X射线测厚仪测量精度影响因素及补偿措施FactorsInfluencingMeasurementAccuracyofX-rayThicknessGaugeandAppropriateCompensationMeasures魏运鹏方伟新(上海梅山钢铁股份有限公司设备部，江苏南京210039)摘要:为保证X射线测厚仪的测量精度，结合X射线测厚仪测量原理、设备结构和应用环境，对影响测厚仪测量精度的因素进行了研究，并探讨了影响因素的相应补偿措施。测量精度补偿措施的应用使测厚仪测量误差降至1‰，满足了冷轧带钢厚度控制的要求。关键词:X射线测厚仪电离室合金补偿角度补偿静态校准中图分类号:TP274+．1文献标志码:AAbstract:InordertoensuretheaccuracyofX-raythicknessgauge，combiningwiththemeasuringprinciple，equipmentstructureandapplica-tionenvironmentofthegauge，thefactorsinfluencingtheaccuracyareresearched，andtheappropriatecompensationmeasuresareinvestigated．Theapplicationofcompensationmeasuresreducesthemeasuringerrorofthethicknessgaugeto1‰，andsatisfiestherequirementforthicknesscontrolofcold-rolledsteelstrip．Keywords:X-rayThicknessgaugeIonizationchamberAlloycompensationAnglecompensationStaticcalibration0引言作为轧机基础自动化功能的一个重要组成部分，测厚仪对轧钢厚度的控制起到至关重要的作用。测厚仪为轧机自动增益控制(automatedgaincontrol，AGC)厚度控制提供测量值与设定值的偏差信号，其精确的厚度测量功能是保障轧机厚度控制精度的前提［1］。梅钢冷轧厂采用X射线透射式辐射测厚仪，具有高精度、测量快速、无接触、无损坏和连续等特点，能适应各种高温、油污等恶劣复杂环境。在使用过程中，测厚仪的测量精度不可避免地受到如X光源的稳定性、合金成分、带钢位置和测量窗口的污染等因素的影响。本文通过透射式厚度测量原理，对上述影响因素展开详细的分析，提出了确保轧机测厚仪测量精度的补偿措施。图1X射线测厚仪原理图Fig．1PrincipleofX-raythicknessgauge1．2测量原理X射线由可控高压和管电流的X射线管产生，采用穿透式非接触测量方式来测量带钢厚度。入射线穿透被测带钢时会发生三种相互作用(即光电效应康普顿散射和电子对效益)，射线强度将被减弱，剩余部分则被探测器吸收并转换为电流信号。通过系统的进一步计算和数据补偿，可得到带钢厚度数据。被测带钢越厚，吸收X射线能量则越多，而11．1测厚仪构成及测量原理测厚仪构成X射线测厚仪主要由X射线源、可控高压系统、探减规律遵循如下函数关系［3］:测器、信号转换单元、客户端、服务器等部分构成［2］，测厚仪原理图如图1所示。I=I0e－μρt(1)t=1lnI0(2)μρI修改稿收到日期:2010－11－25。第一作者魏运鹏，男，1982年生，2006年毕业于内蒙古科技大学测控技术与仪器专业，获学士学位，助理工程师;主要从事对X射线及同位素仪表的研究工作。式中:I为探测器吸收的射线强度;I0为t=0时探测器吸收的射线强度;μ为质量吸收系数，与带钢成分有关;ρ为带钢密度，与带钢成分有关;t为被测带钢厚《自动化仪表》第32卷第10期2011年10月X射线测厚仪测量精度影响因素及补偿措施魏运鹏，等度。当I0、μ、ρ固定时，通过测量I值即可计算出带钢的厚度t。检测到的CZ和全射线电压值代入式(3)，即可得到反映测量元件性能的CS指标。通过对CS值的监测即可获知测量元件的性能。理想情况下CS为0．96。2测量精度影响因素及补偿梅钢冷轧产品的厚度范围为0．18～1．2mm，厚度CS=全射线电压值－CZ(3)10000mV对第一机架入口测厚仪两个电离室CS的数据进行监测，其变化趋势如图2所示。控制最大允许误差不超过5‰，配备X射线测量，精度要求达到1‰。为保证轧机测厚仪的测量精度必须明确影响轧机测厚仪测量精度的因素，并制定有效的补偿措施。2．1射线稳定性的补偿由式(2)可知，欲得到高精度的厚度测量值，必须［4］保证I0的稳定，即要保证X射线源发射的射线稳定。由于X射线的能谱为连续谱，低能部分很容易被吸收，造成能谱偏移，即出现X射线硬化的现象，从而导致射线能量和强度都发生变化。因此，要保证入射X射线的稳定，需要保证X射线能量和强度的稳定。X射线源发射的X射...