美国环球测厚仪系统技术说明.pdf

美国环球测厚仪系统描述
1.测厚仪主要组成部分及特征
1.1电子主控柜(EPC)
Accura系列测厚仪:采用工业PC+O接口板作为电控核心,配置有远程
操作终端,和轧机AGC实现闭环控制以实现轧制厚度的精确控制。是X射
线测厚仪的传统配置结构。适用于钢铁、有色的冷轧、热钆等所有生产线。
电子主控制柜体符合美国电气制造协会的标准(NEMA)它包含所有所需的电
源、控制系统、操作系统。EPC内的计算札既用于数据储存、参数设定和修
改。也可以完成测厚仪的全部操作。
控制系统可以通过 Profibus或以太网卡与其它计算机相连。
工业计算机操作系统在 Windows下,用 Visual Basic编写HM程序。提
供友好芥面进行人机交换,便于工程师或操作者通过标准键盘输入操作命
令、修改参数。
1.2操作员控制终端(ORC)
操作员控制终端(ORC)是一个主操作站。(可以根据用户要求配置)它是
个高分辨率的彩色显示器。ORC安装在工作现场或操作室。ORC用单根
轴电缆通过以太网与主电子控制柜相连。生产操作人员用以完成测厚仪的全
部操作。也可以进行参数设定和修改。
ORC操作系统在 Windows下,用 Visual Basic编写HMI程序。提供友好
界面进行人机父换,便于操作者通过标准键盘或触摸屏方式输入操作命令
修改参数。
1.3X射线发射源
X射线发射源由三大部分组成:X射线管、高压发生器和冷却系统
Ⅹ射线管:
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X射线管装在一个抽真空后注满油的全密封的铅盒中,它包括一个阴极灯丝
和一个阳极靶。灯丝在受热后发射出电子束,在阴极灯丝和阳极靴之间加上
高压后电子束轰击阳极靶,由钨制成的阳极靶产生连续光谱的X射线。射
线的强度由灯丝电流和阴阳极间的电势差决定。
高压发生器:
高压发生器产生和控制阴阳极之间的电压和阳极电流。GGC公司的高压发
生器经过了精心的设计。它包括个高频直流开关电源和·些控制电路,实
现对阳极电压、阴极电压和阳极电流的闭环控制。根括不同的测量厚度自动
调节至最佳的KV档值,噪音低,测量精度高。它有如下特点
1)高频直流开关电源的频率是35KHZ。
2)闭环控制阳极电压、阴极电压和阳极电流。确保阳极电流保持在
0.5mA,有效延长X射线管的寿命
3)对阴极有一套自动保护回路。当阴柲电流超过2.1A时自动切断回路
冷却系统
整个X射线发生源在工作时产生大量的热量,需要进行冷却。GGC公司设
计的测厚仪在装有X射线管的全封闭铅盒的表面缠有冷却水管,通过水冷
的方式来降低X射线源的温度。冷却系统可以是GGC提供或由用户提供。
但用户的冷却水必须干净,确保循环通畅。
1.4标样盒
标样盒内装全套标样。通过对标样的不同组合以满足整个带材的厚度测量范
围。标样盒的设计坚固、寿命长。标样块在所有轧机场合下稳定操作。所有
标样满足美国技术标准协会(NIST)的标准。
1.5X射线探测头
Accura系列测厚仪根据不同测量对象采用电离室或光电倍增管的测量头,
灵敏、稳定。该台测厚仪使用电离室测量头。
1.6C型架:
C型架用高强度钢做成,配有水冷和空气吹扫。
C型架采用直流电机或交流变频驱动,可以采用人工操作,操作者按动一个
按钮可使C型架移动到机列中心线上。C型架的位置控制由行程开关控制,
C型架的位置有工作位和维修位
2.测量原理
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测厚仪采用X射线非接触式测量板材厚度,这种测量方法可以实现连续的
实时在线测量,并且可与整个厚控系统接口实现对板材的厚度控制。这种测
量方法与接触式测厚相比,不会造成对板材的表面划伤和其它缺陷,测厚仪
运行可靠、维护量小。测厚仪在配有C型架的情况下可以在板材宽度方向
上的任意位置进行测量。
X射线能穿透物质。当X射线穿过物质时与物质发生作用,一部分X射线
被物质吸收,另一部分穿过物质,由探测头测量出它的强度,经数据处理后
便知被测物质的厚度。
检测到的X射线强度与很多因素有关。其中一个重要的因素就是入射被测
物质前的射线强度lo,即发射能量级。对于一个给定厚度的被测物质,有
个最合适的入射前X射线的强度。如果X射线的强度过低,X射线穿过被
测物质后被探测头检测到的X射线太少,信号不明显;如果强度太高,X射
线穿过被测物质后能量的相对变化率低,当材质的厚度发生变化时,檢测到
的信号变化不明显。因此GGC开发了特有的射源能级控制技术,可以做到
连续微级发射和设定能级发射并实现发射能级的精确控制。
3.测量过程:测量过程包括三个阶段:校样、标准化、实测
3.1.校样( calibration)
校样的目的是在测厚仪测量厚度的全量程范围内建立起被测材质的厚度与X
射线强度lo,即X射线管阴阳极电压KV值之间的种对应的关系。当发出
“°校样”的操作命令时,标样盒中的标样由电磁铁自动取出置于X射线通道
上,同时铅制快门自动打开(出电磁阀驱动),X射线穿过标样到达检测
头,测厚系统采集和处理数据后得出对应于该标样厚度的最优KV值。
3.2.标准化( standardization)
标准化的目的是为了找到与被测设定厚度对应的KV值。例如需要测量设定
厚度为1mm的板厚,输入命令后从已经存储的校样曲线中找出1mm厚度
对应的KV值,自动调节X射线管阴阳极间电压到此KV值。
标准化通常有2种途径
第一种途径:标准化是通过内部标样完成,例如:对于设定厚度为1mm的
标准化,即输入命令后1mm的标样组自动置于X射线通道上,快门打开,
从已经存储的校样曲线中找出1mm的厚度对应的KV值,自动调节X射线
管阴阳极间电压到此KV值。标样组退回原处,快门关闭,完成标准化的过
程。此种方式常用于单机架轧机
第二种途径:是由上位机或AGC提供设定厚度信号,测厚仪得到厚度信号
以后,自动从已经存储的校样曲线中找出该厚度对应的KV值,自动调节X
射线管阴阳极间电压到此KV值。此方式常用于多机架联轧机。
3.3.实测測
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