一种射线强度可调的纸张定量传感器及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种射线强度可调的纸张定量传感器及其控制方法，包括扫描架和设置在扫描架上且上下对齐的上头箱和下头箱，上头箱中设有电离室，下头箱中设有放射室，放射室的内部设有放射源，上部设有可调快门，放射源发出的射线能够穿过可调快门到达电离室，电离室与可调快门之间连有能够控制可调快门开度并且能够锁定可调快门的快门控制装置。本发明能够在测量不同纸种及放射源能量衰减时，根据所需电压无级调整快门开度，连续调节β射线强度，解决了传统定量传感随纸张克重增加和放射源能量衰减带来的灵敏度降低、测量精度降低的问题，并且检测精度高。
【专利说明】-种射线强度可调的纸张定量传感器及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纸张定量测量【技术领域】，具体涉及一种射线强度可调的纸张定量传感 器及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 纸张定量在线检测通常采用P射线穿透纸张时，纸张定量越高对射线吸收能力 越强，穿透纸张后的射线能量衰减符合贝尔定量，利用电离室检测射线能量并转换成电压 信号，经过计算得到纸张定量数据。国内外定量传感器通常由放射源、快门机构、快门控制 机构、电离室、信号放大电路组成。从快门机构发出的0射线穿透纸张后进入电离室，引起 电离室内惰性气体电离。不同克重的纸张对射线的能量吸收不同，穿透纸张后进入电离室 的射线能量也不同，经过电离室转换成的电压信号也不同。目前国内外定量传感器快门开 孔是固定不变的，放射源选定后，从快门机构发射的3射线的强度无法变化；此外，所有放 射源均有半衰期，随着使用时间的增加，放射源发射的能量也逐步衰减。这样就会造成两种 情况：1、在生产过程中，当纸张定量增加时，穿透纸张后的射线能量越来越弱；2、随着定量 传感器使用年限的增加，即使纸张定量不变，由于放射源能量的衰减，穿透纸张后的射线能 量也会越来越弱。这两种情况都会造成定量传感器灵敏度降低，检测精度变差。
【发明内容】
[0003] 为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种射线强度可调的 纸张定量传感器及其控制方法，本发明可以根据需求调节发射3射线强度，解决了传统定 量传感随纸张克重增加和放射源能量衰减带来的灵敏度降低、测量精度降低的问题，并且 检测精度高。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] -种射线强度可调的纸张定量传感器，包括扫描架和设置在扫描架上且上下对齐 的上头箱和下头箱，上头箱中设有电离室，下头箱中设有放射室，放射室的内部设有放射 源，上部设有可调快门，放射源发出的射线能够穿过可调快门到达电离室，电离室与可调快 门之间连有能够控制可调快门开度并且能够锁定可调快门的快门控制装置。
[0006] 进一步地，快门控制装置包括依次连接的PID快门开度控制器、能够锁定可调快 门的伺服电机控制器、伺服电机和减速齿轮，PID快门开度控制器与电离室连接，减速齿轮 和可调快门配合连接。
[0007] 进一步地，上头箱和下头箱通过设置在两者上的光电传感器对齐。
[0008] 进一步地，光电传感器包括设在上头箱下部的光电传感器发射端和设在下头箱上 部的光电传感器接收端，且光电传感器发射端和光电传感器接收端上下对齐。
[0009] 进一步地，下头箱上还设有指示灯，且指示灯与光电传感器接收端连接。
[0010] 一种射线强度可调的纸张定量传感器的控制方法，包括以下步骤：
[0011] 1)在扫描架的带动下，将纸张定量传感器停至无纸时的库位置，在无射线的情况 下测量电离室发出的电压信号作为背景电压vBadtgMmd;
[0012] 2)当测量不同纸种时，根据所测纸种选择空态电压Vto作为电压设定值；当放射 源能量衰减时，将能量未衰减时的空态电压Vto作为电压设定值；
[0013] 3)通过快门控制装置调整可调快门的开度，进而调整射线的强度，使电离室发出 的电压值与电压设定值相等，然后锁定可调快门；
[0014] 4)步骤1)至步骤3)结束后，纸张定量传感器在扫描架的带动下行进到纸面进行 连续在线测量工作，并在测量过程中对纸张定量进行计算。
[0015] 进一步地，步骤2)中根据所测纸种选择空态电SVto是通过以下方式实现的：在 纸张定量传感器中放入标准纸样，调整可调快门的开度，通过电离室发出的电压信号测量 电压值，选择标准纸样的定量计算值与标准纸样的标准定量值偏差最小时的电压值作为空 态电压Vmp
[0016] 进一步地，纸张定量通过以下公式进行计算：
[0017] Bff = BA〇+BA1X+BA2X2+BA3X 3 ；
【权利要求】
1. 一种射线强度可调的纸张定量传感器，其特征在于，包括扫描架（9)和设置在扫描 架（9)上且上下对齐的上头箱（12)和下头箱（13)，上头箱（12)中设有电离室（2)，下头箱 (13)中设有放射室（17)，放射室（17)的内部设有放射源（6)，上部设有可调快门（5)，放射 源（6)发出的射线⑷能够穿过可调快门（5)到达电离室（2)，电离室⑵与可调快门（5) 之间连有能够控制可调快门（5)开度并且能够锁定可调快门（5)的快门控制装置。
2. 根据权利要求1所述的一种射线强度可调的纸张定量传感器，其特征在于，快门控 制装置包括依次连接的PID快门开度控制器（11)、能够锁定可调快门（5)的伺服电机控制 器（10)、伺服电机（7)和减速齿轮⑶，PID快门开度控制器（11)与电离室⑵连接，减速 齿轮（8)和可调快门（5)配合连接。
3. 根据权利要求1所述的一种射线强度可调的纸张定量传感器，其特征在于，上头箱 (12) 和下头箱（13)通过设置在两者上的光电传感器对齐。
4. 根据权利要求3所述的一种射线强度可调的纸张定量传感器，其特征在于，光电传 感器包括设在上头箱（12)下部的光电传感器发射端（14)和设在下头箱（13)上部的光电 传感器接收端（15)，且光电传感器发射端（14)和光电传感器接收端（15)上下对齐。
5. 根据权利要求4所述的一种射线强度可调的纸张定量传感器，其特征在于，下头箱 (13) 上还设有指示灯（16)，且指示灯（16)与光电传感器接收端（15)连接。
6. 权利要求1所述的射线强度可调的纸张定量传感器的控制方法，其特征在于，包括 以下步骤： 1) 在扫描架（9)的带动下，将纸张定量传感器停至无纸时的库位置，在无射线（4)的情 况下测量电离室（2)发出的电压信号（1)作为背景电压VBadtgMmd; 2) 当测量不同纸种时，根据所测纸种选择空态电压VAi，作为电压设定值；当放射源（6) 能量衰减时，将能量未衰减时的空态电压作为电压设定值； 3) 通过快门控制装置调整可调快门（5)的开度，进而调整射线（4)的强度，使电离室 (2)发出的电压值与电压设定值相等，然后锁定可调快门（5); 4) 步骤1)至步骤3)结束后，纸张定量传感器在扫描架（9)的带动下行进到纸面进行 连续在线测量工作，并在测量过程中对纸张定量进行计算。
7. 根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，步骤2)中根据所测纸种选择空态电 压乂&是通过以下方式实现的：在纸张定量传感器中放入标准纸样，调整可调快门（5)的开 度，通过电离室（2)发出的电压信号（1)测量电压值，选择标准纸样的定量计算值与标准纸 样的标准定量值偏差最小时的电压值作为空态电压。
8. 根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，纸张定量通过以下公式进行计算：BW =ba〇+ba1x+ba2x2+ba3x3 ； 其中
；BW为纸张定量；BA。?BA3为计算系数；VBW、VBadtg_d和 分别为在线扫描电压、背景电压和空态电压。
【文档编号】G01N23/08GK104406996SQ201410712406
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】胡连华, 李新平, 汤伟, 方辉 申请人:陕西科技大学