内设有微处理器10、显示模块11、存储模块12、报警模块13、A/D转换模块14，所述微处理器10分别连接显示模块11、存储模块12、报警模块13，所述检测探头2通过A/D转换模块14连接微处理器10。

本实施例中，检测探头2包括金属外壳体15，所述金属外壳体15内部分别设有气体电离室16、前置放大板17以及高压模块18，所述气体电离室16前端设有窗口19，所述气体电离室16与前置放大板17相连，所述高压模块18电性连接气体电离室16，所述前置放大板17上设有高倍低噪声运算放大模块20，还包括屏蔽装置21，所述屏蔽装置21固定设置在窗口19外侧，所述高倍低噪声运算放大模块20包括运算放大器21、两级场效应宽带放大器22以及扼流线圈23，所述运算放大器21的一个输入端分别连接电阻B 2a一端和电容B 2b一端，电容B 2b另一端接地，电阻B 2a另一端分别连接电阻A 1a一端和电容A 1b一端，电容A 1b另一端连接运算放大器21的输出端，运算放大器21的另一输入端分别连接电阻C 3a一端和电阻D 4a一端，电阻C 3a另一端接地，电阻D 4a另一端连接运算放大器21的输出端；所述两级场效应宽带放大器22的第一端221连接电容E 5b一端，电容E 5b另一端连接电阻F 6a一端，电阻F 6a另一端连接运算放大器21的输出端，两级场效应宽带放大器22的第二端222通过扼流线圈23分别连接电容F 6b一端、电容G 7b一端、电容H 8b一端，且电容F 6b另一端、电容G 7b另一端、电容H 8b另一端均接地，两级场效应宽带放大器22的第三端223通过电容D 4b、电阻E 5a连接运算放大器21的输出端，两级场效应宽带放大器22第四端224接地。运算放大器21对信号进行处理，保证传输信号的质量，并通过反馈原理将信号信息放大 2倍，然后再传递给后面的两级场效应宽带放大器22再次对信号进行二次放大，最后再将信号输出，本发明采用的检测探头能够快速检测穿透钢板的X射线强度，采用的高倍低噪声运算放大模块，能够稳定的实现对微弱信号进行放大、且失真度低。

工作时，当射线穿过被测物体后，射线到达高灵敏度的电离室腔体，腔体内的特种气体发生电离效应，在高压电场作用下产生相应的微弱电流，探头的放大电路对检测到的微弱光子进行线性放大，输出0-5V的模拟信号，射线的强度随着所通过板带厚度的增加而逐渐减弱，与被穿透的物体厚度呈现出一种指数衰减的函数关系，利用这种函数关系，就可以使用穿透射线引起的检测探头的电压变化计算出被测物体的厚度，本发明结构设计新颖，采用非接触方式来检测带钢镀层的厚度，检测精度高、准确性高。

另外，本实施例中，X射线源3包括射线源壳体24，所述射线源壳体24内设有大功率X射线管25，所述射线源壳体24一侧设有进水接头26和出水接头27以及高压电缆接头法兰28，所述射线源壳体24上端安装有样板箱29，所述样板箱29内部设有快门装置30以及标准样板31，所述快门装置30采用厚铅板制作而成，所述快门装置30和标准样板31均电性连接电磁驱动马达，本发明采用的X射线源结构设计新颖，冷却效果好，使用寿命长，同时能够实现宽范围的精确测量，测量范围为0.01mm-10mm。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种X射线非接触式钢冷轧板带厚度测量装置, 包括传送机构（1）、检测探头（2）、X射线源（3）以及主电柜计算机（4），其特征在于：所述传送机构（1）包括传送辊（5）和传送带（6），所述传送带（6）绕在传送辊（5）上，所述传送机构（1）上传送带钢（7），所述检测探头（2）设置在带钢（7）上端，所述X射线源（3）设置在带钢（7）下方，且与所述检测探头（2）正对设置，所述主电柜计算机（4）设置在传送机构（1）一侧，且与所述检测探头（2）电性连接，所述主电柜计算机（4）包括外壳（8），所述外壳（8）上设有显示屏（9），所述外壳（8）内设有微处理器（10）、显示模块（11）、存储模块（12）、报警模块（13）、A/D转换模块（14），所述微处理器（10）分别连接显示模块（11）、存储模块（12）、报警模块（13），所述检测探头（2）通过A/D转换模块（14）连接微处理器（10）。

2.根据权利要求1所述的一种X射线非接触式钢冷轧板带厚度测量装置，其特征在于：所述检测探头（2）包括金属外壳体（15），所述金属外壳体（15）内部分别设有气体电离室（16）、前置放大板（17）以及高压模块（18），所述气体电离室（16）前端设有窗口（19），所述气体电离室（16）与前置放大板（17）相连，所述高压模块（18）电性连接气体电离室（16），所述前置放大板（17）上设有高倍低噪声运算放大模块（20），还包括屏蔽装置（21），所述屏蔽装置（21）固定设置在窗口（19）外侧。

3.根据权利要求2所述的一种X射线非接触式钢冷轧板带厚度测量装置，其特征在于：所述高倍低噪声运算放大模块（20）包括运算放大器（21）、两级场效应宽带放大器（22）以及扼流线圈（23），所述运算放大器（21）的一个输入端分别连接电阻B（2a）一端和电容B（2b）一端，电容B（2b）另一端接地，电阻B（2a）另一端分别连接电阻A（1a）一端和电容A（1b）一端，电容A（1b）另一端连接运算放大器（21）的输出端，运算放大器（21）的另一输入端分别连接电阻C（3a）一端和电阻D（4a）一端，电阻C（3a）另一端接地，电阻D（4a）另一端连接运算放大器（21）的输出端；所述两级场效应宽带放大器（22）的第一端（221）连接电容E（5b）一端，电容E（5b）另一端连接电阻F（6a）一端，电阻F（6a）另一端连接运算放大器（21）的输出端，两级场效应宽带放大器（22）的第二端（222）通过扼流线圈（23）分别连接电容F（6b）一端、电容G（7b）一端、电容H（8b）一端，且电容F（6b）另一端、电容G（7b）另一端、电容H（8b）另一端均接地，两级场效应宽带放大器（22）的第三端（223）通过电容D（4b）、电阻E（5a）连接运算放大器（21）的输出端，两级场效应宽带放大器（22）第四端（224）接地。

4.根据权利要求1所述的一种X射线非接触式钢冷轧板带厚度测量装置，其特征在于：所述X射线源（3）包括射线源壳体（24），所述射线源壳体（24）内设有大功率X射线管（25），所述射线源壳体（24）一侧设有进水接头（26）和出水接头（27）以及高压电缆接头法兰（28），所述射线源壳体（24）上端安装有样板箱（29），所述样板箱（29）内部设有快门装置（30）以及标准样板（31），所述快门装置（30）采用厚铅板制作而成，所述快门装置（30）和标准样板（31）均电性连接电磁驱动马达。

5.根据权利要求1所述的一种X射线非接触式钢冷轧板带厚度测量装置，其特征在于：所述检测探头（2）与带钢（7）上表面之间的距离为20mm-30mm。