軋機測厚儀控制原理培訓(xùn)(攀鋼集團成都板材)

1、作者：周新朝 目錄：一、測厚儀測量原理介紹二、軋機新測厚儀產(chǎn)品介紹三、新測厚儀日常維護攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件22022-4-282022-4-28基本原理探頭探頭Detector信號檢測器信號檢測器Source射線源射線源 Steel - Thickness, t （鋼鋼-厚度為厚度為t）測厚儀測量原理介紹3攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件厚度測量Metal BlocksGamma/X-rays物體物體 伽瑪伽瑪/X射線射線Detector探頭探頭射線源射線源鋼鋼-厚度，厚度，t I0 = Full IntensityI0 =總強度I=IntensityI=強度厚度測量值Mean free

2、path,主自由通道q=f(keV, chemistry) 化學(xué)成份攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹2022-4-284射線的檢測強度與厚度關(guān)系檢測強度ID厚度厚度0q2q6qq = thickness at which I = 0.37*I0位于I=0.37IO的厚度2q = thickness for best percentnoise to signal ratio信噪比最佳的厚度6q = maximum measurable Thickness最大厚度量程攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹2022-4-285X射線和伽瑪射線的產(chǎn)生和特性同位素核

3、裂變：常用的同位素源是镅241和銫137源單一固定能量 單色可靠的低成本低功耗射線不能被關(guān)閉X射線管：高壓加速電子轟擊靶能譜可變能量安全-可通過關(guān)閉高壓停止產(chǎn)生射線光子強度大攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹2022-4-286適用于測量鋼鐵厚度的射線測厚范圍-鋼Sr90 (Beta ray) 0.05 - 1.00 mm 鍶90 貝它射線Am241 (Gamma Ray) 0.15 - 6.25 mm 镅241 伽瑪射線 Cs137 (Gamma Ray) 6.0 - 125 mm 銫137 伽瑪射線100kV (X-ray) 0.1 - 10.0 mm 100kV X射

4、線160kV (X-ray) 0.2 - 25.0 mm 160kV X射線240kV (X-ray) 1.0 - 50.0 mm 240kV X射線攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹2022-4-287射線源的半衰期 同位素有”半衰期“活度衰減到初期一半所用的裂變時間Am241（镅241）433 years （年） Cs137 （銫137）3 0 years （年） Sr90 （鍶90）29.6 years （年） 攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹2022-4-288X射線管產(chǎn)生的X射線X射線強度IO正比于X管電流，典型的其強度要比同類設(shè)備的同位素源

5、大500到1000倍X射線的能量Kev,與X射線管的高壓有公式關(guān)系 Anode 陽極陽極+HV-HVFilament燈絲燈絲Electrons電子電子X射線，強度為射線，強度為IO2 - 6 VAC攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹2022-4-289X射線管輸出的頻譜平均射線能量（平均射線能量（kev)=0.8KV max射線源高壓，射線源高壓，KVmaxGamma Ray Sourcegivesmono-energeticBeam伽瑪源產(chǎn)生的單一能量射線伽瑪源產(chǎn)生的單一能量射線能量，能量，KeV射線射線/強度強度攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹20

6、22-4-2810X射線和伽瑪射線的檢測電離室電離室光電倍增管式檢測器光電倍增管式檢測器+ HV- HVX射線撞擊氣體原子，發(fā)生電離產(chǎn)生電子流e- = current電子流X射線激crystal to generate lightLightDetector光檢測Scintillation Crystal閃爍晶體攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹2022-4-2811電離室和光電倍增管的特點電離的優(yōu)點電離的優(yōu)點非常穩(wěn)定,溫飄很低飽和照射后快速恢復(fù)100KV以下檢測效率高缺點缺點響應(yīng)略低于電離室高能量射線檢測效率低光電倍增管的優(yōu)點光電倍增管的優(yōu)點 n響應(yīng)略高于電離室n高能量射線

7、檢測效率高缺點缺點n 穩(wěn)定差,溫飄很高,需要溫控裝置 n 飽和照射后恢復(fù)慢攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹2022-4-2812測厚儀主要指標(IEC-1336)測量噪音響應(yīng)時間(時間常數(shù))長期漂移(穩(wěn)定性)靜態(tài)精度其中噪音指標和響應(yīng)時間是相關(guān)指標 攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹2022-4-2813統(tǒng)計噪聲噪聲產(chǎn)生于射線的發(fā)生，吸收和檢測過程中噪聲有以下計算方式1 sigma - 68.3% of time2 sigma - 95.5% of time3 sigma - 99.7% of time1.65 sigma - 90% of time探

8、頭探頭源源VD噪聲帶噪聲帶VDTime 時間時間攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹2022-4-28142022-4-28統(tǒng)計噪聲DDWtt = nqt e -t2qk i E S 0ddt厚度絕對誤差西格馬數(shù)EO的主自由通道（吸收系數(shù)）常數(shù)強度/電流 能量固體角度（入射角）檢測效率時間常數(shù)Function minimum when t = 2q(X-ray gauges produce more signal)X射線測厚儀產(chǎn)生更強的信號射線測厚儀產(chǎn)生更強的信號 攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹15噪聲和測量厚度的關(guān)系123456781234567RE

9、LATIVE NOISE相對噪聲n( ) i0.1iMin at t=2q for Isotope在t=2q時最?。ㄍ凰兀㎝in at t=q for X-ray在t=q時最?。╔射線）攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件測厚儀測量原理介紹2022-4-2816 選擇合適的X射線能量012345678012345678RELATIVE NOISE相對噪聲THICKNESS / MEAN FREE PATH厚度/主自由通道RELATIVE NOISE相對噪場0n( ) i80.1iIncreasing the x-ray energyshifts the optimum thicknesspo

10、int of the noise curve增加增加X射線能量將改變噪聲曲線最佳射線能量將改變噪聲曲線最佳噪聲厚度范圍隨之改變噪聲厚度范圍隨之改變攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件2022-4-2817測量響應(yīng)時間厚度厚度 tTime 時間時間被測物體實際厚度被測物體實際厚度Thickness change as measuredby gauge測厚儀輸出的測量厚度測厚儀輸出的測量厚度T0TR63%Response Time TR = Time to reach 63%of final reading響應(yīng)時間響應(yīng)時間TR=輸出達到輸出達到63%時的時間時的時間(99.3% of final

11、reading is reached after 5*TR)5* TR時間后測量值將達到時間后測量值將達到99.3%攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件2022-4-2818測厚儀測量原理介紹測量更新時間厚度厚度Time 時間時間實際厚度實際厚度T063%更新時間更新時間測厚儀模擬輸出測厚儀模擬輸出攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件2022-4-2819測厚儀測量原理介紹為什么X射線測量效果較好?X射線會給出較好測量效果的原因更多的光子射線強度高使噪聲更低可以根據(jù)測量厚度范圍調(diào)整最佳射線能量在同樣的噪聲條件下,射線強度高會使響應(yīng)時間更快攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件2022-4-282

12、0測厚儀測量原理介紹同位素、X射線的各自優(yōu)缺點Isotope 同位素低成本低成本高可靠性高可靠性易維護易維護合金易較準合金易較準低速軋制線低速軋制線射線強度低射線強度低,使用時使用時輻射范圍小輻射范圍小X-ray X射線響應(yīng)快響應(yīng)快低噪聲低噪聲沒有不適合的測量厚度沒有不適合的測量厚度高的氣隙開口高的氣隙開口攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件2022-4-2821測厚儀測量原理介紹2022-4-28同位素和X射線的缺點Isotope 同位素僅適合一定的厚度測僅適合一定的厚度測量范圍量范圍響應(yīng)慢響應(yīng)慢噪聲較高噪聲較高氣隙小氣隙小應(yīng)用受限制要特殊許應(yīng)用受限制要特殊許可證可證X-ray X射線費用高

13、費用高維護要求高維護要求高合金補償復(fù)雜合金補償復(fù)雜射線強度大使用射線強度大使用輻射范圍大輻射范圍大攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件22測厚儀測量原理介紹測量的標準化（校正）標準化（校正）采樣以下兩個電壓標準化（校正）采樣以下兩個電壓射線束內(nèi)沒有物體時的全電壓射線束內(nèi)沒有物體時的全電壓VO快門關(guān)閉，測量出基準電壓快門關(guān)閉，測量出基準電壓Vinf 即放即放大器的偏置電壓大器的偏置電壓通過使用校正的電壓比值去可以補償測通過使用校正的電壓比值去可以補償測量曲線由于探頭量曲線由于探頭/外界異物產(chǎn)生漂移，測外界異物產(chǎn)生漂移，測量精度依然可以保持不變。量精度依然可以保持不變。攀鋼集團成都板材有限責任公司

14、培訓(xùn)課件2022-4-2823測厚儀測量原理介紹標準化厚度厚度0零厚度時的標準化探頭輸出標準化的標準化的探頭電壓探頭電壓使用標準化值可以保證曲線精度使用標準化值可以保證曲線精度不因時間而變化不因時間而變化1.00.攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件2022-4-2824測厚儀測量原理介紹標準化厚度計算VDThickness 厚度厚度0V0,detector voltage at zero thickness零厚度時探頭電壓V0Vinf, detector voltage at infinite thickness探頭在無限大厚度時的電壓探探頭頭電電壓壓厚度 = - q * Ln (VD -

15、Vinf )(V0 - Vinf )攀鋼集團成都板材有限責任公司培訓(xùn)課件2022-4-2825測厚儀測量原理介紹新測厚儀產(chǎn)品介紹攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件26攀鋼集團成都板材有限責任公司新測厚儀：型號：型號：HRX-90 X射線測厚儀射線測厚儀廠家：廠家：馬鞍山恒瑞測量設(shè)備有限公司硬件設(shè)備有：1、主電柜，2、冷卻器，3、入、出口驅(qū)動箱，4、入、出口C型架，5、入、出口接線箱，6、入、出口高壓箱，7、入、出口行走電機，8、電氣室操作站及操作室遠程連接操作站。2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹（一）（一）HRX-90型型X射線射線測厚測厚儀儀設(shè)設(shè)備描備描述：述：攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件27H

16、RX-90型X射線測厚儀是在進口的美國某型X射線測厚儀基礎(chǔ)上研制改進而來的產(chǎn)品，特別適合冷軋帶鋼的測量范圍，針對不同的厚度范圍自動改變射線能量，保證全程的高精度和低噪音測量性能。 X射線源選用國外公司進口的最大高壓可160KV的大功率射線管，升壓及控制電路的特種元件均采用進口部件，性能穩(wěn)定可靠。信號檢測部分由國外進口電離室、高壓模塊和小信號放大器構(gòu)成。計算機采樣系統(tǒng)由高精度快速A/D轉(zhuǎn)換板（16BPS/100K）和基準時鐘板，D/A轉(zhuǎn)換板及其他輔助控制板構(gòu)成。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計、免維護設(shè)計方案及規(guī)范的制造保證了設(shè)備系統(tǒng)高可靠性。儀器性能指標完全按照國際IEC1336核輻射儀器標準進行設(shè)計、進行

17、檢測。保證了系統(tǒng)快速響應(yīng)時間、噪音低，測量精度高，可保證測量范圍內(nèi)逐點誤差均符合精度指標。HRX-90型X射線測厚儀的性能指標可以達到、部分已超過同類國外測厚儀性能指標。2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹主電柜主電柜攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件282022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹主電柜說明主電柜說明攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件29最高90千伏 (KV) 直流的X射線源擁有高壓電源、X射線管和發(fā)射控制系統(tǒng)，操作高壓適應(yīng)各種測量范圍電子操縱快門，用于開/關(guān)放射路徑 電子操縱標準板用于3點校正法帶熱絕緣、油/水冷卻的不銹鋼室溫度傳感器 壓縮空氣吹掃能直接固定在射線源上 保護程度IP 67（防止滑油

18、飛濺）2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹主電柜驅(qū)動箱主電柜驅(qū)動箱攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件302022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹主電柜驅(qū)動箱主電柜驅(qū)動箱攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件31X射線驅(qū)動箱由主控制板和功率驅(qū)動板及電源三大部分組成，其中主控制板用于產(chǎn)生射線的高壓和電流脈寬調(diào)制信號，并采集射線高壓和電流的反饋信號，進行誤差比對后實現(xiàn)閉環(huán)控制調(diào)節(jié)，并兼用與上位機通訊的功能，可以實現(xiàn)高壓和電流的設(shè)置點變化，擴展測量范圍。功率驅(qū)板由管為主體構(gòu)成第一級的的驅(qū)動和調(diào)壓電路。在功率穩(wěn)壓電流的支持下，穩(wěn)定持續(xù)提供給射線源功率信號，保證射線穩(wěn)定產(chǎn)生。射線驅(qū)動箱的電源部分由、及電源組成，采用進口Vico電

19、源模塊。其中是高壓電路的供電電源，產(chǎn)生運放電路所需要的雙相性電源，供板工作電流。2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹主電柜中央控制器主電柜中央控制器攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件322022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹主電柜控制器說明主電柜控制器說明攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件33采用美國采用美國RT公司進口嵌入式公司進口嵌入式PC104模塊，功耗小，熱量模塊，功耗小，熱量低，無風扇，靠金屬外殼導(dǎo)熱，不會因進灰或者溫度過低，無風扇，靠金屬外殼導(dǎo)熱，不會因進灰或者溫度過高而死機，可靠性高，屬于軍品級產(chǎn)品，基本免于維護高而死機，可靠性高，屬于軍品級產(chǎn)品，基本免于維護。優(yōu)于瑞美。優(yōu)于瑞美215型號測厚儀的

20、普通工控機系統(tǒng)。型號測厚儀的普通工控機系統(tǒng)。恒瑞主程序開發(fā)平臺基于恒瑞主程序開發(fā)平臺基于DOS系統(tǒng)，穩(wěn)定性高。主程序系統(tǒng)，穩(wěn)定性高。主程序采用可視化圖形界面，界面簡單易懂，便于電氣人員查采用可視化圖形界面，界面簡單易懂，便于電氣人員查詢故障并維護。優(yōu)于瑞美詢故障并維護。優(yōu)于瑞美215型號測厚儀主機的命令語句型號測厚儀主機的命令語句界面。界面。數(shù)據(jù)采集部分采用美國數(shù)據(jù)采集部分采用美國RT公司進口模擬量輸入輸出多通公司進口模擬量輸入輸出多通道板卡，它有穩(wěn)定性高，抗干擾能力強等特點。道板卡，它有穩(wěn)定性高，抗干擾能力強等特點。系統(tǒng)供電部分采用進口系統(tǒng)供電部分采用進口PULS電源，輸出電壓穩(wěn)定性好電源，

21、輸出電壓穩(wěn)定性好2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹操作站操作站攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件342022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹操作站說明操作站說明攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件35成都板材軋機新測厚儀操作站（成都板材軋機新測厚儀操作站（HMI）是由電）是由電氣室內(nèi)安裝的工業(yè)控制計算機、顯示器和主操氣室內(nèi)安裝的工業(yè)控制計算機、顯示器和主操作室安裝的遠程連接作室安裝的遠程連接PC機及顯示器組成，維護機及顯示器組成，維護簡便。人機操作界面是基于簡便。人機操作界面是基于LABVIEW軟件平軟件平臺，圖形界面簡單明了，操作方便，畫面可顯臺，圖形界面簡單明了，操作方便，畫面可顯示測厚儀各種參數(shù)，并可提供厚

22、度曲線顯示，示測厚儀各種參數(shù)，并可提供厚度曲線顯示，歷史圖表查詢，警告日志查詢等功能。歷史圖表查詢，警告日志查詢等功能?？芍С置烤礓摵穸惹€拷貝打?。ㄓ锌芍С置烤礓摵穸惹€拷貝打?。ㄓ衕tml、JPG、Excel三種格式）。三種格式）?？芍С指鞣N通訊協(xié)議（可支持各種通訊協(xié)議（TCP/IP，DP，PROFIBUS等）。等）。2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹操作站說明操作站說明攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件36鈦板、鋼板的能量分界點為2.52鋼：第一段能量段為：65KV、1.2MA 校正電壓A側(cè)為8.7V左右、B側(cè)為8.7V左右 第二段能量段為：78KV、1.0MA 校正電壓A側(cè)為8V左右、B側(cè)為

23、8V左右鈦：第一段能量段為：55KV、1.5MA 校正電壓A側(cè)為8V 左右、B側(cè)為7.8V左右 第二段能量段為：65KV、1.2MA 校正電壓A側(cè)為8.7V左右、B側(cè)為8.7V左右校正成功與否要注意看校正時間的變化，八小時內(nèi)必須校正一次（校正時窗口上不準有帶鋼等遮擋物）。要注意本地方式與AGC方式的切換（正常軋鋼模式下為AGC方式）。2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹操作站說明操作站說明攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件37現(xiàn)場接線箱就地/遠程選擇開關(guān)，正常運行模式下必須打在遠程模式。當出現(xiàn)無法校正時請檢查，測厚儀探頭或射源窗口是否被保護罩遮擋住，接線箱就地/遠程選擇開關(guān)選擇在就地模式，急停開關(guān)是否

24、被拍下。每班必須對探頭及射源窗口進行檢查（主要檢查其清潔、位置、壓縮空氣是否正常）。操作室及電氣室內(nèi)測厚儀控制畫面不準關(guān)閉（電氣室內(nèi)測厚儀電腦正常軋鋼時最好不要移動鼠標，由操作室內(nèi)電腦控制）。若主操作室電腦有故障需重新連接，點擊TeamViewer圖標進行遠程連接。AGC TCP通訊只有在畫面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)時才變?yōu)榫G色（讀到數(shù)據(jù)），其他情況都為紅色（沒有數(shù)據(jù)）2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹操作站說明操作站說明攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件38主操作室PC電腦是通過以太網(wǎng)用TeamViewer軟件與電氣室工控機進行遠程連接和操作：“輸入伙伴標ID”（主機ID為：10.1.1.145），選擇“遠程連接

25、”，單擊連接到伙伴，彈出的對話框中，輸入電氣室主機密碼 注意：當電腦重啟或TeamViewer重啟時密碼會隨機變化，為不影響生產(chǎn)電氣室2#軋機測厚儀電腦最好不要關(guān)閉TeamViewer和重啟電腦。當本機密碼和ID無顯示時點擊選項，將遠程連接取消激活，僅接受，接受選項切換一下，直到出現(xiàn)為止，但運行時電氣室電腦必須為接受，操作室PC遠程電腦為接受或者僅接受。2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件392022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件40Electronic temperature control / 帶電子溫度控制

26、的冷卻裝置1 tank for cooling liquid (water) / 1個水冷箱1 pump for the water cooling cycle / 1個水冷循環(huán)泵Water-air heat exchanger / 水-空氣熱交換器軟化工業(yè)用水兩只水表一個過濾器安裝在進水口2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹高壓箱高壓箱攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件412022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹高壓箱組成高壓箱組成攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件42攀鋼集團成都板材有限責任公司所用的高壓箱入出口各一個高壓箱主要為射源提供高壓電高壓箱內(nèi)主要有正高壓模塊和負高壓模塊（接線時應(yīng)該注意線頭的清潔、干

27、燥且不能用力過猛以免造成針腳損壞）2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹接線箱接線箱攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件432022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹接線箱說明接線箱說明攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件44從主電柜的各個接口隔離/驅(qū)動板到C型架的探頭、射線源、工作狀態(tài)燈、限位開關(guān)等部件的連接箱緊急停止按鈕手動控制C型架進/退手動控制射線源快門開/關(guān)防護等級IP67注意：正常軋鋼時急停開關(guān)必須拔起來，選擇開關(guān)必須選擇在遠程模式，否則無法進行遠程操作。2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹電機驅(qū)動箱電機驅(qū)動箱攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件452022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹電機驅(qū)動箱說明電機驅(qū)動箱說明攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件46驅(qū)動箱控制C型架齒輪電機使C型架開在在線位置和離線位置驅(qū)動箱主要組成為變頻器，控制電機正反轉(zhuǎn)及速度。電機電壓380V當C型架開到位后可以將電源關(guān)閉，C型架將停在固定位置不變2022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹C型型架架攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件472022-4-28新測厚儀產(chǎn)品介紹C型型架架說說明明攀鋼集團成都板材公司培訓(xùn)課件48上臂內(nèi)有到探頭、下