专利名称：具有自动合金补偿功能的x射线测厚仪的制作方法
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Y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Y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
3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。本实用新塑的静态精度达到0. 02%，动态测 量精度可达O. 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，在系统分辨 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。
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 l.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
以下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VpVH代入标定曲线F(x)、G(x)计算出合金补偿前的厚度值^32。当金属板
4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P p h，可以计算出此时的A = y乂ii2值。而在实际测量中，由VpVH 可以计算出A'值，由此可以计算出AA。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A iilt)由此可计算出物质对高能级 X射线实际的衰减系数值P ' 1Q根据电压值V^。及i！'工代入式13最后计算出物质的 实际厚度值t。
权利要求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。
专利摘要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系统提供高精度的板带厚度反馈值。
文档编号G01B15/02GK201455009SQ20092010754
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月27日 优先权日2009年4月27日
发明者李小钢, 杨溪林, 邱忠义, 黄俏音 申请人:北京金自天正智能控制股份有限公司