專利名稱：具有自動合金補償功能的x射線測厚儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到金屬板帶在冷軋及熱軋線上的在線厚度測量裝置，屬于冶金行
業(yè)金屬板帶軋制技術領域，具體地說，是指一種具有自動合金補償功能的x射線測厚儀。
背景技術：
在金屬板帶的連續(xù)軋制過程中，板帶的合金成分分布并不都是均勻的，這種微小 合金成分的差別將導致很大的測量誤差。為了提高測量精度，在板材厚度的連續(xù)在線測量 中需要實時進行合金補償。 為了實現板帶在線測量中的實時合金補償，前人已做過大量工作，舉二例如下 (1)在板帶進入測厚儀測量點之前，安裝一臺X射線熒光能譜儀，用以測量板帶的 合金成份，測量結果實時反饋給主控制器，修正測厚儀測量的結果，實現合金補償。
(2)采用X射線與Y射線兩種測厚儀結合的方式，利用兩種射線波段范圍不同的 特點而實現的實時合金補償的方法。 對前一種方法，因考慮到能譜儀的測量響應時間，故其安裝位置須在測厚儀測量
點之前；為了實現正確的補償，要引入對板帶行進速度的檢測，以保證測厚儀作合金補償時
與能譜儀測量的點相吻合，否則，會導致更大的測量誤差；而這僅是難點之一。 對后一種方法，因實際上是X射線和Y射線兩種測厚儀的結合，現場安裝占地大，
機械結構設計相對復雜。 而上兩種方法的共同弱點表現為產品成本高，調試和維護檢修難度大，目前在國 內冷、熱軋生產線上尚無使用者。

發(fā)明內容本實用新型為了解決在金屬板帶的連續(xù)軋制過程中，合金成分變化影響測量精度 的問題，提供了一種具有自動合金補償功能的X射線測厚儀。由于待測金屬板帶合金成分 分布不均勻，由此將導致其對X射線的衰減有所不同，因此計算出來的厚度值與實際值有 偏差，需要通過實時測量雙通道的電壓值進行合金補償，本實用新型提供的X射線測厚儀 就可以在對板材厚度的在線測量中進行實時合金補償。 本實用新型的具有自動合金補償功能的X射線測厚儀通過以下技術方案實現 所述的測厚儀包括x射線源、雙室電離室、前置放大電路板、c型架控制電路板、冷 卻箱、主控制柜、終端顯示與操作裝置及c型架。在c型架下部裝有x射線源，c型架上部 裝有雙室電離室，雙室電離室上端安裝有前置放大電路板，待測金屬板帶從c型架中間穿
過。C型架控制電路板安裝在C型架的后上部，并通過RS485總線傳輸給主控制柜，主控制 柜上連接終端顯示與操作裝置，用于進行厚度計算、接收操作人員輸入的命令及顯示；所述 冷卻箱分別與X射線源和主控制柜連接，起到冷卻作用。具有多種波長的X射線從X射線 源出射，透過金屬板帶，進入雙室電離室。在雙室電離室中把X射線能量根據波長分為高能 級和低能級的兩部分，并分別轉換為其相應能量強度的電流信號。電流信號經前置放大電
3路板處理后轉換為電壓信號并經過C型架控制電路板轉換為數字信號，最后發(fā)送給主控制 柜。主控制柜根據此時的數字信號利用標定曲線測量金屬板帶的厚度。所述的冷卻箱分別 與X射線源和主控制柜連接，用于冷卻X射線源。 本實用新型的優(yōu)點在于 1、使用雙室電離室做探測器，能實時對被測物質進行合金補償，避免了由于物質 成分不均勻造成的測量誤差，提高了測量精度。本實用新塑的靜態(tài)精度達到0. 02%，動態(tài)測 量精度可達O. 05%。 2、把具有連續(xù)譜的X射線分為高低兩組能量帶，具有兩組測量通道，在系統分辨 率一定的條件下擴大了測量范圍。本實用新型的測量范圍為0至20mm。

圖1為具有自動合金補償功能的X射線測厚儀結構示意圖。 圖2為具有自動合金補償功能的X射線測厚儀測量方法流程示意圖。
圖中 l.X射線源2.雙室電離室3.前置放大電路板4.C型架控制電路板 5.冷卻箱 6.主控制柜 7.終端操作與顯示8.C型架9.金屬板帶
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。 如圖1所示，本實用新型提供的X射線測厚儀主要包括X射線源1、雙室電離室2、 前置放大電路板3、 C型架控制電路板4、冷卻箱5、主控制柜6、終端顯示與操作裝置7及C 型架8。所述的C型架8具有兩個自由端，上部的自由端附近裝有雙室電離室2，下部自由 端附近裝有X射線源1，金屬板帶9從兩個自由端的中間空間穿過。雙室電離室2上端安 裝有前置放大電路板3，把雙室電離室2電流信號轉換為電壓信號并進行放大及濾波。前 置放大電路板3通過雙絞線在C型架8內部與C型架控制電路板4連接。C型架控制電路 板4安裝在C型架8的后上部，C型架控制電路板4主要作用為對前置放大電路板3傳輸 過來的電壓信號進行A/D轉換，通過RS485總線傳輸給主控制柜6，同時對C型架8各種狀 態(tài)進行監(jiān)控。主控制柜6放置于遠離軋制線10米處，主控制柜6中主要裝有主控制器及各 種供電電源，主要作用為控制C型架8各種動作、處理C型架控制板4傳輸過來的數據，將 數據傳輸給終端顯示與操作裝置7，進行厚度計算、接收操作人員輸入的命令及顯示。冷卻 箱5屬輔助設備，它通過管路與X射線源1和主控制柜6連接，為其提供適當溫度的循環(huán)冷 卻水，使X射線源1內部溫度穩(wěn)定，以保證電路長期可靠工作。 本實用新型還提供一種應用上述的X射線測厚儀的測量方法，方法流程圖如圖2 所示，X射線源首先發(fā)射X射線，具有連續(xù)譜的X射線穿過被測金屬板帶9，衰減后的X射線 進入雙室電離室2，在雙室電離室2中被轉換為兩路電流信號。其中一路對應X射線高能部 分，即波長較短的光子的強度，另一路對應X射線低能部分的強度。電流信號通過前置放大 電路板3轉換為電壓信號并經過模擬濾波后傳輸給C型架控制電路板4。 C型架控制電路 板4對電壓信號進行A/D轉換并傳輸給主控制柜6，主控制柜6中的主控制器把獲取到的電 壓值VpVH代入標定曲線F(x)、G(x)計算出合金補償前的厚度值^32。當金屬板
4帶9的合金成分發(fā)生變化時，金屬板帶9對X射線高低能級的衰減系數發(fā)生了變化，所以此 時計算出來的厚度值與合金成分變化前的厚度值不一致。根據合金補償前之厚度值計算出 的衰減系數P p h，可以計算出此時的A = y乂ii2值。而在實際測量中，由VpVH 可以計算出A'值，由此可以計算出AA。根據理論計算或利用標準板標定求出的各項參數 值，可以計算出物質對高能級X射線的衰減系數偏移值A iilt)由此可計算出物質對高能級 X射線實際的衰減系數值P ' 1Q根據電壓值V^。及i！'工代入式13最后計算出物質的 實際厚度值t。
權利要求具有自動合金補償功能的X射線測厚儀，其特征在于包括X射線源、雙室電離室、前置放大電路板、C型架控制電路板、冷卻箱、主控制柜、終端顯示與操作裝置及C型架，在C型架下部裝有X射線源，C型架上部裝有雙室電離室，雙室電離室上端安裝有前置放大電路板，待測金屬板帶從C型架中間穿過；C型架控制電路板安裝在C型架的后上部，并通過RS485總線傳輸給主控制柜，主控制柜上連接終端顯示與操作裝置，用于進行厚度計算、接收操作人員輸入的命令及顯示；所述冷卻箱分別與X射線源和主控制柜連接，起到冷卻作用。
專利摘要本實用新型公開了具有自動合金補償功能的射線測厚儀，包括X射線源、雙室電離室、前置放大電路板、C型架控制電路板、冷卻箱、主控制柜、終端顯示與操作裝置及C型架，通過使用一種雙室電離室作為探測器，并通過測量物質對不同能量帶的兩組X射線衰減系數比值的變化，計算出由于合金成分變化引起的衰減系數變化值，從而在測量中實時進行合金補償。此裝置在板帶金屬軋制過程為厚度控制系統提供高精度的板帶厚度反饋值。
文檔編號G01B15/02GK201455009SQ20092010754
公開日2010年5月12日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權日2009年4月27日
發(fā)明者李小鋼, 楊溪林, 邱忠義, 黃俏音 申請人:北京金自天正智能控制股份有限公司