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| X射線測(cè)厚儀在銅板帶軋制中的應(yīng)用分析 |
| X射線測(cè)厚儀在銅板帶軋制中的應(yīng)用分析 | | 發(fā)布時(shí)間：2017/4/21 10:11:23 |
摘要：簡(jiǎn)要分析應(yīng)用在1250 軋機(jī)上的瑞清科技公司X 射線測(cè)厚儀的測(cè)量原理、系統(tǒng)架構(gòu)、性能指標(biāo)及部分維護(hù)要領(lǐng)。
關(guān)鍵詞：X 射線測(cè)厚 性能指標(biāo)
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，電子電氣等銅材應(yīng)用行業(yè)對(duì)銅板帶的尺寸精度、平直度和表面質(zhì)量要求越來(lái)越高;銅板帶的厚度尺寸是銅板帶加工中重要的質(zhì)量指標(biāo)之一，厚度尺寸公差的大小直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，因此厚度自動(dòng)控制(AGC)是現(xiàn)代銅板帶軋制過(guò)程中不可缺少的重要組成部分;厚度自動(dòng)控制是通過(guò)測(cè)厚儀對(duì)板帶軋出厚度進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，并根據(jù)實(shí)際測(cè)量值與給定值相比較后的偏差信號(hào)，借助于控制回路和裝置，經(jīng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)改變軋機(jī)的軋制參數(shù)，把厚度尺寸控制在一定范圍內(nèi)的方法�？梢姕y(cè)厚儀作為一種在線測(cè)量銅板帶厚度的精密儀器，在整個(gè)軋機(jī)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(shí)時(shí)厚度偏差信號(hào)，因此測(cè)厚儀質(zhì)量以及其信號(hào)的準(zhǔn)確度和靈敏度將直接影響軋制板帶的厚度質(zhì)量.
目前，金屬軋制行業(yè)中應(yīng)用的測(cè)厚儀分常用測(cè)厚儀和非常用測(cè)厚儀兩種，常用測(cè)厚儀包括接觸式測(cè)厚儀、射線測(cè)厚儀和脈沖渦流測(cè)厚儀;非常用測(cè)厚儀包括激光及光學(xué)側(cè)厚儀、高頻渦流測(cè)厚儀和電容電感測(cè)厚儀;非常用測(cè)厚儀由于其測(cè)量精度差、測(cè)量厚度有一定局限以及環(huán)境因素的影響大等缺陷在銅板帶軋制中幾乎沒(méi)有使用，這里不再論述。以下主要對(duì)常用測(cè)厚儀的工作原理和特點(diǎn)進(jìn)行分析比較。
常用測(cè)厚儀的工作原理和特點(diǎn)
1.1接觸式測(cè)厚儀的工作原理和特點(diǎn)
如圖1所示，接觸式測(cè)厚儀主要由測(cè)量頭和指示放大器兩部分組成;工作原理是被測(cè)帶材通過(guò)上下探頭間光滑的球形金剛石頭來(lái)接觸測(cè)量，上探頭用于微調(diào)和標(biāo)稱厚度設(shè)定，下探頭為測(cè)量傳感器，把測(cè)得的相對(duì)于標(biāo)稱厚度的偏差通過(guò)線性電壓變壓器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸人指示放大器進(jìn)行偏差指示。
接觸式測(cè)厚儀主要用于低速軋機(jī)軋制過(guò)程中，對(duì)所測(cè)材料的成分不敏感;在測(cè)量過(guò)程中測(cè)頭與帶材摩擦使測(cè)頭溫度升高而發(fā)生溫漂可能劃傷帶材，且?guī)Р纳险辰拥幕覊m和測(cè)頭的磨損對(duì)測(cè)量精度影響較大，特別是對(duì)厚而硬的材料，帶材邊部的彎曲也會(huì)對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生較大影響;由于軋制過(guò)程中不可避免的斷帶會(huì)造成測(cè)量傳感器損壞而增加維護(hù)費(fèi)用和維護(hù)量。
1.2射線測(cè)厚儀的工作原理和特點(diǎn)
射線測(cè)厚儀有β、γ和X射線測(cè)厚儀,β和γ射線測(cè)厚儀采用放射性元素對(duì)人體危害較大，在銅板帶軋制中很少使用，一般都使用X射線測(cè)厚儀，但其工作原理基本相同。如圖2所示，X射線測(cè)厚儀主要由測(cè)量頭(包括C型架、X射線放射源,X射線探測(cè)頭和接收源)、主控制柜、接線箱、報(bào)警燈等組成。其原理是根據(jù)X射線穿透被測(cè)帶材時(shí)強(qiáng)度的衰減來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換測(cè)量厚度的，即是測(cè)量被測(cè)帶材所吸收的X射線量，并根據(jù)該X射線的能量值來(lái)確定被測(cè)帶材的厚度。X射線探測(cè)頭將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)前置放大器放大，由專用測(cè)厚儀操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為顯示給人們的直觀實(shí)際厚度信號(hào)。X射線測(cè)厚儀適用于現(xiàn)代板帶軋機(jī)的高速軋制，不受速度影響，非接觸式測(cè)量不會(huì)劃傷帶材，也不會(huì)因斷帶造成測(cè)量傳感器損壞，更不會(huì)因測(cè)頭磨損而影響測(cè)量精度;由于X射線在穿透不同合金材料和灰塵、油煙等介質(zhì)時(shí)其衰減程度也不同，因此X射線測(cè)厚儀的測(cè)量精度受環(huán)境影響較大，對(duì)金屬材料的成分很敏感，需進(jìn)行溫度補(bǔ)償和合金補(bǔ)償，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定性較差，需要每天進(jìn)行標(biāo)定，其維護(hù)量和維護(hù)費(fèi)用較大。而且X射線對(duì)人身體有一定危害。
1.3脈沖渦流測(cè)厚儀的工作原理和特點(diǎn)
脈沖渦流測(cè)厚儀是由瑞典ABB公司基于脈沖渦流技術(shù)研究開發(fā)的一種新型測(cè)厚儀，脈沖渦流技術(shù)就是利用電磁場(chǎng)和感應(yīng)現(xiàn)象從被測(cè)物體獲取信息，用恒定電流供電并突然斷電;如圖3所示，脈沖渦流測(cè)厚儀主要由測(cè)量頭(包括鋁青銅C型架、激磁線圈、電路板、測(cè)量傳感器、保護(hù)板等)、主控制柜、接線箱、操作面板等組成，測(cè)量頭安裝在可垂直移動(dòng)的框架上并整體安放在可水平移動(dòng)的軌道小車上，萬(wàn)一斷帶測(cè)量頭可擺開，同時(shí)軌道小車快速移出不會(huì)造成測(cè)厚儀損壞。脈沖渦流測(cè)厚儀工作原理是通過(guò)給激磁線圈通電而產(chǎn)生電磁場(chǎng)，磁場(chǎng)能量完全滲透整個(gè)帶材并存儲(chǔ)于空氣間隙和帶材內(nèi)部(帶材的厚度取決帶材內(nèi)部磁場(chǎng)量的多少)，激磁電源關(guān)閉后，根據(jù)空氣間隙和帶材內(nèi)部磁場(chǎng)能量泄露的不同時(shí)間，由測(cè)量傳感器測(cè)出帶材內(nèi)部的磁場(chǎng)能量，并將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大器放大再由操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為顯示給人們的直觀實(shí)際厚度信號(hào)。脈沖渦流測(cè)厚儀適用于現(xiàn)代板帶軋機(jī)的高速軋制，不受速度影響，非接觸式測(cè)量不會(huì)劃傷帶材，也不會(huì)因斷帶造成測(cè)量傳感器損壞，更不會(huì)因測(cè)頭磨損而影響測(cè)量精度;而且不受機(jī)械振動(dòng)和惡劣環(huán)境影響，不受材料約束，不需要溫度補(bǔ)償和合金補(bǔ)償，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)量和維護(hù)費(fèi)用很小，磁場(chǎng)能量很小對(duì)人體無(wú)害。
2 分析比較
從上述幾種常用測(cè)厚儀的工作原理和特點(diǎn)可知，接觸式測(cè)厚儀適用于低速軋制易劃傷帶材，其測(cè)量精度受環(huán)境、測(cè)頭磨損和所測(cè)材料性質(zhì)的影響較大，已不適于現(xiàn)代金屬板帶軋制日趨高速化的需求即將被淘汰;射線測(cè)厚儀特別是x射線測(cè)厚儀雖然適用于現(xiàn)代板帶軋機(jī)的高速軋制，而且在目前應(yīng)用比較廣泛，但其測(cè)量精度受環(huán)境影響較大，對(duì)金屬材料的成分很敏感，需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償和合金補(bǔ)償，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定性較差，需要每天進(jìn)行標(biāo)定，其維護(hù)量和維護(hù)費(fèi)用較大，對(duì)人身體有害;脈沖渦流測(cè)厚儀不僅適用于現(xiàn)代板帶軋機(jī)的高速軋制，同時(shí)避免了接觸式測(cè)厚儀和x射線測(cè)厚儀運(yùn)行過(guò)程中的所有缺點(diǎn)，因此脈沖渦流式測(cè)厚儀必將取代接觸式測(cè)厚儀和x射線測(cè)厚儀成為現(xiàn)代金屬板帶軋制中應(yīng)用廣泛的產(chǎn)品。 |
摘要：簡(jiǎn)要分析應(yīng)用在1250 軋機(jī)上的瑞清科技公司X 射線測(cè)厚儀的測(cè)量原理、系統(tǒng)架構(gòu)、性能指標(biāo)及部分維護(hù)要領(lǐng)。
關(guān)鍵詞：X 射線測(cè)厚 性能指標(biāo)
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，電子電氣等銅材應(yīng)用行業(yè)對(duì)銅板帶的尺寸精度、平直度和表面質(zhì)量要求越來(lái)越高;銅板帶的厚度尺寸是銅板帶加工中重要的質(zhì)量指標(biāo)之一，厚度尺寸公差的大小直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，因此厚度自動(dòng)控制(AGC)是現(xiàn)代銅板帶軋制過(guò)程中不可缺少的重要組成部分;厚度自動(dòng)控制是通過(guò)測(cè)厚儀對(duì)板帶軋出厚度進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，并根據(jù)實(shí)際測(cè)量值與給定值相比較后的偏差信號(hào)，借助于控制回路和裝置，經(jīng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)改變軋機(jī)的軋制參數(shù)，把厚度尺寸控制在一定范圍內(nèi)的方法�？梢姕y(cè)厚儀作為一種在線測(cè)量銅板帶厚度的精密儀器，在整個(gè)軋機(jī)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(shí)時(shí)厚度偏差信號(hào)，因此測(cè)厚儀質(zhì)量以及其信號(hào)的準(zhǔn)確度和靈敏度將直接影響軋制板帶的厚度質(zhì)量.
目前，金屬軋制行業(yè)中應(yīng)用的測(cè)厚儀分常用測(cè)厚儀和非常用測(cè)厚儀兩種，常用測(cè)厚儀包括接觸式測(cè)厚儀、射線測(cè)厚儀和脈沖渦流測(cè)厚儀;非常用測(cè)厚儀包括激光及光學(xué)側(cè)厚儀、高頻渦流測(cè)厚儀和電容電感測(cè)厚儀;非常用測(cè)厚儀由于其測(cè)量精度差、測(cè)量厚度有一定局限以及環(huán)境因素的影響大等缺陷在銅板帶軋制中幾乎沒(méi)有使用，這里不再論述。以下主要對(duì)常用測(cè)厚儀的工作原理和特點(diǎn)進(jìn)行分析比較。
常用測(cè)厚儀的工作原理和特點(diǎn)
1.1接觸式測(cè)厚儀的工作原理和特點(diǎn)
如圖1所示，接觸式測(cè)厚儀主要由測(cè)量頭和指示放大器兩部分組成;工作原理是被測(cè)帶材通過(guò)上下探頭間光滑的球形金剛石頭來(lái)接觸測(cè)量，上探頭用于微調(diào)和標(biāo)稱厚度設(shè)定，下探頭為測(cè)量傳感器，把測(cè)得的相對(duì)于標(biāo)稱厚度的偏差通過(guò)線性電壓變壓器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸人指示放大器進(jìn)行偏差指示。
接觸式測(cè)厚儀主要用于低速軋機(jī)軋制過(guò)程中，對(duì)所測(cè)材料的成分不敏感;在測(cè)量過(guò)程中測(cè)頭與帶材摩擦使測(cè)頭溫度升高而發(fā)生溫漂可能劃傷帶材，且?guī)Р纳险辰拥幕覊m和測(cè)頭的磨損對(duì)測(cè)量精度影響較大，特別是對(duì)厚而硬的材料，帶材邊部的彎曲也會(huì)對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生較大影響;由于軋制過(guò)程中不可避免的斷帶會(huì)造成測(cè)量傳感器損壞而增加維護(hù)費(fèi)用和維護(hù)量。
1.2射線測(cè)厚儀的工作原理和特點(diǎn)
射線測(cè)厚儀有β、γ和X射線測(cè)厚儀,β和γ射線測(cè)厚儀采用放射性元素對(duì)人體危害較大，在銅板帶軋制中很少使用，一般都使用X射線測(cè)厚儀，但其工作原理基本相同。如圖2所示，X射線測(cè)厚儀主要由測(cè)量頭(包括C型架、X射線放射源,X射線探測(cè)頭和接收源)、主控制柜、接線箱、報(bào)警燈等組成。其原理是根據(jù)X射線穿透被測(cè)帶材時(shí)強(qiáng)度的衰減來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換測(cè)量厚度的，即是測(cè)量被測(cè)帶材所吸收的X射線量，并根據(jù)該X射線的能量值來(lái)確定被測(cè)帶材的厚度。X射線探測(cè)頭將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)前置放大器放大，由專用測(cè)厚儀操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為顯示給人們的直觀實(shí)際厚度信號(hào)。X射線測(cè)厚儀適用于現(xiàn)代板帶軋機(jī)的高速軋制，不受速度影響，非接觸式測(cè)量不會(huì)劃傷帶材，也不會(huì)因斷帶造成測(cè)量傳感器損壞，更不會(huì)因測(cè)頭磨損而影響測(cè)量精度;由于X射線在穿透不同合金材料和灰塵、油煙等介質(zhì)時(shí)其衰減程度也不同，因此X射線測(cè)厚儀的測(cè)量精度受環(huán)境影響較大，對(duì)金屬材料的成分很敏感，需進(jìn)行溫度補(bǔ)償和合金補(bǔ)償，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定性較差，需要每天進(jìn)行標(biāo)定，其維護(hù)量和維護(hù)費(fèi)用較大。而且X射線對(duì)人身體有一定危害。
1.3脈沖渦流測(cè)厚儀的工作原理和特點(diǎn)
脈沖渦流測(cè)厚儀是由瑞典ABB公司基于脈沖渦流技術(shù)研究開發(fā)的一種新型測(cè)厚儀，脈沖渦流技術(shù)就是利用電磁場(chǎng)和感應(yīng)現(xiàn)象從被測(cè)物體獲取信息，用恒定電流供電并突然斷電;如圖3所示，脈沖渦流測(cè)厚儀主要由測(cè)量頭(包括鋁青銅C型架、激磁線圈、電路板、測(cè)量傳感器、保護(hù)板等)、主控制柜、接線箱、操作面板等組成，測(cè)量頭安裝在可垂直移動(dòng)的框架上并整體安放在可水平移動(dòng)的軌道小車上，萬(wàn)一斷帶測(cè)量頭可擺開，同時(shí)軌道小車快速移出不會(huì)造成測(cè)厚儀損壞。脈沖渦流測(cè)厚儀工作原理是通過(guò)給激磁線圈通電而產(chǎn)生電磁場(chǎng)，磁場(chǎng)能量完全滲透整個(gè)帶材并存儲(chǔ)于空氣間隙和帶材內(nèi)部(帶材的厚度取決帶材內(nèi)部磁場(chǎng)量的多少)，激磁電源關(guān)閉后，根據(jù)空氣間隙和帶材內(nèi)部磁場(chǎng)能量泄露的不同時(shí)間，由測(cè)量傳感器測(cè)出帶材內(nèi)部的磁場(chǎng)能量，并將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大器放大再由操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為顯示給人們的直觀實(shí)際厚度信號(hào)。脈沖渦流測(cè)厚儀適用于現(xiàn)代板帶軋機(jī)的高速軋制，不受速度影響，非接觸式測(cè)量不會(huì)劃傷帶材，也不會(huì)因斷帶造成測(cè)量傳感器損壞，更不會(huì)因測(cè)頭磨損而影響測(cè)量精度;而且不受機(jī)械振動(dòng)和惡劣環(huán)境影響，不受材料約束，不需要溫度補(bǔ)償和合金補(bǔ)償，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)量和維護(hù)費(fèi)用很小，磁場(chǎng)能量很小對(duì)人體無(wú)害。
2 分析比較
從上述幾種常用測(cè)厚儀的工作原理和特點(diǎn)可知，接觸式測(cè)厚儀適用于低速軋制易劃傷帶材，其測(cè)量精度受環(huán)境、測(cè)頭磨損和所測(cè)材料性質(zhì)的影響較大，已不適于現(xiàn)代金屬板帶軋制日趨高速化的需求即將被淘汰;射線測(cè)厚儀特別是x射線測(cè)厚儀雖然適用于現(xiàn)代板帶軋機(jī)的高速軋制，而且在目前應(yīng)用比較廣泛，但其測(cè)量精度受環(huán)境影響較大，對(duì)金屬材料的成分很敏感，需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償和合金補(bǔ)償，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定性較差，需要每天進(jìn)行標(biāo)定，其維護(hù)量和維護(hù)費(fèi)用較大，對(duì)人身體有害;脈沖渦流測(cè)厚儀不僅適用于現(xiàn)代板帶軋機(jī)的高速軋制，同時(shí)避免了接觸式測(cè)厚儀和x射線測(cè)厚儀運(yùn)行過(guò)程中的所有缺點(diǎn)，因此脈沖渦流式測(cè)厚儀必將取代接觸式測(cè)厚儀和x射線測(cè)厚儀成為現(xiàn)代金屬板帶軋制中應(yīng)用廣泛的產(chǎn)品。 |
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