一种测厚仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量设备技术领域，更具体地说，涉及一种测厚仪。
【背景技术】
[0002]随着我国经济水平的不断增长以及工业化水平的不断提高，钢铁材料在各行各业的应用已经越来越广泛，而且随着我国制造业的不断进步，对钢铁材料的质量要求也越来越高，其中钢铁材料的厚度更是所有质量指标要求最严格的。因此，测厚仪的测量精度与稳定性，决定了整个轧机系统性能的优劣，进而决定了整个钢铁产业的工艺水平。
[0003]国外在上个世纪50年代就开始了对钢材测厚仪的研发，当初采用了双束光探测器对光信号进行模拟计算，测得的厚度数据精度低，误差大。在70年代后期计算机技术有了初步发展后，开始使用单束光测厚系统，使用A/D转换器将放大后的传感器信号转换为数字信号，然后使用计算机进行数据处理，与50年代的模拟方法相比有了一定的进步。到了 80年代，由于核物理科技的发展成熟，国外开始使用射线作为测厚仪的测厚工具。原理是射线透过被测材料后强度会发生改变，并且透过的射线强度随板材厚度的增加而递减，据此使用射线的衰减幅度来反推出被测物体的厚度。
[0004]在射线测厚仪发展早期，其射线源均为放射性同位素，但放射性同位素的射线强度不可控，一旦仪器射线源部分的外壳损坏导致屏蔽失效，发生辐射泄露后会带来一系列环境安全性问题。即使上述问题没有发生，仪器报废后放射性元素的处置也是一个世界性难题。而且放射性元素的射线强度随着时间的推移会成指数规律衰减，为了保证测量精度，需要每隔一段时间就对仪器进行重新标定。
[0005]我国在测厚仪的研发方面起步较迟，因此在测厚仪的研制及其应用技术上仍存在很大进步空间。例如，国内的射线测厚仪生产厂家绝大多数仍采用技术简单，不需额外控制的放射性同位素作为射线源，但由于前述因素的影响，往往测量精度都不是很高，与国外厂商存在着I?2个数量级的差距，并且放射性同位素的安全性饱受质疑。极少数使用X射线的测厚仪生产厂家，由于射线控制技术与射线强度检测算法较落后，其测量精度与使用同位素做射线源的厂家相比并未显著提高。
[0006]虽然国外的射线测厚系统大多数使用射线管作为射线源，但由于射线穿过被测物体后的剩余射线强度与板材厚度近似呈一指数递减关系，而传感器只可稳定探测较强的射线强度，进而导致测量范围较窄。另外，由于射线管产生的X射线具有连续能谱，并且被测物体对X射线中的特定能级粒子有较强的吸收能力，一般的板材只选择性的吸收连续能谱中极窄能量范围内的一部分粒子，因此导致X射线穿过被测物体后的剩余射线强度与板材厚度并不严格遵守指数递减规律，导致测量结果并不精确。
[0007]如何提高测厚仪的精准度成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种具有较高测试精度的测厚仪。
[0009]为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案:
[0010]一种测厚仪，包括:
[0011]X射线高压电源、X射线管、X射线探测传感器和厚度检测拟合单元；
[0012]所述X射线高压电源的第一输出端与所述X射线管的阳极相连，用于向所述X射线管阳极输入用于控制X射线的强度的可调节直流高压；所述X射线高压电源的第二输出端与所述X射线管的阴极灯丝相连，用于向所述X射线管的阴极灯丝输入用于控制X射线的能谱分布的可调节交流电流；
[0013]所述X射线管，用于输出与所述X射线高压电源输出的可调节直流高压和可调节交流电流相匹配的X射线；
[0014]所述X射线探测传感器的输出端与所述厚度检测拟合单元的输入端相连，用于获取所述X射线管输出的、穿过被测物体后的X射线，生成与获取到的X射线的强度相匹配的电信号，并将所述电信号发送至厚度检测拟合单元；
[0015]所述厚度检测拟合单元，用于将获取到的电信号放大后进行数据量化采集，采用多项式拟合和双指数拟合相结合的数据处理方法对由数据量化采集得到的数据进行处理计算得到被测物体的厚度信息。
[0016]优选的，上述测厚仪，还可以包括:
[0017]与所述厚度检测拟合单元输出端相连的厚度控制显示单元，用于获取并显示所述厚度信息，将所述厚度信息通过无线网络发送至轧机的厚度控制系统。
[0018]优选的，上述测厚仪，还可以包括:
[0019]通过无线网络与所述厚度控制显示单元相连的无线显示单元，用于显示所述厚度信息。
[0020]优选的，上述测厚仪，还包括:
[0021]用于承载所述X射线高压电源、X射线管、X射线探测传感器和厚度检测拟合单元的C型架；
[0022]所述X射线管设置在所述C型架的下臂上，所述X射线探测传感器与所述X射线管对称设置在所述C型架的上臂上。
[0023]优选的，上述测厚仪中，所述X射线探测传感器包括:
[0024]采用-400V负高压电源作为外加高压电场的电离室和用于测量电离室内电离电流的电流测量电路。
[0025]优选的，上述测厚仪中，所述X射线管为COMET公司的生产的型号为MXR-161的X
射线管。
[0026]优选的，上述测厚仪中，所述X射线高压电源，包括:
[0027]阳极高压直流电源、低压灯丝交流电源和调节电路；
[0028]所述阳极高压直流电源用于将输入电源经半桥逆变电路逆变成高频正弦波后送入高频升压变压器初级，由所述高频升压变压器次级输出高压交流电压，在将所述高压交流电压经正负双向倍压电路倍压后，发送至所述X射线管的阳极；
[0029]所述低压灯丝交流电源，用于将输入电源经半桥逆变电路逆变后送入隔离耦合变压器初级，由所述隔离耦合变压器次级输出接交流电流至所述X射线管的阴极灯丝；
[0030]所述调节电路，用于采用电阻衰减网络和电流取样环分别对所述阳极高压直流电源和低压灯丝交流电源的输出进行采样，将采样得到的采样数据由A/D转换器输入至微控制器，所述微控制器对所述采样数据进行联合数字PID调控，并输出数字控制信号，将所述数字控制信号经D/A转换，传送至PWM移相控制模块，所述PWM控制模块依据所述将D/A转换的模拟控制信号产生PWM波驱动所述阳极高压直流电源和低压灯丝交流电源中的半桥逆变电路。
[0031]优选的，上述测厚仪中，所述阳极高压直流电源，包括:
[0032]输入端与直流电源相连的第一半桥逆变电路；
[0033]初级与所述第一半桥逆变电路输出端相连的高频升压变压器；
[0034]输入端与所述高频升压变压器次级相连的正负双向倍压电路，所述正负双向倍压电路的输出端用于与所述X射线管的阳极相连；
[0035]所述低压灯丝交流电源包括:
[0036]输入端与直流电源相连的第二半桥逆变电路；
[0037]初级与所述第二半桥逆变电路输出端相连的隔离耦合变压器，所述隔离耦合变压器的次级用于与所述X射线管的阴极灯丝相连；
[0038]所述调节电路，包括:
[0039]输入端与所述正负双向倍压电路的输出端相连，用于对所述正负双向倍压电路的输出电压进行采样的电压取样模块；
[0040]输入端与所述电压取样模块的输出端相连的第一 A/D转化模块；
[0041]第一输入端与所述第一 A/D转化模块输出端相