CN201455009U - 具有自动合金补偿功能的x射线测厚仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了具有自动合金补偿功能的射线测厚仪,包括X射线源、双室电离室、前置放大电路板、C型架控制电路板、冷却箱、主控制柜、终端显示与操作装置及C型架,通过使用一种双室电离室作为探测器,并通过测量物质对不同能量带的两组X射线衰减系数比值的变化,计算出由于合金成分变化引起的衰减系数变化值,从而在测量中实时进行合金补偿。此装置在板带金属轧制过程为厚度控制***提供高精度的板带厚度反馈值。
Description
技术领域
本实用新型涉及到金属板带在冷轧及热轧线上的在线厚度测量装置,属于冶金行业金属板带轧制技术领域,具体地说,是指一种具有自动合金补偿功能的X射线测厚仪。
背景技术
在金属板带的连续轧制过程中,板带的合金成分分布并不都是均匀的,这种微小合金成分的差别将导致很大的测量误差。为了提高测量精度,在板材厚度的连续在线测量中需要实时进行合金补偿。
为了实现板带在线测量中的实时合金补偿,前人已做过大量工作,举二例如下:
(1)在板带进入测厚仪测量点之前,安装一台X射线荧光能谱仪,用以测量板带的合金成份,测量结果实时反馈给主控制器,修正测厚仪测量的结果,实现合金补偿。
(2)采用X射线与γ射线两种测厚仪结合的方式,利用两种射线波段范围不同的特点而实现的实时合金补偿的方法。
对前一种方法,因考虑到能谱仪的测量响应时间,故其安装位置须在测厚仪测量点之前;为了实现正确的补偿,要引入对板带行进速度的检测,以保证测厚仪作合金补偿时与能谱仪测量的点相吻合,否则,会导致更大的测量误差;而这仅是难点之一。
对后一种方法,因实际上是X射线和γ射线两种测厚仪的结合,现场安装占地大,机械结构设计相对复杂。
而上两种方法的共同弱点表现为产品成本高,调试和维护检修难度大,目前在国内冷、热轧生产线上尚无使用者。
发明内容
本实用新型为了解决在金属板带的连续轧制过程中,合金成分变化影响测量精度的问题,提供了一种具有自动合金补偿功能的X射线测厚仪。由于待测金属板带合金成分分布不均匀,由此将导致其对X射线的衰减有所不同,因此计算出来的厚度值与实际值有偏差,需要通过实时测量双通道的电压值进行合金补偿,本实用新型提供的X射线测厚仪就可以在对板材厚度的在线测量中进行实时合金补偿。
本实用新型的具有自动合金补偿功能的X射线测厚仪通过以下技术方案实现:
所述的测厚仪包括X射线源、双室电离室、前置放大电路板、C型架控制电路板、冷却箱、主控制柜、终端显示与操作装置及C型架.在C型架下部装有X射线源,C型架上部装有双室电离室,双室电离室上端安装有前置放大电路板,待测金属板带从C型架中间穿过.C型架控制电路板安装在C型架的后上部,并通过RS485总线传输给主控制柜,主控制柜上连接终端显示与操作装置,用于进行厚度计算、接收操作人员输入的命令及显示;所述冷却箱分别与X射线源和主控制柜连接,起到冷却作用.具有多种波长的X射线从X射线源出射,透过金属板带,进入双室电离室.在双室电离室中把X射线能量根据波长分为高能级和低能级的两部分,并分别转换为其相应能量强度的电流信号.电流信号经前置放大电路板处理后转换为电压信号并经过C型架控制电路板转换为数字信号,最后发送给主控制柜.主控制柜根据此时的数字信号利用标定曲线测量金属板带的厚度.所述的冷却箱分别与X射线源和主控制柜连接,用于冷却X射线源.
本实用新型的优点在于:
1、使用双室电离室做探测器,能实时对被测物质进行合金补偿,避免了由于物质成分不均匀造成的测量误差,提高了测量精度。本实用新型的静态精度达到0.02%,动态测量精度可达0.05%。
2、把具有连续谱的X射线分为高低两组能量带,具有两组测量通道,在***分辨率一定的条件下扩大了测量范围。本实用新型的测量范围为0至20mm。
附图说明
图1为具有自动合金补偿功能的X射线测厚仪结构示意图。
图2为具有自动合金补偿功能的X射线测厚仪测量方法流程示意图。
图中:
1.X射线源 2.双室电离室 3.前置放大电路板 4.C型架控制电路板
5.冷却箱 6.主控制柜 7.终端操作与显示 8.C型架 9.金属板带
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
如图1所示,本实用新型提供的X射线测厚仪主要包括:X射线源1、双室电离室2、前置放大电路板3、C型架控制电路板4、冷却箱5、主控制柜6、终端显示与操作装置7及C型架8。所述的C型架8具有两个自由端,上部的自由端附近装有双室电离室2,下部自由端附近装有X射线源1,金属板带9从两个自由端的中间空间穿过。双室电离室2上端安装有前置放大电路板3,把双室电离室2电流信号转换为电压信号并进行放大及滤波。前置放大电路板3通过双绞线在C型架8内部与C型架控制电路板4连接。C型架控制电路板4安装在C型架8的后上部,C型架控制电路板4主要作用为对前置放大电路板3传输过来的电压信号进行A/D转换,通过RS485总线传输给主控制柜6,同时对C型架8各种状态进行监控。主控制柜6放置于远离轧制线10米处,主控制柜6中主要装有主控制器及各种供电电源,主要作用为控制C型架8各种动作、处理C型架控制板4传输过来的数据,将数据传输给终端显示与操作装置7,进行厚度计算、接收操作人员输入的命令及显示。冷却箱5属辅助设备,它通过管路与X射线源1和主控制柜6连接,为其提供适当温度的循环冷却水,使X射线源1内部温度稳定,以保证电路长期可靠工作。
本实用新型还提供一种应用上述的X射线测厚仪的测量方法,方法流程图如图2所示,X射线源首先发射X射线,具有连续谱的X射线穿过被测金属板带9,衰减后的X射线进入双室电离室2,在双室电离室2中被转换为两路电流信号。其中一路对应X射线高能部分,即波长较短的光子的强度,另一路对应X射线低能部分的强度。电流信号通过前置放大电路板3转换为电压信号并经过模拟滤波后传输给C型架控制电路板4。C型架控制电路板4对电压信号进行A/D转换并传输给主控制柜6,主控制柜6中的主控制器把获取到的电压值V1、V10、V2、V20代入标定曲线F(x)、G(x)计算出合金补偿前的厚度值t1、t2.当金属板带9的合金成分发生变化时,金属板带9对X射线高低能级的衰减系数发生了变化,所以此时计算出来的厚度值与合金成分变化前的厚度值不一致.根据合金补偿前之厚度值计算出的衰减系数μ1、μ2,可以计算出此时的A=μ1/μ2值。而在实际测量中,由V1、V10、V2、V20可以计算出A′值,由此可以计算出ΔA。根据理论计算或利用标准板标定求出的各项参数值,可以计算出物质对高能级X射线的衰减系数偏移值Δμ1。由此可计算出物质对高能级X射线实际的衰减系数值μ′1。根据电压值V1、V10及μ′1代入式13最后计算出物质的实际厚度值t。
Claims (1)
1.具有自动合金补偿功能的X射线测厚仪,其特征在于:包括X射线源、双室电离室、前置放大电路板、C型架控制电路板、冷却箱、主控制柜、终端显示与操作装置及C型架,在C型架下部装有X射线源,C型架上部装有双室电离室,双室电离室上端安装有前置放大电路板,待测金属板带从C型架中间穿过;C型架控制电路板安装在C型架的后上部,并通过RS485总线传输给主控制柜,主控制柜上连接终端显示与操作装置,用于进行厚度计算、接收操作人员输入的命令及显示;所述冷却箱分别与X射线源和主控制柜连接,起到冷却作用。
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