一种板带材的厚度凸度检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种板带材的厚度凸度检测装置，属核技术应用领域，该装置包括C型架，安装在C型架上臂内沿待测钢板宽度方向间隔布置的两个射线源，安装在C型架下臂内并沿板带材运动方向间隔布置的两排高压充气电离室探测器阵列，安装在两个射线源下方的准直器，该准直器使每个射线源的射线只照射到相应的一排探测器阵列，与所述探测器阵列相连的前置放大器模块，与所述前置放大器模块相连的数据采集机，与所述数据采集机相连的数据处理及显示计算机，保证系统运行与监控的水气服务系统、控制系统。本实用新型专利技术机械结构简单，动态测量精度高，探测器具有温漂小、耐辐照、空间分辨率高、性价比高等优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于核技术应用领域，特别涉及一种工业热轧或冷轧生产线上板带材厚度、凸度和板形等的检测装置。
技术介绍
凸度仪是板带材生产和控制的关键设备，对于提高板带材的产量和质量有重要作用。由于热轧钢板的轧制温度高(800°C以上)，环境中有粉尘和水汽等，非接触射线式测量方法具有很大的优势。射线法凸度仪的探测器性能是决定凸度仪测量精度和检测速度的关键因素之一。现有的凸度仪有采用单排固体探测器的(如美国热电公司的产品资料中所述)， 虽然有响应速度快、体积小、重量轻的优点，但也存在着一些缺陷其一，余晖长、光电二极管不耐辐照、寿命短，对工作环境温度要求高，工作环境需要恒温控制。其二，由于不同射线源共用一排探测器，需要一个旋转快门让2个X射线源交替发出X射线，机械结构复杂，存在振动干扰。其三，由于两个X射线源的射线由同一排探测器先后测量，导致两个射线源在钢板上的检测位置之间的距离与钢板运行速度有关，而钢板的厚度重建是利用两个射线源的测量数据得到的，因此当钢板运行速度快时测量精度下降。另外也有采用气体电离室探测器的(如德国IMS公司的产品资料中所述)，但其使用的电离室体积大，因此分辨率不能满足钢厂的要求，需要C型架沿钢板宽度方向来回摆动来提高分辨率。这一方面导致其机械、控制系统复杂；同时由于C型架重量大，摆动频率不能过快，一般在1. 5Hz到2Hz，这使得当钢板运动时，用于计算同一横断面上的厚度数据取自两个不同的断面(相距数米到数十米)，从而使仪表的动态性能下降。且在射线源方面，由于其采用的X射线源张角小，不能覆盖钢板的宽度，在钢板的宽度方向上一个投影需要两个射线源，如果加上用于获取另外一个投影的射线源，共需要4个射线源，结构复杂。
技术实现思路
本技术的目的在于为克服现有射线法凸度检测技术的不足之处，提供一种新型的板带材的厚度凸度检测装置，能方便地同时获取板带材横断面上的两个射线投影，从而进行板带材厚度、凸度、板型的检测，而且只采用两个射线源，采用两排气体电离室探测器阵列及信息处理系统。与采用单排固体探测器的系统相比探测器具有温漂小、耐辐照、稳定性好、性价比高等优点，机械结构简单；同时又比已有的采用电离室的装置分辨率高，动态性能好，减少了射线源的个数，机械结构简单。本技术提出的一种板带材厚度凸度检测装置，其特征在于，包括C型架，安装在C型架上臂内沿钢板宽度方向间隔布置的两个射线源，安装在C型架下臂内并沿板带材运动方向间隔布置的两排高压充气电离室探测器阵列，安装在两个射线源下方的准直器，该准直器使每个射线源的射线只照射到相应的一排探测器阵列，与所述探测器阵列相连的前置放大器模块，与所述前置放大器模块相连的数据采集机，与所述数据采集机相连的数据处理及显示计算机，保证系统运行与监控的水气服务系统、控制系统。本技术的特点及有益效果本技术采用高压充气电离室作为探测器，与采用“Csl闪烁体+光电二极管” 的固体探测器相比受温度的影响小，温漂小，不需要像固体探测器那样需要恒温控制。同时具有比固体探测器耐辐照、漏电流小、使用寿命长、可靠性高、自准直、成本低等优点。采用双排气体电离室探测器阵列的布局与采用单排固体探测器阵列的布局相比， 一方面省去了两个射线源对单排探测器的分时使用所必需的高速运转的旋转快门，简化了机械结构，增加了系统的可靠性，另外还保证了两排探测器阵列可同时获取数据，从而提高了系统的动态测量精度。与采用四个射线源和四排气体电离室探测器的系统相比，少使用两个射线源，且采用的高压充气电离室探测器比其电离室探测器体积小，不必像目前IMS 的系统一样需要沿钢板宽度方向蠕动C型架，就能满足空间分辨率的要求，大大地简化了机械和控制系统的复杂性，提高了系统的动态检测性能。附图说明图1为本技术所述板带材的厚度凸度检测装置的正视示意图。图2为本技术所述板带材的厚度凸度检测装置的测厚原理图。图3为本技术所述板带材的厚度凸度检测装置的侧视示意图。图4为本技术所述板带材的厚度凸度检测装置的算法原理图。具体实施方式以下结合附图来详细说明本技术的具体内容本技术提出的一种板带材的厚度凸度检测装置，如在图1所示，包括C型架9， 安装在C型架上臂内沿钢板宽度方向间隔布置的两个射线源3、4，安装在凸度仪C型架下臂内并沿板带材运动方向间隔布置的两排高压充气电离室探测器阵列1、2，安装在两个射线源下方的准直器10、11，该准直器使每个射线源的射线只照射到相应的一排探测器阵列，与所述探测器阵列相连的前置放大器模块6，与上述前置放大器模块相连的数据采集机7，与上述数据采集机相连的数据处理及显示计算机8，分别与计算机8、凸度仪C型架9相连，保证系统运行与监控的控制系统12、水气服务系统13。探测器阵列1、2在钢板5宽度方向上的位置关系如图2所示。两个射线源3、4， 可分别在两排探测器阵列1和2的正上方，也可在两排探测器阵列1和2中心线的正上方。 还包括固定两排探测器阵列的支撑座14，两排探测器阵列对称分布在支撑座14的两侧。由于探测器阵列1和探测器阵列2的中心距离很短(本实施例中，为4. 6cm，折算到钢板上约为3. 6cm)，在此范围内可认为钢板的厚度一致，因此可近似认为两排探测器阵列检测的是钢板的同一个断面。各组成部件的具体实施方式及功能分别说明如下探测器阵列1、2，分别由数百个小尺寸向心布局的高压充气电离室构成(为本申请人的自主知识产权产品，已申请专利技术专利“气体电离型中低能X、υ射线探测器”。本实施例选用的高压充气电离室的宽χ长χ高为10X20X100mm)，具有温漂小、耐辐照、空间分辨率高、性价比高等优点。具体个数由被检测钢板5的宽度决定，为了保证分辨率，探测器阵列在钢板宽度方向上的尺寸一般小于20mm ；其中探测器阵列1对应射线源3，探测器阵列 1中的每个电离室的射线窗都朝向射线源3 ；探测器阵列2对应射线源4，探测器阵列2中的每个电离室的射线窗都朝向射线源4。射线源3和4可以采用X射线源，也可采用放射性同位素源。本实施例中，采用COMET公司225KV的X射线源。现结合图3说明一下探测器获取厚度信号的原理。X射线源15发出的X射线在经过被测物体18之后，强度会有所衰减，并遵循下面的公式Iffl = I0 - e"uh(1)式中=Itl表示穿过被测物体18之前的X射线强度；Im表示穿过被测物体18后的X 射线强度；μ表示被测物体对X射线的线性吸收系数；h表示被测物体18的厚度。μ与被测物体18的成分和射线的能量有关。由于被测物体18的成分复杂，且X 射线有一个很宽的能谱，因此在实际应用中，不能根据(1)式给出In^Ph的关系，而需要通过实验测量Itl并确定h与Im之间的关系曲线，这一过程也叫校准。探测器16将检测到的辐射强度信号Im转换为与之成比例的电流信号，并通过信号处理器17放大处理。由放大的探测器输出信号以及h与Im之间的关系曲线，可以知道被测物体的厚度h。前置放大器 6对探测器阵列1、2中的电离室输出的微弱电流信号放大，本实施例中每16个电离室的信号放大电路集成在一个前置放大器模块中。放大器采用增益大、噪声低的电子元器件。本实施例中数据采集机7由常规的电流输入模数转换器、CPLD(复杂可编程本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种板带材的厚度凸度检测装置，其特征在于，该装置包括Ｃ型架，安装在Ｃ型架上臂内沿待测板带材宽度方向间隔布置的两个射线源，安装在Ｃ型架下臂内并沿板带材运动方向间隔布置的两排高压充气电离室探测器阵列，安装在两个射线源下方的准直器，该准直器使每个射线源的射线只照射到相应的一排探测器阵列，与所述探测器阵列相连的前置放大器模块，与所述前置放大器模块相连的数据采集机，与所述数据采集机相连的数据处理及显示计算机，保证系统运行与监控的水气服务系统、控制系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志芳，安继刚，张玉爱，苗积臣，李立涛，邢桂来，王立强，王振涛，刘锡明，郑健，黄毅斌，郭肖静，谈春明，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：实用新型
国别省市：11