摘要：介紹了X射線測厚儀的組成原理以及技術特點，對其應用過程中出現(xiàn)的一些問題提出解決方案。 關鍵字：X射線 測厚儀 AGC 1、概述 測厚儀作為一種在線測量板材厚度的精密儀器，在整個軋機的AGC控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位。它為AGC系統(tǒng)提供實時厚度偏差信號，信號的準確和靈敏度直接影響了軋制板材的厚度質(zhì)量。 Radiometrie（瑞美）RM 215測厚儀可為帶鋼提供精確，高速的非接觸式厚度測量。它采用模塊化設計，配置靈活，維護簡便，經(jīng)濟且性能指標優(yōu)異。用戶能夠根據(jù)RM 215測厚儀提供的，對測量結(jié)果的絕對值或偏差的實時的反饋，來提高產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，RM 215測厚儀因其響應速度快、噪聲低、精度高而在冷熱軋線得到廣泛應用。 2、X射線測厚儀的組成原理以及技術特點 2.1、測厚儀組成 Radiometrie（瑞美）RM 215測厚儀的典型平面布置圖1： 測厚儀主要由主控制柜、接線箱、報警燈、C 型架等部分組成 2.1.1、C 型架　　 C 型架位于軋線精軋機組后，包括機械部分、探頭、放射源、接收源等；X射線探測頭，高壓源均由國外進口，分辨率高，響應時間短，使測量數(shù)據(jù)更精確，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。 機械部分由一個C型框架、一個驅(qū)動氣缸、前后限位等組成，在C型框架下部里面，有一個控制、校準用小氣缸及其輔助機構，通過CRT觸摸屏的軟件控制按鈕可以驅(qū)動氣缸進行測量、校準、屏蔽等操作。 放射源在C型架的下臂內(nèi)的一個黑色鉛盒中，并在上面開了一個快門，用來控制放射線的通斷。位于源盒正上方，C型架上臂的圓柱體里面裝有探測用的射線探測器、電離室和前置放大電路。 2.1.2、主控制柜 主控制柜里有工控機，觸摸顯示器以及接線柜的總電纜終端、模擬和數(shù)字輸入輸出模塊、高速計數(shù)器和以太網(wǎng)模塊等，工控機的配置包括摩托羅拉680LC40微處理器主板、4MDRAM、1M快閃存儲器、一個打印口和軟盤硬盤驅(qū)動器。計算機通過多功能數(shù)據(jù)采集板獲取厚度、長度脈沖、和探頭溫度等模擬信號和氣缸位置等數(shù)字信號，進行計算輸出、厚度顯示、機械控制等，以及給軋機AGC系統(tǒng)一個厚度偏差信號。 程序采用目前流行的面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言C++，模型參數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)實際實現(xiàn)靈活配置．可利用歷史數(shù)據(jù)對模型參數(shù)進行自適應及優(yōu)化；利用實測數(shù)據(jù)對模型進行離線調(diào)試，對實測數(shù)據(jù)進行同步、抓拍掃描處理，對中浪及邊浪具有良好的控制效果。 2.1.3、報警燈 黃燈（X射線指示燈） 黃燈滅時表明無X射線，閃爍表示X射線將要產(chǎn)生，常亮表示正在發(fā)射X射線，測厚儀正常工作。一般，黃燈亮時盡量遠離C型架，以防X射線對人體的輻射傷害。 紅燈（快門打開） 紅燈滅時表明快門關，閃爍表示快門將要打開，常亮表示快門打開 綠燈（快門關閉） 綠燈滅表示快門打開，常亮時表明快門關。 2.2、測厚儀工作原理 對于X射線，在其穿透被測材料后，射線強度I的衰減規(guī)律為 式中 I0———入射射線強度； μ———吸收系數(shù)； h———被測材料的厚度。 當μ和I0一定時，I僅僅是板厚h的函數(shù)，所以測出I就可以知道厚度h。 X射線測厚儀原理是根據(jù)X射線穿透被測物時的強度衰減來進行轉(zhuǎn)換測量厚度的，即測量被測鋼板所吸收的X射線量，根據(jù)該X射線的能量值，確定被測件的厚度。由X射線探測頭將接收到的信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過前置放大器放大，再由專用測厚儀操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為顯示給人們以直觀的實際厚度信號。 X射線源輻射強度的大小，與X射線管的發(fā)射強度和被測鋼板所吸收的X射線強度相關。一個在系統(tǒng)量程范圍內(nèi)的給定厚度，為了確定其所需的X射線能量值，可利用M215型X射線檢測儀進行校準。在檢測任一特殊厚度時，系統(tǒng)將設定X射線的能量值，使檢測能夠順利完成。 在厚度一定的情況下，X射線的能量值為常量。當安全快門打開，X射線將從X射線源和探頭之間的被測鋼板中通過，被測鋼板將一部分能量吸收，剩余的X射線被位于X射線源正上方的探頭接收，探頭將所接收的X射線轉(zhuǎn)換為與之大小相關的輸出電壓。如果改變被測鋼板的厚度，則所吸收的X射線量也將改變，這將使探頭所接收的X射線量發(fā)生變化，檢測信號也隨之發(fā)生相應的變化。 2.3、技術特點 采用國際上最先進的、穩(wěn)定性最好的射線源，體積小，使用壽命長，易維護； 模塊化設計，設備結(jié)構簡潔、部件更換快速、簡單，便于維護； 快速多點校正法技術保證了系統(tǒng)的長期精度；快速、連續(xù)、非接觸測量、實時顯示高精度測量值； 采用雙放大技術和獨特大電離室，提升測量范圍及精度；溫度補償與合金補償功能 由于X光測厚儀是在線測量儀表，檢測的厚度是鋼板熱態(tài)時的厚度，這樣會和冷態(tài)時的厚度有一定的偏差，所以就增加了溫度補償系數(shù)。使在線測量的數(shù)據(jù)與冷態(tài)時保持一致。同樣如果軋制材質(zhì)有變化時，也會給測量帶來誤差。這時只需將不同材質(zhì)的樣板進行檢測，計算出合金補償系數(shù)，也可以使測量數(shù)據(jù)和實際材質(zhì)厚度保持一致。 由于測厚儀結(jié)構復雜，所處環(huán)境惡劣，為保證檢測精度在硬件和軟件的設計制造過程中采取了一系列隔離和抗干擾措施，如光電耦合、尖峰濾波、變壓器耦合等，使它能適應惡劣的工作環(huán)境。這就大大提高了電控系統(tǒng)的可靠性。 基于觸摸顯示器與WINDOWS操作平臺的操作軟件易于操作和使用，可在主界面中可以設定期望厚度，在測量不同的合金時可通過合金牌號選擇對話框選擇已經(jīng)存儲的合金牌號，并輸入補償系數(shù)，補償?shù)綄嶋H的產(chǎn)品厚度值，主監(jiān)控畫面如圖2： 3、應用 3.1、AGC控制 在帶鋼生產(chǎn)中的AGC（厚度自動控制）需要測厚儀給出厚度偏差信號。厚度偏差信號傳送到軋機的控制系統(tǒng)（PLC）如圖3： 根據(jù)厚度偏差信號軋機操作手選擇合適的AGC控制方式，AGC控制系統(tǒng)運用PID調(diào)節(jié)原理實現(xiàn)張力AGC、速度AGC、壓力AGC的計算，計算后的控制信號再傳送給PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)對張力、速度、壓力的即時調(diào)整軋制出合格厚度的板帶產(chǎn)品。 3.2、常見故障及處理 “C”型架自動退出，即使手動也不能動作，導致AGC不能正常工作，嚴重時造成軋廢停產(chǎn)。 當測厚儀“C”型架自動退出，應當檢查恒溫冷卻系統(tǒng)是否有故障，如欠壓、低水位故障；測厚儀電壓是否正常以及網(wǎng)絡連接是否正常。如果“c”型架手動都無法動作，應當檢查“c”型架的前進和后退行程開關是否能夠復位。為確保測距儀測量精確，定期檢查鏡頭、風掃系統(tǒng)及恒溫冷卻系統(tǒng)。 3.3、安裝注意事項 在安裝時應注意：導軌與軋制線平行使X射線垂直穿過軋制材質(zhì)；電源采用專用儀表電源，或用穩(wěn)壓電源，防止現(xiàn)場對儀表的干擾；機框要接地，電源線與信號線應分別穿鐵管，并且屏蔽線應與地線相連，防止干擾。射線檢測窗口應保持清潔，以保證測量精度。 由于X射線對人體有害，為確保工作人員的安全，配備了X射線狀態(tài)報警燈，斷流繼電器，溫度繼電器和手動安全鎖。使當測厚儀工作異常時，如溫度過高或冷卻水關閉時，能及時報警，并自動切斷X射線，防止設備損壞。并且在手動鎖鎖死后，不能接通X射線，確保工作人員在維護、點檢工作時，不受到意外傷害。 4、結(jié)束語 Radiometrie（瑞美）RM 215測厚儀是專為熱軋及冷軋鋼板、鋁或鋁箔、冷軋鋼或鋼合金（如不銹鋼）、銅或銅合金以及其它金屬和非金屬工業(yè)而設計的。可在線、動態(tài)、實時、精確及非接觸的測厚，可實時監(jiān)控生產(chǎn)線，并保證原料的節(jié)省及實現(xiàn)產(chǎn)品的高品質(zhì)性能要求。 作者簡介：馬凈（1977-），女，工程師，主要從事工業(yè)自動化的開發(fā)與研究。