专利名称:一种射线强度可调的纸张定量传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一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。本实用新型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
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于纸张定量测量【技术领域】，具体设及一种射线强度可调的纸张定量 传感器。
【背景技术】
[0002] 纸张定量在线检测通常采用0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、快口机构、快口控制 机构、电离室、信号放大电路组成。从快口机构发出的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口开 孔是固定不变的，放射源选定后，从快口机构发射的0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。该样就会造成两种 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。该两种情况都会造成定量传感器灵敏度降低，检测精度变差。 实用新型内容
[0003] 为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种射线强度可 调的纸张定量传感器，本实用新型可W根据需求调节发射0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，本实用新型采用如下技术方案：
[0005] 一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，上部设有可调快口，放射源发出的射线能够穿过可调快口到达电离室，电离室与可调快 口之间连有能够控制可调快口开度并且能够锁定可调快口的快口控制装置。
[0006] 进一步地，快口控制装置包括依次连接的PID快口开度控制器、能够锁定可调快 口的伺服电机控制器、伺服电机和减速齿轮，PID快口开度控制器与电离室连接，减速齿轮 和可调快口配合连接。
[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。
[000引进一步地，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] 与现有技术相比，本实用新型具有W下有益的技术效果：
[0011] 本实用新型提供的纸张定量传感器，可W根据需求调节放射源发射的射线强度， 当纸张定量克重低时，通过快口控制装置使可调快口开度减小，此时射线强度降低，；当纸 张定量克重高时，通过快口控制装置使可调快口开度增大，此时射线强度升高；当放射源使 用年限增加时，快口根据设定电压自动调节开度，补偿因放射源半衰期带来的能量衰减快； 本实用新型通过控制可调快口的开度实现调节射线强度，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。
[0012] 进一步地，本实用新型的上头箱和下头箱上分别设置有光电传感器发射端和光电 传感器接收端，当上下头箱对准时，光电传感器接收端输出高电平，指示灯亮，可W实现快 速准确对准，解决了传统扫描架上下头箱目测对准有误差和标尺对准繁琐的问题。
【附图说明】
[0013] 图1是本实用新型结构示意图；
[0014] 图2是本实用新型可调快口机构及调节原理图；
[0015] 图3是本实用新型的工作示意图；
[0016] 图4是本实用新型电压调节闭环控制原理图。
[0017] 其中，1、电压信号；2、电离室；3、纸张；4、射线；5、可调快口；6、放射源；7、伺服电 机；8、减速齿轮；9、扫描架；10、伺服电机控制器；11、PID快口开度控制器；12、上头箱；13、 下头箱；14、光电传感器发射端；15、光电传感器接收端；16、指示灯；17、放射室。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
[0019] 参见图1至图3,一种射线强度可调的纸张定量传感器，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,上部设有可调快口 5,放射源6发出的射线4 能够穿过可调快口 5到达电离室2,电离室2与可调快口 5之间连有能够控制可调快口 5开 度并且能够锁定可调快口 5的快口控制装置。快口控制装置包括依次连接的PID快口开度 控制器11、能够锁定可调快口 5的伺服电机控制器10、伺服电机7和减速齿轮8, PID快口 开度控制器11与电离室2连接，减速齿轮8和可调快口 5配合连接。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，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，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。
[0020] 本实用新型的控制原理如图4所示，电压设定值与电压检测值比较后偏差经PID 快口开度控制器11运算，输出控制信号至伺服电机控制器10,由伺服电机控制器10驱动 伺服电机7,在伺服电机7带动下，经过减速齿轮8改变可调快口 5开度进而改变射线4强 度，经电离室2改变输出电压信号1，直到电压检测值与电压设定值一致。
[0021] 下面结合附图对本实用新型的具体操作过程作进一步说明：
[0022] 传统纸张定量传感器在测量不同纸种时，空态电压VMt不变，随纸张定量增加，定 量传感器灵敏度降低，检测精度下降；射线能量衰减时，空态电压VMt也会降低从而导致定 量传感器灵敏度降低，检测精度下降。
[0023] 测量不同纸种时，在扫描架9的带动下，先将定量传感器停至无纸时的库位置，在 电压信号1处测量背景电压在纸张定量传感器中放入标准纸样，调整可调快口 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Vaw并将此空态电压VMt作为电压设定 值，此时电压设定值与电压检测值比较后偏差经PID快口开度控制器11运算，输出控制信 号至伺服电机控制器10,在伺服电机7的带动下，经过减速齿轮8,改变可调快口 5的开度， 调整由快口机构5发射的0射线强度，达到电压设定值后，锁定可调快口 5开度，然后在扫 描架9的带动下行进到纸面进行连续在线测量工作。
[0024] 射线能量衰减时，在扫描架9的带动下，先将定量传感器停至无纸时的库位置，在 电压信号1处测量背景电压将射线能量未衰减的空态电压VMt作为设定值，此时 电压设定值与电压检测值比较后偏差经PID快口开度控制器11运算，输出控制信号至伺服 电机控制器10,在伺服电机7的带动下，经过减速齿轮8,改变可调快口 5的开度，调整经可 调快口 5发射的0射线强度，当达到电压设定值时，锁定可调快口 5开度，然后在扫描架9 的带动下行进到纸面进行连续在线测量工作。
[0025] 本实用新型的射线强度可调的的定量传感器结构中的可调快口 5在伺服电机7带 动下，经过减速齿轮8,可实现由全关到全开、全开到全关的动作，伺服电机7的旋转角度， 由伺服电机控制10控制。PID快口开度控制器11，根据穿透纸张3后的电压信号1，输出改 变快口开度信号，输出控制信号至伺服电机控制器10。可调快口 5可连续无级可调，达到需 求开度时，由伺服电机控制器10实现锁止。
[0026] 放射源6放出的射线4穿过纸张3时，射线4衰减符合比尔定律原理，衰减后的0 射线经电离室2和放大电路转化为电压信号；
[0027] BW = BA0+BA1X+BA2X2+BA3X3; V -V
[002引其中，X=Ln( BW Baekg刪U,); gW为纸张定量；BA。?BA 3为计算系数；V eW、 V Air V Back貧ound 和Vut分别为在线扫描电压、背景电压和空态电压。
[0029]同时，当向上头箱12和/或下头箱13中安装部件时或者故障检修时，需要将上头 箱12和下头箱13左右错位，对纸张定量传感器进行检修，安装完或者检修后需要将上头箱 12和下头箱13对准，本实用新型的上头箱12和下头箱13上分别设置有光电传感器发射 端14和光电传感器接收端15,当上下头箱对准时，光电传感器接收端15输出高电平，指示 灯16亮，可W实现快速准确对准，解决了传统扫描架上下头箱目测对准有误差和标尺对准 繁琐的问题。
【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)的内部设有放射源化），上部设有可调快口巧），放射 源做发出的射线（4)能够穿过可调快口妨到达电离室（2)，电离室似与可调快口巧） 之间连有能够控制可调快口（5)开度并且能够锁定可调快口（5)的快口控制装置。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，快口控 制装置包括依次连接的PID快口开度控制器（11)、能够锁定可调快口（5)的伺服电机控制 器（10)、伺服电机（7)和减速齿轮（8)，PID快口开度控制器（11)与电离室似连接，减速 齿轮（8)和可调快口（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。
【文档编号】G01N23-08GK204287082SQ201420742674
【发明者】胡连华, 李新平, 汤伟, 方辉 [申请人]陕西科技大学