CN100425362C - 厚度/凸度测量装置冷却系统 - Google Patents

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本发明涉及厚度/凸度测量装置冷却系统,包括一套X射线源箱体外壁冷却系统和一套C形架内侧壁水冷却系统及一套C形架内部风冷系统,X射线源箱体外壁冷却系统的冷却管路设置在射线源箱体外壁的腔体内,冷却管路包容射线源,射线源的冷却管路串联连接,带走X射线源工作时产生的大量热量;C形架的上内壁、中内壁、下内壁分别设置有上水冷却套、中水冷却套和下水冷却套,三个水冷却套从上到下由管路串联连接,有效隔绝高温金属板带材的热辐射;C形架内部通干燥压缩空气进行冷却,保持内部干燥,提高元器件的使用寿命。本发明综合采用直接带走热量、隔绝热辐射、C形架内部通压缩空气形成空气流动三重冷却方式,显著提高冷却效果,系统运行稳定。

Description

厚度/凸度测量装置冷却系统
技术领域
本发明涉及一种冷却系统,尤其涉及金属板带热轧过程中带材厚度/凸度在线测量装置的冷却系统,属于金属压延加工技术领域。
背景技术
带材厚度/凸度在线测量装置广泛应用于金属板带热轧生产中,目的是实时获得高精度的带材中心厚度或带材横断面的厚度分布,为厚度自动控制系统和板形自动控制系统提供高精度的测量值,而测量结果的精度直接影响控制的效果和精度,如图1所示,厚度/凸度测量装置系统配置示意图。
测量装置中X射线源及信号探测器对温度的变化很敏感,温度的变化将直接影响到X射线源及信号探测器中电子元器件的特性,会产生漂移,增大噪声,并最终影响测量精度。另外,过高的温度也将影响X射线源及信号探测器的使用寿命,为此在设计厚度/凸度在线测量装置时都必须考虑配备有效的冷却系统,以保持其温度恒定。在热轧生产过程中,被轧制的金属板带材温度很高,板带材在经过厚度/凸度在线测量装置时,产生大量热辐射;另外X射线源在工作时也产生大量的热量,这都将造成X射线源及信号探测器温度的升高,从而影响测量精度。因此,保证测量单元温度的恒定是保证测量精度的重要条件。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种厚度/凸度测量装置冷却系统,旨在有效保证优良的冷却效果,控制X射线源及信号探测器温度的恒定,确保系统可靠运行。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
厚度/凸度测量装置冷却系统,其特征在于:包括X射线源箱体冷却系统和C形架内壁水冷却系统,所述X射线源箱体冷却系统包括X射线源冷却管路和X射线源恒温冷却箱,X射线源冷却管路设置在X射线源箱体外壁的腔体内,X射线源冷却管路包容X射线源,X射线源冷却管路串联连接,X射线源恒温冷却箱提供循环冷却介质,带走X射线源工作时所产生的热量;所述C形架内壁水冷却系统包括上水冷却套、中水冷却套、下水冷却套和C形架冷却箱,上水冷却套、中水冷却套、下水冷却套分别设置在C形架的上内壁、中内壁、下内壁,从上到下由管路串联连接,C形架冷却箱提供循环冷却水,冷却水在上水冷却套、中水冷却套和下水冷却套内循环流动,隔绝高温金属板带材的热辐射。
进一步地,上述的厚度/凸度测量装置冷却系统,所述X射线源箱体冷却系统采用的冷却介质为水;所述X射线源冷却管路为曲线型设置,在X射线源箱体两外壁的腔体内呈多行单回路排布,两外壁间的X射线源冷却管路进行串联,冷却介质从一外壁口进、从另一外壁口出;所述X射线源冷却管路的材质为紫铜。
再进一步地,上述的厚度/凸度测量装置冷却系统,所述上水冷却套、中水冷却套和下水冷却套内均设有隔板,使冷却水顺着隔板在上水冷却套、中水冷却套和下水冷却套内呈反复S形曲线循环流动,所述水冷却套的材质为不锈钢。
更进一步地,上述的厚度/凸度测量装置冷却系统,还包括C形架内部风冷系统,在C形架上臂、中臂及下臂的内部均构建有风冷通道,风冷通道通入风冷介质,从相应出气口排出;所述风冷介质为干燥的压缩空气。
本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在:
X射线源箱体外壁循环恒温冷却系统将X射线源工作过程中产生的热量完全带走,C形架内壁水循环冷却系统则有效隔绝高温金属的热辐射,有效控制C形架内部的温升,同时C形架内部通压缩空气也带走一部分热量;由于综合采用直接带走热量、隔绝热辐射、在C形架内部通压缩空气形成空气流动等三重冷却方式,冷却效果佳;且由于C形架内部通压缩空气不仅加速了内部空气的流动,带走部分内部元器件产生的热量,保持内部干燥,而且有效提高内部元器件的使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明:
图1:厚度/凸度测量装置系统配置示意图;
图2:本发明厚度/凸度测量装置冷却系统配置示意图;
图3:本发明X射线源箱体冷却结构的主视图;
图4:本发明X射线源箱体冷却结构的左视图;
图5:本发明水冷却套的主视图;
图6:本发明水冷却套的左视图。
图中各附图标记的含义见下表:
  附图标记 含义   附图标记 含义   附图标记 含义
  1   电机驱动装置   2   C形架   3   X射线源
  4   上水冷却套   5   中水冷却套   6   下水冷却套
  7   板材   8   探测器   9   C形架冷却箱
10   X射线源冷却箱 11 手柄 12   X射线源冷却管路
  13   箱盖   14   X射线源箱体   15   管接头
16   X射线源箱体外壁冷却水进口 17 X射线源箱体外壁冷却水出口 18 两侧连接铜管
19 侧盖板 20   C形架内壁冷却水进口 21   C形架内壁冷却水出口
  22   隔板   23   水冷套   24   管接头
  30   出气口   A   压缩空气流向
具体实施方式
图1所示,厚度/凸度测量装置系统配置,主要包括:X射线源部分、探测器部分、电气控制部分、机械部分、凸度检测信号处理单元、人机界面部分。
辐射测量的工作原理是,利用射线在金属内的衰减(或材料对辐射的吸收)特性来测量带材的厚度。由辐射源发出的X射线或同位素放射线,穿透被测带材,辐射能部分被吸收,位于带材另一侧的探测器测定辐射强度。探测器将检测到的辐射强度信号转换为与带材厚度成比例的电流信号并输出到信号处理计算机,信号处理计算机经过计算得出被测带材的厚度。
X射线源部分:包括X射线源驱动系统和X射线管系统,用于产生所需要的X射线;X射线驱动系统由主控制板和功率驱动板及电源三大部分组成,其中主控制板用于产生X射线的高压和电流脉宽调制信号,并采集射线高压和电流的反馈信号,进行误差比对后实现闭环控制调节,保持X射线源能量的稳定。
探测器部分:包括九套探测器,用于接收所对应的X射线源产生的X射线,探测器微弱的电流信号经过一级放大、滤波后再传送给凸度仪控制系统,经过A/D转换为数字信号输出。
电气控制部分:用于测量信号的处理、X射线源工作状态的控制、内部标定的操作与处理、凸度仪的操作与控制等。
内部标定箱:用于凸度仪测量精度的校正,每隔8小时校正一次,以保持凸度仪较高的测量精度。
机械部分:包括C形架及其驱动装置,由电机驱动C形架横向移动,进入或退出轧制线。
凸度检测信号处理单元:用于测量信号的处理、转换和输出。
如图2所示厚度/凸度测量装置冷却系统,包括一套X射线源箱体冷却系统和一套C形架内壁水冷却系统及一套C形架内部风冷系统。X射线源箱体冷却系统包括X射线源冷却管路12和X射线源恒温冷却箱10,X射线源冷却管路12设置在X射线源箱体外壁的腔体内,X射线源冷却管路包容X射线源,X射线源的冷却管路串联连接,X射线源冷却箱10提供循环冷却介质,从而带走X射线源3工作时所产生的大量热量。C形架内壁水循环冷却系统包括上水冷却套4、中水冷却套5和下水冷却套6,上水冷却套4、中水冷却套5、下水冷却套6分别设置在C形架的上内壁、中内壁、下内壁,由管路将三个水冷却套从上到下进行串联连接,C形架冷却箱9提供循环冷却水,从而有效隔绝高温金属板带材7的热辐射。在C形架上臂、中臂及下臂的内部均构建有风冷通道,风冷通道通入干燥压缩空气,从相应出气口排出;既进行冷却,同时保持内部干燥,有利于提高内部所安装元器件的使用寿命。C形架2在电机1驱动下可以横向移动,进入或退出轧制线。
如图3、图4所示X射线源箱体冷却结构示意图,X射线源冷却管路12为曲线型设置,材质选用紫铜,设置在X射线源箱体14与侧盖板19的腔体内,呈多行单回路排布,两外壁间的X射线源冷却管路通过两侧连接铜管18进行串联,冷却水从外壁冷却水进口16流进、从外壁冷却水出口1 7流出,X射线源箱体14配有箱盖13,箱盖13上设有手柄11;冷却系统采用的冷却介质为水。对于测厚仪来说只有一个X射线源,而对于凸度仪来说则有多个X射线源,将多个X射线源的冷却管路串联起来。此冷却方式即使内部漏水也不会对X射线源造成损坏。该水冷系统将X射线源工作过程中产生的热量带走,保持X射线源的温度恒定。
在C形架的上内壁、中内壁、下内壁分别设置有上水冷却套4、中水冷却套5和下水冷却套6,三个水冷却套的基本设计原理相似,顺应C形架上中下壁的形状作结构上的调整。如图5、图6所示C形架内壁水冷却套结构示意图,水冷却套23内设有隔板22,冷却水从侧壁冷却水进口20流进,冷却水顺着隔板在水冷却套内呈反复S形曲线循环流动,再从侧壁冷却水出口21流出,管接头24设置在水冷套23的侧面;由管路将三个水冷却套从上到下串联连接;冷却套有效隔绝高温金属对C形架内部的热辐射。水冷却套的材质为不锈钢,保持循环水清洁干净。三个水冷却套的技术构思相同,这里故不作重复描述。
值得注意的是,厚度/凸度测量装置冷却系统还包括C形架内部风冷系统,在C形架的上臂、中臂及下臂的内部均构建有风冷通道,风冷通道通入干燥的压缩空气进行冷却,气体由出气口30排出;既保持内部干燥,也有利于提高内部元器件的使用寿命。
本发明冷却系统成功应用于2400型热轧机的三射源九探测器多通道X射线凸度仪上,由于综合采用了直接带走热量、隔绝热辐射、C形架内部通压缩空气形成空气流动等三重冷却方式,应用表明,显著提高了冷却效果,系统运行稳定,冷却效果好。
以上通过具体实施例对本发明技术方案作了进一步说明,给出的例子仅是应用范例,不能理解为对本发明权利要求保护范围的一种限制。

Claims (7)

1.厚度/凸度测量装置冷却系统,其特征在于:包括X射线源箱体冷却系统和C形架内壁水冷却系统,所述X射线源箱体冷却系统包括X射线源冷却管路和X射线源恒温冷却箱,X射线源冷却管路设置在X射线源箱体外壁的腔体内,X射线源冷却管路包容X射线源,X射线源冷却管路串联连接,X射线源恒温冷却箱提供循环冷却介质,带走X射线源工作时所产生的热量;所述C形架内壁水冷却系统包括上水冷却套、中水冷却套、下水冷却套和C形架冷却箱,上水冷却套、中水冷却套和下水冷却套分别设置在C形架的上内壁、中内壁、下内壁,从上到下由管路串联连接,C形架冷却箱提供循环冷却水,冷却水在上水冷却套、中水冷却套和下水冷却套内循环流动,隔绝高温金属板带材的热辐射。
2.根据权利要求1所述的厚度/凸度测量装置冷却系统,其特征在于:所述X射线源箱体冷却系统采用的冷却介质为水。
3.根据权利要求1所述的厚度/凸度测量装置冷却系统,其特征在于:所述X射线源冷却管路为曲线型设置,在X射线源箱体两外壁的腔体内呈多行单回路排布,两外壁间的X射线源冷却管路进行串联,冷却介质从一外壁口进、从另一外壁口出。
4.根据权利要求1或3所述的厚度/凸度测量装置冷却系统,其特征在于:所述X射线源冷却管路的材质为紫铜。
5.根据权利要求1所述的厚度/凸度测量装置冷却系统,其特征在于:所述上水冷却套、中水冷却套和下水冷却套内均设有隔板,冷却水沿着隔板在上水冷却套、中水冷却套和下水冷却套内呈反复S形曲线循环流动。
6.根据权利要求1所述的厚度/凸度测量装置冷却系统,其特征在于:还包括C形架内部风冷系统,在C形架上臂、中臂及下臂的内部均构建有风冷通道,风冷通道通入风冷介质,从相应出气口排出。
7.根据权利要求6所述的厚度/凸度测量装置冷却系统,其特征在于:所述风冷介质为干燥的压缩空气。
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