一种X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统及方法，包括X射线发送端和X射线接收端，在X射线发送端和X射线接收端之间设置有自动校准装置，自动校准装置为可旋转的压盘结构，压盘结构上具有多个待测塑料薄膜的标准片，多个标准片在压盘结构的同一圆周上均匀设置，自动校准装置上连接有控制端，控制端连接X射线接收端，控制端控制压盘结构搭载多个标准片在X射线发送端和X射线接收端之间做圆周运动实现X射线测量塑料薄膜厚度时的自动标定。本发明专利技术采用八段标定，结合软件拟合算法，可以实现自动校准和定期自动校准，无需人工干预，可实现标准化、自动化、高精度的标定操作。高精度的标定操作。高精度的标定操作。

【技术实现步骤摘要】
一种X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统及方法


[0001]本专利技术涉及X射线测厚仪标定系统及方法，尤其涉及一种X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统及方法。

技术介绍

[0002]目前市面上的X射线测厚仪在使用过程中，均为人工标定操作方式，需要对操作人员进行专业培训后才能使用；其中，人工标定操作方式是最为常见的操作，但由于操作人员群体的技术水平差异较大，对测厚系统的理解差异也很大，有相当一部分操作人员无法严谨的正确完成标定程序，X射线测厚仪的实际精度性能无法达到最佳状态，实际检测精度远低于设计精度，且同一型号X射线测厚仪的测量结果的一致性也较差。在塑料薄膜生产过程中，需要使用到X射线测厚仪进行在线检测，每台X射线测厚仪在使用前都需要进行标定操作，在使用过程中随着射线能量衰减、温度变化等也需要定期进行标定操作。目前比较常规的操作是操作人员会使用三种以上厚度的标准膜片，更多的情况是用生产出来的不同厚度PVC薄膜，依次放入测厚仪检测位置，并在软件上读取检测值并输入对应厚度实际值进行标定。然而在实际操作中这些方法存在很多问题，一是往往由于操作人员保管不善，造成标准膜片丢失，导致在标定时没有足够的标准膜片；二是标定过程依赖人工操作，每个操作人员的技术水平和熟练程度有差异，标定的结果会略有差异。使得现有人工标定操作方式中，对操作人员的技术熟练度有一定的要求，操作过程不方便、耗时较长，最大的问题是标定操作难以保证规范性和一致性。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统及方法。
[0004]为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统，包括X射线发送端和X射线接收端，在X射线发送端和X射线接收端之间设置有自动校准装置，自动校准装置为可旋转的压盘结构，压盘结构上具有多个待测塑料薄膜的标准片，多个标准片在压盘结构的同一圆周上均匀设置，自动校准装置上连接有控制端，控制端连接X射线接收端，控制端控制压盘结构搭载多个标准片在X射线发送端和X射线接收端之间做圆周运动实现X射线测量塑料薄膜厚度时的自动标定。
[0005]进一步地，控制端包括数据采集模块、标定计算模块以及运动控制器。
[0006]进一步地，X射线接收端位于X射线发送端的正上方，X射线发送端和X射线接收端均设置在框架上，X射线接收端与数据采集模块电连接，数据采集模块与标定计算模块电连接。
[0007]进一步地，压盘结构包括上压盘和下压盘，上压盘叠压设置在下压盘的上方形成标定盘，上压盘和下压盘的中心处共同穿设有一中心轴，中心轴的上端设有上锁紧环，上锁紧环在上压盘的上方锁紧，中心轴的下端设有下锁紧环，下锁紧环在下压盘的下方锁紧，中
心轴的下端部连接有步进电机，步进电机通过L型支架设置在框架上，步进电机与运动控制器电连接。
[0008]进一步地，上压盘上开设有八个用于安装标准片的安装孔，每个安装孔的圆心到上压盘的圆心的距离一致，相邻两个安装孔的偏转角度为45
°
，上压盘的边缘处设有一基准位，基准位位于相邻的两个安装孔形成的夹角之间的角平分线上。
[0009]进一步地，框架上设置有光电传感器，光电传感器同时位于压盘结构的边缘处，自动标定系统复位时，基准位与光电传感器位置相对应。
[0010]进一步地，光电传感器与运动控制器电连接。
[0011]一种X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统的自动标定方法，自动标定方法为：1)预先将八种不同厚度的1~8号标准片按照从大到小的顺序安装在标准片压盘的1~8号安装孔的孔位上；2)将1~8号标准片厚度数值预设到自动标定系统的软件中，记录每个安装孔的孔位的标准厚度；3)启动自动标定：自动校准装置复位，由运动控制器驱动步进电机旋转，通过光电传感器检测基准位找到基准位置；将X射线接收端X射线电离室传感器复位；4）运动控制器控制步进电机驱动标定盘正向旋转22.5
°
，使1号标准片位于X射线电离室传感器正下方；5)由数据采集模块读取传感器数值，记为厚度1标定采样值；6）运动控制器控制步进电机驱动标定盘正向旋转45
°
，使2号标准片位于X射线电离室传感器正下方；7)由数据采集模块读取传感器数值，记为厚度2标定采样值；8）运动控制器控制步进电机驱动标定盘正向旋转45
°
，使3号标准片位于X射线电离室传感器正下方；9)由数据采集模块读取传感器数值，记为厚度3标定采样值；10）运动控制器控制步进电机驱动标定盘正向旋转45
°
，使4号标准片位于X射线电离室传感器正下方；11)由数据采集模块读取传感器数值，记为厚度4标定采样值；12）运动控制器控制步进电机驱动标定盘正向旋转45
°
，使5号标准片位于X射线电离室传感器正下方；13)由数据采集模块读取传感器数值，记为厚度5标定采样值；14）运动控制器控制步进电机驱动标定盘正向旋转45
°
，使6号标准片位于X射线电离室传感器正下方；15)由数据采集模块读取传感器数值，记为厚度6标定采样值；16）运动控制器控制步进电机驱动标定盘正向旋转45
°
，使7号标准片位于X射线电离室传感器正下方；17)由数据采集模块读取传感器数值，记为厚度7标定采样值；18）运动控制器控制步进电机驱动标定盘正向旋转45
°
，使8号标准片位于X射线电
离室传感器正下方；19)由数据采集模块读取传感器数值，记为厚度8标定采样值；20）由标定计算模块软件计算衰减系数、更新标定数据表，并存储在计算机硬盘文件中。
[0012]进一步地，标定计算模块软件计算衰减系数的计算公式为：U
n = 1/|ln(I
n
/I0)
ꢀ×
d
n
|；其中，U
n
为在采样值I
n
时的衰减系数；I
n
为厚度d
n
时的标定采样值；I0为无物体时的采样信号值；d
n
为第n片标准片的材料厚度。
[0013]进一步地，实际材料厚度的计算步骤为：（1）读取实际材料厚度的实时采样值I
x
；（2）根据更新的标定数据表，计算n的值，使其满足：标定采样值I
n
≤实时采样值I
x
＜标定采样值I
n+1
；（3）依据n值，计算衰减系数Ux，其公式如下：U
x
= (I
x
‑
I
n
)/(I
n+1
‑
I
n
) *(U
n+1
‑
U
n
) + U
n
；（4）计算实际材料厚度值，其公式如下：d
x = 1/|ln(I
x
/I0) *U
x
|;其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统，包括X射线发送端（1）和X射线接收端（2），其特征在于：在X射线发送端（1）和X射线接收端（2）之间设置有自动校准装置（3），自动校准装置（3）为可旋转的压盘结构，压盘结构上具有多个待测塑料薄膜的标准片，多个标准片在压盘结构的同一圆周上均匀设置，自动校准装置（3）上连接有控制端（4），控制端（4）连接X射线接收端（2），控制端（4）控制压盘结构搭载多个标准片在X射线发送端（1）和X射线接收端（2）之间做圆周运动实现X射线测量塑料薄膜厚度时的自动标定。2.根据权利要求1所述的X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统，其特征在于：所述控制端（4）包括数据采集模块（41）、标定计算模块（42）以及运动控制器（43）。3.根据权利要求2所述的X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统，其特征在于：所述X射线接收端（2）位于X射线发送端（1）的正上方，X射线发送端（1）和X射线接收端（2）均设置在框架（5）上，X射线接收端（2）与数据采集模块（41）电连接，数据采集模块（41）与标定计算模块（42）电连接。4.根据权利要求3所述的X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统，其特征在于：所述压盘结构包括上压盘（31）和下压盘（32），上压盘（31）叠压设置在下压盘（32）的上方形成标定盘，上压盘（31）和下压盘（32）的中心处共同穿设有一中心轴（33），中心轴（33）的上端设有上锁紧环（34），上锁紧环（34）在上压盘（31）的上方锁紧，中心轴（33）的下端设有下锁紧环（35），下锁紧环（35）在下压盘（32）的下方锁紧，中心轴（33）的下端部连接有步进电机（36），步进电机（36）通过L型支架（37）设置在框架（5）上，步进电机（36）与运动控制器（43）电连接。5.根据权利要求4所述的X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统，其特征在于：所述上压盘（31）上开设有八个用于安装标准片的安装孔（38），每个安装孔（38）的圆心到上压盘（31）的圆心的距离一致，相邻两个安装孔（38）的偏转角度为45
°
，上压盘（31）的边缘处设有一基准位（39），基准位（39）位于相邻的两个安装孔（38）形成的夹角之间的角平分线上。6.根据权利要求5所述的X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统，其特征在于：所述框架（5）上设置有光电传感器（6），光电传感器（6）同时位于压盘结构的边缘处，自动标定系统复位时，基准位（39）与光电传感器（6）位置相对应。7.根据权利要求6所述的X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统，其特征在于：所述光电传感器（6）与运动控制器（43）电连接。8.一种X射线测量塑料薄膜厚度的自动标定系统的自动标定方法，其特征在于：所述自动标定方法为：1)预先将八种不同厚度的1~8号标准片按照从大到小的顺序安装在标准片压盘的1~8号安装孔的孔位上；2)将1~8号标准片厚度数值预设到自动标定系统的软件中，记录每个安装孔的孔位的标准厚度；3)启动自动标定：自动校准装置复位，由运动控制器驱动步进电机旋转，通过光电传感器检测基准位找到基准位置；将X射线接收端X射线电离室传感器复位；4）运动控制器控制步进电机驱动标定盘正向旋转22.5
°
，使1号标准片位于X射线电离
室传感器正下方；5)由数据采集模块读取传感器数值，记为厚度1标定采样值；6）运动控制器控制步进电机驱动标定盘正向旋转45
°
，使2号标准片位于X射线电离室传感器正下方；7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹精忠，许佳，
申请(专利权)人：钛科优控江苏工业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：