THERMO公司的215P型凸度仪在唐钢热轧1700生产线中的应用

常焘

唐钢自动化公司，河北 唐山 063020

THERMO公司的215P型凸度仪在唐钢热轧1700生产线中的应用

常焘

唐钢自动化公司，河北 唐山 063020

为提高带钢板形质量,唐钢1700mm热轧带钢引进了美国THERMO公司的在线行走式X射线凸度仪,测量带钢凸度、楔形、中心线厚度。本文简要分析了其测试原理、设备构成、主要技术性能、应用范围。

1 概述

随着用户对板带质量的要求越来越高,企业之间的竞争也越来越激烈,为了提高产品质量和成材率,降低生产成本,提高产品竞争力,越来越多的企业在其板带轧线上配备了凸度测量系统,极大地提高了带钢的板形质量和生产效率。凸度仪在测量带钢凸度过程中起了至关重要的作用。

2 X射线凸度仪原理

X射线凸度仪的原理是：测量制品所吸收的X射线量，根据该X射线的能量值，确定被测件的厚度，并结合行走轨迹，得到板带的凸度形状。件

Approximately 5 Volts (typical)：约5伏（典型）

当快门打开，在X射线束中放有厚度正确的被测件时，探头将吸收一定量的X射线，并发出相应的检测信号电压输出值。

3 系统构成

系统分为三个独立部分：

PCC：过程控制计算机 Main Console：主控制柜 CVT：稳压变压器 Chiller：冷却器

Services Box：维修柜 Junction Box：接线柜 Warning Lamps：报警灯 ERIC:操作者主控制柜接口

Detector：探头 X-ray Tube：X射线管 Limit Switch：限位开关

3.1 “C”型架

X射线源和探头彼此间的几何关系具有严格基准，“C”型架是一种将其固定一个X射线源和探头的便捷方法。在“C”型架的上部和下部之间的间距称为空气缝隙。

3.1.1 探头

型号 : 75 毫米光电倍增管

一台闪烁探头接收到X射线（经被测件吸收衰减后）后，将输出一个与辐射强度成比例的电压信号。一台闪烁探头由一套导光组件组成，在该组件上，涂有一种将辐射转化为光的

辐射强度的大小，与X射线管的发射强度和被测制品所吸收的X射线强度相关。一个在系统量程范围内的给定厚度，为了确定其所需的X射线能量值，利用M215P型X射线检测仪进行校准。

在检测任一特殊厚度时，系统将设定X射线的能量值，使检测能够进行完成。在厚度一定的情况下，X射线的能量值为常量。当安全快门打开，X射线将从X射线源和探头之间的被测件中通过，被测件将一部分能量吸收，剩余的X射线被位于X射线源正上方的探头接收，探头将所接收的X射线转换为与之大小相关的输出电压（检测信号）。

如果改变被测件的厚度，则所吸收的X射线量也将改变。这将使探头所接收的X射线量发生变化，检测信号也将相应发生变化。

Detector：探头 Detector Signal.10V (Saturation)：探头检测信号为10伏（饱和状态）

X-ray Beam：X射线束 X-Ray Source：X射线源

当快门打开，而X射线束中没有被测件时，探头将X射线充分吸收，并将其转为最大的检测信号电压输出值。

Detector：探头 X-Ray Source：X射线源 Material：被测物质，其在受到辐射时会发出荧光。

随后，光进入一个光电倍增管中，将光转换为电子流，该电子流通过倍增极链进行电子增殖，使其进一步增强。利用微分激励器，从预放大器的输出信号，经接线柜，通到主控制柜中的信号条件限定插板上。

3.1.2 X射线源组件

型号 : 120 千伏

X射线源由两个主暗箱组成，每个暗箱密封在一个密闭罐中（参见图三）。

下部充油暗箱包括有高电压变压器、灯丝变压器、两个倍增整流器组件、反馈电阻器网络和X射线管。下部暗箱中的所有部件，均安装在密封板上，该密封板是上部暗箱的一个组成部分。通过陶瓷串馈，将反馈电压传送到上部暗箱中。

上部暗箱包括有系列标准校准样品暗盒、快门、传感器、放大器和带有一个减压阀的油膨胀暗箱。

暗箱的外部安装有油循环泵和相关的流量开关。通过下部暗箱，油保持循环，以帮助散热。

Lifting points：提升点 X-Ray Beam Exit window：X射线束从窗口射出

Sensor Amp：传感器放大器Standards Magazine：系列标准校准样品暗盒

Oil pressure release Valve:油压减压阀 water connections：水管接头

Oil pump Assembly：油泵组件Filament Xfmr：灯丝Xfmr

Multiplying Rectifiers：倍增整流器 HV Xfmr：高电压Xfmr

Oil：油 X-Ray Tube：X射线管

3.2 主控制柜

M215上的主控制柜由8个控制柜组成。这些控制柜从上到下进行编号，最前面的三个控制柜也采用字母进行标记。

4 板型

板型是测厚仪用于移动“C”型架的设备，使X射线束穿过被测件的整个宽度（参见图四）。

图一

图二

图三

Forward Limit：前进限位 Strip Material：钢带被测件

Stop Profile： 停止板型 Reverse Limit：后退限位

Stop Profile： 停止板型 Start new Profile：开始新的板型

Return to start or start new profile： 返回到开始或者开始新的板型

4.1 “C”型架定位

通过使用一个模拟量位置转换器（拖线电位差计）或者一个数字量位置转换器（在机架和齿轮上的脉冲编码器），能够确定“C”型架的位置。需要在测厚仪程序中建立关于每个转换器的配置。

4.2 板型时序

当“C”型架在待机和中心线之间时，系统将开始一个板型时序。如果“C”型架回到比待机位置更远的位置，和前进到比中心线更远的位置，则板型将无法进行。

Stop Profile.停止板型测量。

Start Profile：开始板型测量

Go to Standby：走到待机位

Go to centerline：从待机位置走到中心线位

4.2.1 事件的时序

1）.“C”型架处于待机位置。

2）.开始启动板型的时序。

3）.“C”型架移动到“毫米边缘位置”，如果设定了“HMD”信号，则等待“HMD”信号的到来。

4.一旦接收“HMD”信号，快门立即打开，并随着内部标准校准样品处于X射线束中，“C”型架向前移动到钢带的后部边缘。

5.当钢带的后部边缘被发现，内部标准校准样品被取出。

6.在以“慢速毫伏”速度移动的同时，测厚仪对边缘进行测量。

7.当通过“毫米边缘尺寸”时，“C”型架达到“快速毫伏”速度，测厚仪对钢带的中心进行测量。

8.一旦“C”型架达到远端的“毫米边缘尺寸”时，其速度返回到“慢速毫伏”速度。

9.当远端边缘被发现，内部标准校准样品被插入到X射线束中，“C”型架移动到远端的“毫米边缘尺寸”位置。

10.如果选择一个单一板型，则时序完成，“C”型架返回到待机位置。如果选择连续的板型，则一个新的板型从远端的“毫米边缘尺寸”位置开始。

图四

图五

5 结束语

X射线凸度仪是一种性能可靠,测量精度高,运行稳定的测量装置,其准确的测量精度和快速响应,为带钢板形的改进提供了良好的技术保证,从而大大提高了带钢产品的质量。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.03.035

X射线；凸度仪