CN103968785A - 一种测厚仪及其使用、检修方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测厚仪及其使用、检修方法，涉及测量设备领域。所述测厚仪包括控制终端、主电柜和水冷箱，控制终端连接主电柜；所述C型架包括水平设置的上悬臂和下悬臂，上悬臂和下悬臂之间通过与其垂直的支撑臂连接；C型架的上悬臂、下悬臂均装有空气温度探测器；C型架的内壁上设置有与其匹配的C型的行走驱动装置，C型架的外壁上设置有驱动电机，驱动电机连接行走驱动装置；接线箱、主电柜和水冷箱分别连接C型架；上悬臂距离支撑臂较远的一端装有信号检测器，下悬臂距离支撑臂较远的一端装有射线源。本发明所要解决的技术问题是提供一种测量精确的测厚仪。

Description

一种测厚仪及其使用、检修方法

技术领域

本发明涉及测量设备领域，具体地说涉及一种测厚仪及其使用、检修方法。

背景技术

现有的一体化射线源是射线管和高压发生装置位于同一个密封油箱内，由于射线管在工作时会产生大量热量，导致整个密封油箱内的油温会逐渐升高，随着温度的升高，绝缘油的绝缘性能下降。此外，高压发生装置对工作温度也有着较高的要求（要求＜35℃），如果温度超过35℃，高压发生装置的工作性能和可靠性会降低60%。针对上述问题，早先的方法和国外一些厂商的做法是对一体化的射线源9提供一个独立的冷却循环水装置，去控制一体化射线源的工作温度，保证射线源的可靠性。

本测厚仪根据用户实际使用条件，提出了大功率X射线发生系统的高压与射线发生器的分离。其意义在于降低了设备的维护工作量与维修成本，对于高精度、无需同位素放射性源的X射线测厚仪的普及奠定了坚实基础，并将为产业装备水平的提高和产品结构的调整做出贡献。高压分离式大功率X射线源配套的大功率（160KV/5mA，800W）射线高压电源单独密封于不锈钢壳体内，可供出+80KV和-80KV的两路阴阳极高压。射线源和配套高压采用高压电缆连接，最长达10m距离。克服射线管能量随使用时间增加而衰减的问题，通过内置样片的能量反射比自动补偿计算，实现自动能量补偿。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种冷却条件要求低、测量精确的测厚仪。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种测厚仪，所述测厚仪包括控制终端、主电柜、高压电源、接线箱、水冷箱和C型架，所述主电柜连接控制终端和接线箱，高压电源、水冷箱和接线箱分别连接C型架；所述C型架包括水平设置的上悬臂和下悬臂，上悬臂和下悬臂之间通过与其垂直的支撑臂连接；C型架的上悬臂、下悬臂均装有空气温度探测器；C型架的内壁上设置与其匹配的C型的行走驱动装置，C型架的外壁上设置有驱动电机，驱动电机连接行走驱动装置；上悬臂距离支撑臂较远的一端装有信号检测器，下悬臂距离支撑臂较远的一端设置射线源。

优选的，所述控制终端为工业级计算机，包括总线槽、显示器和键盘，所述总线槽上按顺序插有DIO板、模拟量输出板、计数卡、模拟量输入板AI和 CPU板。

优选的，所述射线源包括样片箱，样片箱内设置电磁器件驱动的快门和样板，所述射线源上还设置空气清扫装置。

优选的，所述行走驱动装置的侧面设置前限位挡块和与其配合使用的前限位开关、后限位挡块和与其配合使用的后限位开关。

优选的，所述主电柜上设置有远程/现场控制开关、C型架进/退按钮、快门开/关按钮和紧急开关按钮。

本发明还公开了一种测厚仪的使用方法，包括如下步骤：

1）接通电源，调试C型架上设置的行走驱动装置是否可以在轨道上正常运动，C型架上悬臂后部设置的工作指示灯状态是否正常，C型架的尾部设置的电缆拖拉系统是否可以灵活运动；

2）电动螺旋管推开快门，射线照射到被测物体上，位置传感器输送快门的位置信号至控制终端；

3）在C型架窗口表面有吹扫气体，在生产中将异物从窗口吹走，保证测量的准确性；射线源供电，射线测厚仪的信号检测器完成穿透铝板的射线密度的检测功能，它由电离室、高压模块和前置放大板三大部分组成；

4）X射线照到信号检测器的电离室窗口，腔内气体产生电离效应，产生微弱电流，在前置放大板上的高倍低噪声运算放大器把信号放大，经过接线箱转接后，以差分信号方式送到主电柜后置放大板放大，送到主计算机的模拟量采集卡端子上；

5）C型架开进到测量位置时，前限位开关碰到前限位挡块上，前限位开关给出开关量信号，信号经过接线箱后送到DIO隔离驱动板进行信号处理，到达主计算机的DIO板上，软件读到C型架的位置信号；前限位开关的另一付触点会通过继电器送出电机的控制信号， C型架停止运动；C型架从前限位开回到后限位，后限位开关将碰到后限位挡块，开关给出一个开关量信号，信号经过接线箱后送到DIO隔离驱动板进行信号处理，到达主计算机的DIO板上，软件读到C型架的位置信号；

6）测厚仪进入测量状态，射线源的快门打开，红灯点亮，，射线源上表面的吹扫空气通道对射线窗口进行吹扫， C型架的尾部设置行走驱动装置，C型架的上下悬臂设置的空气温度探测器，对空气温度变化数据传输至控制终端。

本发明还公开了一种测厚仪的检修方法，包括如下步骤：

1) 射线源吹扫系统：在接线箱上将设备控制改为本地控制方式，并将急停开关按下，确认快门无法打开后，挂检修牌表明设备检修中；打开气控箱，检查气控箱内气路的空气过滤的滤芯是否需要更换；油雾器是否需要加油，检查气体压力是否在0.5-0.8MPa范围内；检查射线源窗口吹扫气情况，吹扫气的力量是否够大，可以保持窗口无异物停留；

2)射线源窗口：在采取安全措施的条件下，目视检查射线源窗口铝片是否有损坏；

3)信号检测器窗口：在采取安全措施的条件下，目视检查信号检测器的情况，有无在生产中损坏，有无漏水的可能性；

4)安全指示灯：在接线箱的按钮控制射线源快门的开闭，观察快门打开时C型架上的红灯是否亮，关闭时绿灯是否亮；

5)C型架行走、限位开关：用接线箱上的C型架进退按钮控制进退，观察C型架行走是否平稳，是否有卡阻和步进现象；

6)急停开关：按下接线箱的急停开关，选择控制按钮在本地控制，试着C型架按钮是否能驱动行走，以及快门是否能开闭；如果都能锁定不动，则急停按钮功能正常；

7)标准化功能：在操作终端上确认C型架在退回的位置，并且没有任何东西在射线窗口上，按下F3开始标准化进程，观察显示的信号检测器电压，在快门打开时应在8.5V~9.5V之间，在快门关闭时零点电压应小于+-0.02V，记录下并与上次比较；

8)精度检查：用一个样板架，高度为轧制线高度，把样板架放在射线源窗口的中心；将已知厚度的合金样板逐个放到架子上检查测量精度，尤其是成品道次的厚度情况，并做记录与上次比较；

9)合金文件：逐个输入各个合金号，观察是否有报警，如果有的话，则说明合金没有定义，需要建立该合金；

10)电器连接：主电柜内各个功能板上的连线是否有松动进行检查，并逐个检查包括接线箱在内的各个接线端子是否松动或生锈；

11)软件备份：定期检查软盘内备份的测厚仪的主程序并及时补充备份。

12)C型架驱动：应定期从机械的角度检查C型架的轨道情况，电机齿轮和链条的松紧是否合适，可根据具体情况进行调整；

13)漂移测试：用一块样板连续测量5分钟以上，观察是否有明显厚度变化，测量值不应该超过0.15%的变化；

14)模拟量输出信号：安装调试后是否有变化，有变化为异常，反之则为正常；

15)C型架轮子：C型架下的轮子是否能够正常滚动；

16)变频器：定期检查工作状态；

17)减速箱：进行机械性能检查。

本发明的有益效果是：C型架上安装着测厚仪的射线源（在下悬臂7）和检测器（上悬臂的信号检测器）。在C型架上装有行走驱动装置，使它可以在轨道上运动，便于检修和设备的精度标定工作。C型架上悬臂后部安有工作状态指示灯。整个C型架的尾部装有电缆拖拉系统，保证电缆可以灵活运动并不受损害。如果在距离无法达到要求时，可以使用一些屏蔽手段，如加装钢板阻挡；在需要观察的地方，也可以使用铅化玻璃。无论使用何种手段，目的都是要减少辐射，本测厚仪中的射线对人的伤害，只要不超过限度，经过休息是可以恢复的。测厚仪的射线源系统采用高压分离式大功率射线源，根据不同应用现场所使用的能量不同，射线源上部安装有样片箱，样片箱内部有电磁器件驱动的快门和样板，平时快门关闭，射线被全部阻挡，处于安全状态；高稳定性的高压电路提供了电离室正常工作所需的外部高压。在C型架的上下悬臂均装有空气温度探测器，用来对空气温度变化导致的测量偏差进行补偿。在接线箱上设置的紧急开关，当发现危险情况需要测厚仪紧急停止工作时，按下此按钮，则测厚仪会进入如下状态：射线源立即关闭。C型架就地停车。这样，可以保证人身和设备的安全在接线箱上除了紧急按钮外，还有一组C型架和快门控制按钮用来实现现场对测厚仪的控制，有助于设备的维修工作，远程/现场控制开关的作用就是选择主电柜控制还是现场按钮控制，当开关打在“远程控制”位置时，由主电柜信号控制C型架和快门；当开关打在“现场控制”位置时，则由现场接线箱的按钮控制。当上面所说的“远程/现场控制”开关置于“现场”位置时，可以通过接线箱的C型架进退按钮控制C型架的开进和退回，方便设备的维修和功能测试。本发明中公布的使用方法能给用户提供正确的、安全的使用方法，避免用户因错误操作而导致的机器损坏。本发明中公开的检修方法能在机器出现异常时便于用户对其进行原因进行快速的查找，并提供维修指导，可以让用户进行简单的维修，避免了等待专业维修人员而耽误的生产时间。

本测厚仪根据实际使用条件，采用大功率X射线发生系统的高压与射线发生器的分离，降低了设备的维护工作量与维修成本，对于高精度、无需同位素放射性源的X射线测厚仪的普及奠定了基础。高压分离式大功率X射线源配套的大功率（160KV/5mA，800W）射线高压电源单独密封于不锈钢壳体内，可供出+80KV和-80KV的两路阴阳极高压。射线源和配套高压采用高压电缆连接，最长达10m距离。克服射线管能量随使用时间增加而衰减的问题，通过内置样片的能量反射比自动补偿计算，实现自动能量补偿。

附图说明

图1为本发明一种测厚仪的结构示意图；

图2为本发明一种测厚仪的控制终端结构示意图；

图3为本发明一种测厚仪的C型架结构示意图；

图4为本发明一种测厚仪的主电柜结构示意图；

图5为本发明一种测厚仪的水冷箱结构示意图；

其中：1.控制终端、2.主电柜、3.水冷箱、4.高压电源、5.接线箱、6.上悬臂、7.下悬臂、8.信号检测器、9.射线源、10.支撑臂、11.总线槽、12.显示器、13.键盘、61.空气温度探测器、62.行走驱动装置、63.驱动电机、64.信号检测器、65.射线源、71.样片箱、72.快门、73.样板、74空气清扫装置。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步描述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成本发明保护范围的限定。

下面结合附图1详细说明本发明的优选实施方式：本发明中的测厚仪由C型架：包括上悬臂6的信号检测器8，下悬臂7的射线源9、接线箱5、气控箱，电器室的主电柜2，操作终端1组成。

C型架上安装着测厚仪的射线源9（在下悬臂7）和检测器（上悬臂6的信号检测器8）。在C型架上装有行走驱动装置62，使它可以在轨道上运动，便于检修和设备的精度标定工作。C型架上悬臂6后部安有工作状态指示灯。整个C型架的尾部装有电缆拖拉系统，保证电缆可以灵活运动并不受损害。在C型架的上悬臂、下悬臂7的前部分别装有信号检测器8和射线源9，C型架靠油缸驱动。上悬臂6内有到信号检测器8、下悬臂7有射线源9及电缆、气管等。

测厚仪的射线源9系统采用高压分离式大功率射线源9，根据不同应用现场所使用的能量不同，射线源上部安装有样片箱71，样片箱71内部有电磁器件（螺旋管）驱动的快门72和样板73，平时快门72关闭，射线被全部阻挡，处于安全状态（泄漏低于国家安全标准）。当设备工作时，电动螺旋管动作，把快门72推开，射线开始照射到被测物体上。装在样片箱71内的位置传感器同时送出快门72的位置信号，指示射线源9的工作状态。在C型架窗口表面有吹扫气体，在生产中将异物从窗口吹走，保证测量的准确性。在没有供电的条件下，射线源9处于无射线的安全状态。如果射线源9已供电，在快门72关闭时，其射线泄漏量在国标的安全范围内。射线测厚仪的信号检测器8完成穿透铝板的射线密度的检测功能，它由电离室、高压模块和前置放大板三大部分组成。当X射线照到信号检测器8的电离室窗口上时，引起腔内气体的电离效应，产生微弱电流。在前置放大板上的高倍低噪声运算放大器把信号放大，经过接线箱转接后，以差分信号方式送到主电柜后置放大板放大、放大后最大电压为10V以内，再送到主计算机的模拟量采集卡端子上。高稳定性的高压电路提供了电离室正常工作所需的外部高压。由于测厚仪工作和维修保养的需要，C型架是安装在轨道上可以进退行走的。测厚仪的行走驱动装置工作方式包括电机/链条驱动以及油缸驱动方式。当C型架开进到测量位置时，安装在C型架侧面的前限位开关会碰到前限位挡块上，该开关会给出一个开关量信号，此信号经过接线箱后送到DIO隔离驱动板进行信号处理，之后到达主计算机的DIO板上，软件读到C型架的位置信号。同时，前限位开关的另一付触点会通过继电器送出驱动电机的控制信号（或通过电磁阀切断油缸的供油），使C型架停止运动。当C型架从前限位挡块回到后限位挡块时，后限位开关将碰到后限位挡块，其工作原理与上述过程类似。在测厚仪C型架上悬臂6装有射线源9工作状态指示灯。其中黄色灯指示射线源9工作状态，该灯亮时表明射线源9处于工作中，如果不亮，表示射线源9未工作；在测厚仪未测量时，射线源的快门72处于关闭状态，工作灯组中的绿灯亮，表示此时是安全的。当测厚仪进入测量状态时，射线源9的快门72打开，红灯点亮，表示设备正在工作中（有射线）。在射线源9的上表面有吹扫空气通道，对射线窗口进行吹扫，保持窗口干净。C型架的尾部都设计有电缆的行走驱动装置62，有坦克拖链和悬挂滑轮两种方式供选择。在C型架的上下悬臂7均装有空气温度探测器61，用来对空气温度变化导致的测量偏差进行补偿。

测厚仪的主要电器装置都在主电柜2中，主电柜2中有主处理计算机系统（含各类信号处理板），信号隔离驱动板，供电电源及显示器12、键盘13等。测厚仪主电柜的上部由两个24VDC输出的电源模块构成了主要供电系统，一路专供射线源9，另一路供其它电路；模块的输入电压是由用户提供的220VAC交流电源。用户提供的220VAC电源同时提供到主计算机。主计算机采用的是工业级计算机，在总线槽11上按顺序从右到左（面对计算机背面）插有：DIO板、模拟量输出板（AO）、计数卡（COUNTER CARD）、模拟量输入板（AI）和 CPU板。虽然理论上板卡可以插在任意位置，为了方便维护的统一性，请不要轻易改变上述规定的顺序。本发明中测厚仪的主CPU板目前采用工业级主板，由于测厚仪对可靠性要求很高，同时对处理的实时性要求严格，目前设备选用该款工业级处理器。

测厚仪的模拟量数据采集卡使用的是HR-AI-16/100型高速、高分辨率的模/数转换卡，该卡有单极和差分两种信号输入方式。使用在单极方式输入时，可提供16个通道采集数据，在使用差分信号方式输入时，则可以提供8个通道。在本测厚仪中使用差分信号输入工作方式。信号的输入范围为正负10VDC。测厚仪的信号检测器8获得的电压信号，送到主电柜中，经过后置放大板进行信号调理，之后就输入到HR-AI-16/100模/数转换板进行信号处理，这样计算机就可以读入信号检测器8检测到的电压信号。在更换和使用HR-AI-16/100板时，需要进行一系列的硬件跳线选择设置，必须核对清楚。在主计算机总线上插有最多可以读入/出96个通道的数字量信号板，用来处理设备的输入状态信号以及产生控制命令输出信号。

测厚仪的主机同时装有数字信号隔离驱动板，用来对外部输入信号进行隔离和调理；并对输出的命令信号进行隔离和驱动放大。和上面所叙述的模拟量输入板类似，该板在使用时也需要相应的地址设定选择，由于测厚仪是实时性很强的系统，各种信号需要精确的定时去采样，因此软件运行就需要一个精确的基准时钟，时钟定时卡（或称为“计数板”）起的就是这个作用。本发明中的测厚仪使用的是HR-CT-600计数板。

HR-CT-600计数板上的J3和J2是中断向量选择，J2应该跳在“X”的位置；J3应该跳在“5”的位置。J1是WAIT状态的跳线，应跳在“OFF”位置。HR-40X测厚仪计算目标值和实际测量值之间的偏差并以模拟量电压输出（+-10V）的形式反馈给AGC系统，例如可以用正负10VDC电压表示正负10%的偏差，AGC就会根据偏差进行压下、速度或张力参数的调节，以控制厚度误差在合格范围内。从模拟量输出板送出的信号经过隔离放大后才送到AGC系统中。

HR-AO-6模拟量输出板就是实现偏差量输出的器件，它共有6个输出通道，分别分配给测厚仪A和B各3个通道使用。它的输出比例和输出方式（例如是百分比偏差还是绝对偏差）可以通过操作软件设定。在测厚仪系统中，需要分配给板子工作地址。HR-AO-6模拟量输出板的各种跳线设置包括：BASE ADDRESS（基本地址）HR-AO-6的基本地址设置。该跳线跳在“ON”的位置上。该组跳线用来选择输出方式，有“XFER”和“UPDATE**”两个位置，J3是设01通道的，J2是设23通道的，J1是设45通道的。所有的都应跳在“UPDATE**”上。加电状态跳线选择，用来选择加电时输出状态。J4就是该跳线，应该跳在“STD”位置上。该组DIP开关选择模拟量电压输出范围，HR-300D测厚仪使用+-10VDC输出电压，在板子上DIP开关的名称是GAIN0~GAIN5，分别对应六个通道。它们全部按下面要求设置：1=ON 2=OFF 3=ON 4=OFF 5=OFF 6=OFF。HR-AO-6板输出电压范围选择DIP开关

为了安装软件和进行测厚仪维护，主电柜内的主计算机上配有彩色LCD液晶显示器12和标准计算机键盘13，用来进行设备功能测试和维护。该人机界面具有以下几个方面的功能：

a.输入测量参数：和现场操作终端的功能类似，通过上下（左右）键选择窗口，可输入目标厚度、响应时间、合金号等。

b.显示信号状态：如信号检测器8检测电压，射线源工作状态、快门、样板、水流等各种信号的数值和逻辑状态。

c.显示故障告警：如果设备硬件产生问题，在告警窗口内会有相应的故障信息，帮助用户解决问题。

所有的外部传感器反馈来的信号都需要经过隔离电路才能送到DIO板上使用；而输出的命令信号也需要隔离驱动才能送到外部运动机构中。为此测厚仪装有HR-DDIO-01数字信号驱动隔离板。输入信号用光电隔离器件实现隔离目的，对输出的信号用固态继电器实现信号的驱动。

在HR-DDIO-01板的左上角，有一组DIP开关，对输入和输出信号的BIT位进行设置；右上角的接线端子引入板子工作所需要的电压(+5VDC，和两路+24VDC)。上方的排线插座用来与DIO板连结，另外一个用来和下一块DDIO板进行级联。从信号检测器8前置放大板输出的模拟量信号要经过主电柜的后置放大板对信号进行二次放大。HR-PAMP-02后置放大板上提供了两个放大通道，分别给A和B侧的信号检测器8使用，在放大板上有调整放大倍数的电位器和调零电位器。W1、W3为放大倍数调节电位器，W2、W4(W103)为零点调节电位器。为了与AGC系统电气隔离，HR-40X测厚仪的模拟量输出偏差信号从HR-AO-6输出板输出后，进入输出信号隔离板(HR-DAO-02)，该板对电压不进行任何放大(1：1)，只增加电流驱动能力。

测厚仪在现场设有接线、气控合一的电气箱，主要来实现主电柜到C型架电缆之间的转接和外部供气接口。从主电柜的各个接口隔离/驱动板到C型架的信号检测器8、射线源9、工作状态灯、限位开关等部件的电缆都经过接线箱5转接。从220VAC电源盘上也引入交流电去点亮C型架上的工作状态灯。该电源在接线箱5内由一个空气开关（K1）控制，经过RL1和RL2继电器控制红/绿灯的亮灭。除了基本的电缆转接功能，接线箱上还安装有一系列手动控制按钮，供测厚仪维修时使用。在接线箱上有一个红色的紧急开关按钮58，当发现危险情况需要测厚仪紧急停止工作时，按下此按钮，则测厚仪会进入如下状态：射线源立即关闭，C型架就地停车。这样，可以保证人身和设备的安全在接线箱5上除了紧急开关按钮58外，还有一组C型架和快门控制按钮57用来实现现场对测厚仪的控制，有助于设备的维修工作，远程/现场控制开关的作用就是选择主电柜控制还是现场按钮控制，当开关打在“远程控制”位置时，由主电柜2信号控制C型架和快门72；当开关打在“现场控制”位置时，则由现场接线箱5的按钮控制。当上面所说的“远程/现场控制”开关55置于“现场”位置时，可以通过接线箱的C型架进退按钮控制C型架的开进和退回，方便设备的维修和功能测试。按下红色的“前进”按钮则C型架向前开到生产线上，按下绿色的“后退”按钮则C型架退回到准备位置。快门72按钮置于“快门开”的位置时，射线源快门打开；反之则关闭。C型架的运动是驱动电机63驱动的。在控制箱内右下角，有一隔离的区域，布置了到射线源窗口吹扫气管路、温度传感器负压气路等设施。

测厚仪提供一个安装在操作台上的操作站供操作工使用，所有的功能使用都在操作终端1上完成。该终端采用彩色LCD显示器12，工业薄膜键盘等一体化设计，集成CPU主板和电子硬盘，专为测厚仪设计。HR-XY-100操作终端通过RS422通信口与主电柜的主计算机进行数据交换。整个操作终端需要220VAC交流供电，需要特别强调的是，为了保证数据通信的可靠性，此电源应从主电柜的交流电源分出来一路供电。测厚仪的软件系统有两大块，主计算机内运行有主处理软件和操作终端内的设备控制软件，下面分别说明。

测厚仪的主机软件及作用见下表：

序号	程序名称	作用
			1	450std.exe	主处理程序
2	COEFF0.dat	A侧测厚仪精度曲线
			3	GRADE0	测厚仪默认合金参数文件
4	GRADE*	B侧测厚仪默认合金参数文件

450std.exe程序是主处理计算机中运行的主程序，其它各项程序是该程序的配套文件，另外，450std.exe的人机界面还具有维护测试功能及全部的设备控制功能，详细说明见后面的设备维护章节。

测厚仪的工作站软件集成了测厚仪和凸度仪二个部份。可用分页切换来实现各部分的操作。每个界面分为主界面（不变化）和子界面（变化）。该软件通过二个RS-232串口分别与测厚仪、凸度仪进行通信。通过TCP/IP或是RS-232串口与AGC进行通信。

1.偏差界面：显示测厚仪的测量偏差图表。

2.状态图表：显示厚差值、信号检测器8电压、源温度等曲线。

3.参数设置：显示和修改测厚仪一些设定参数，如上下公差等。

4.合金维护：显示和维护测厚仪的合金号。

本发明还公开了一种检修方法：

(1) 射线源吹扫系统：首先到接线箱上将设备控制改为本地控制方式，并将急停开关按下，确认快门无法打开后，挂检修牌表明设备检修中。打开气控箱，检查气控箱内气路的空气过滤的滤芯是否需要更换；油雾器是否需要加油，检查气体压力是否在0.5-0.8MPa范围内。检查射线源窗口吹扫气情况，吹扫气的力量是否够大，可以保持窗口无异物停留。

(2)射线源窗口：在采取安全措施的条件下，目视检查射线源窗口铝片是否有损坏。

(3)信号检测器窗口：与（2）项类似，目视检查信号检测器8的情况，有无在生产中损坏，有无漏水的可能性。

(4)安全指示灯：在接线箱的按钮控制射线源快门的开闭，观察快门打开时C型架上的红灯是否亮，关闭时绿灯是否亮，如有故障，应及时修好。

(5)C型架行走、限位开关：用接线箱上的C型架进退按钮控制（本地状态）进退，观察C型架行走是否平稳，是否有卡阻和步进现象。

(6)急停开关：按下接线箱的急停开关，选择控制按钮在本地控制，试着C型架按钮是否能驱动行走，以及快门是否能开闭。如果都能锁定不动，则急停按钮功能正常。

(7)标准化功能：首先在操作终端上确认C型架在退回的位置，并且没有任何东西在射线窗口上，按下F3开始标准化进程，观察显示的信号检测器8电压，在快门打开时应在8.5V~9.5V之间，在快门关闭时零点电压应小于+-0.02V，记录下并与上次比较。

(8)精度检查：用一个样板架，高度为轧制线高度，先把样板架放在射线源窗口的中心；将已知厚度的合金样板逐个放到架子上检查测量精度，尤其是成品道次的厚度情况，并做记录与上次比较。

(9)合金文件：逐个输入各个合金号，观察是否有301报警，如果有的话，则说明合金没有定义，需要建立该合金。

(10)电器连接：在日常维护使用中，难免会在主电柜内做一些检查工作，这就有可能使一些内部电缆松动，因此需要定期对主电柜内各个功能板上的连线是否有松动进行检查，并逐个检查包括接线箱在内的各个接线端子是否松动或生锈。

(11)软件备份：测厚仪的主程序可以备份在一张软盘内，由于软盘有可能因保存时间长而损坏，因此需要定期检查并及时补充备份。

(12)C型架驱动：应定期从机械的角度检查C型架的轨道情况，电机齿轮和链条的松紧是否合适，可根据具体情况进行调整。

(13)漂移测试：漂移是设备工作是否稳定的重要指标，如果设备有故障可以明显反映出来，用一块样板连续测量5分钟以上，观察是否有明显厚度变化。一般现场条件测量不应该超过0.15%的变化。

(14)模拟量输出信号：这是测厚仪送到AGC系统的重要信号，安装调试后就不应该有变化，做此项目测试目的是检查软件参数设置是否有变化，及模拟量输出板的性能是否好。

(15)C型架轮子：C型架下的轮子平时不易看到，由于长时期使用会带来磨损或断带时打到C型架会间接伤害它，因此也需要检查。

(16)变频器：它直接影响C型架电机的运行速度，需要定期检查它的工作状态。

(17)减速箱：电机驱动的C型架有此装置，每年需要从机械方面检查。

故障代码说明及维修指导，测厚仪的故障代码分为三类：（1）300系列故障不影响测厚仪的使用和操作,这类故障一般来况由于错误操作引起。（2）400系列故障表明系统有问题,因此400系列故障发生时,需要对测厚仪进行维护。

本发明还公开了一些编辑好的测厚仪故障代码：

A31/B31：输入未定义合金号

A32/B32：合金文件打开失败

A33/B33：合金文件是坏的

A34/B34：备用

A35/B35：备用

A36/B36：备用

A37/B37：备用

A38/B38：驱动系统超时

A39/B39：通讯校验错误

A01/B01：系统需要校正

A02/B02：零点最大电压错误

A03/B03：校正零最小电压错误

A04/B04：快门关校正最大电压错误

A05/B05：快门关校正最小电压错误

A06/B06：快门不能打开

A07/B07：快门不能关闭

A08/B08：备用

A09/B09：备用

A10/B10：备用

A50：硬件错误

A51：备用

A52：备用

A53：备用

A54：备用

A55：备用

A56：备用

注：A**指A侧测厚仪，B**指B侧厚仪。

A31/B31合金文件必须先设定后使用，合金文件可以在任何计算机上编辑也可在测厚仪上保存，A32/B32；A33/B33合金文件坏，检查硬盘情况。

A38/B38 C型架在规定时间内未开到位，可能发生机械阻挡等问题。

A39/B39通讯干扰过大，检查通讯电缆或RS232/422转换器。

A01/B01表明测厚仪未校正。

A02/B02表示测厚仪在快门开时接收到过多的射线，问题可能由信号检测器8引起的。

A03/B03这个故障表明信号检测器8在快门开时未达到9.0V，通常可能由于校正时，C型架中有其它物质，可能是钢板或杂物也可能由于快门不到位，出现此故障时，需检查测厚仪射线外有无杂物，并清理快门窗口，检查快门气压（应为0.4-0.8MPa）

A04/B04故障表示在快门关闭时信号检测器8接收到过多的射线，可能由于快门关闭不到位或者是信号检测器8出现问题

A05/B05为一般校正问题，信号检测器8在关闭时，信号检测器8电输出电压超过±0.01v。通常由于信号检测器8故障A/D扳式接头问题引起。

A06/B06、A07/B07快门动作不正常，请检查告警灯状态和接线端状态，确认MJB处电压及供气是否正常，注意请不要打开射线源箱。

A08/B08：表示测厚仪间无带钢，通常测厚仪会自动关闭快门。

HRX-90 X测厚仪是专为冷、热轧铝生产线设计的，被测板的厚度范围从0.01mm 到80.0mm；C型架的开口高度从150mm到1300mm。不同的开口对测厚仪的性能指标略有影响。

C型架开口为200mm～1300mm，标准进口样板，轧制线高度为75mm～180mm，射线源强度为80KV。测量范围内的精度好于±0.10% 或±0.25 um（取两者之中的最大者）。

测试噪声条件和方法：设备条件同上，取不同厚度的样板，设定不同的响应时间分别用记录仪测试算出2Sigma的噪声。指标：噪音（2 sigma）：

响应时间 为30 ms时：

厚度	指标
		0.05mm	±0.082%
1.0mm	±0.043%
		1.5mm	±0.054%
2.0mm	±0.056%
		3.0mm	±0.062%
4.0mm	±0.091%
		5.0mm	±0.12%

响应时间为50ms时：

厚度	指标
		0.05mm	±0.08%
1.0mm	±0.039%
		1.5mm	±0.033%
2.0mm	±0.045%
		3.0mm	±0.049%
4.0mm	±0.055%
		5.0mm	±0.079%

测试长期漂移条件和方法：取一块1毫米左右厚度的样板，在测厚仪稳定工作的条件下，用记录仪记录模拟量偏差输出。指标：八小时内好于+/- 0.1% 或 +/- 0.25um。（取两者中大者）。重复性的测试条件及方法：取一块测量范围内的样板，放在测厚仪内反复测量，并记录测量结果。指标：各次测量厚度之间的误差小于 +/- 0.15%。（按2Sigma噪声条件计算）。相应时间的测试条件及方法：取一块厚度较薄的样板，使其在测量中及快速离开射线窗口，用记录仪记录厚度变化。10 ms 到1000 ms可调

本发明还公开了一种测厚仪的安装条件：交流电供电要求，要求正弦波无大的崎变。尽量与大型电机和变频器分开供电。接地系统要求：需要单独的仪表地，接地电阻小于3Ω。供气系统要求：要求仪表类干燥空气，如果不能达到，则需要加装过滤系统。气压需要在0.4-0.8Mpa。要求轨道安装必须在各个方向水平，并保证轨道轴线与轧线的垂直，水平度与垂直度不大于1/1000，极度偏差±2mmC型架开进到位后，射线源窗口应该在轧制中心线上，其偏差±3mm，C型架退回的位置应该便于维护设备。考虑到C型架尾部电缆的走线槽，如果是悬臂滑轮的电缆走线方式，要保证C型架退回位置时电缆不过于挤在一起，C型架开进位置电缆不过于拉紧。选择合理的位置安装接线箱和气控箱，要求安装高度便于维护时操作按钮，同时要便于观察C型架的运行和告警灯的变化。另一方面，考虑到射线安全原因，接线箱的位置不能太靠近射线源，一般应在2.5米开外。气控箱的安装要靠近接线箱，同时靠虑到维护和接供气管的方便。电柜应该安装在电气室内，整个柜子应该与其它设备隔离，接地系统应该接在仪表地上，禁止与其它干扰大的设备地混用。电柜的门要方便打开，最好后门也方便打开，便于设备的维护。操作终端一般安装在主操室或操作台上，要便于操作使用，同时尽量考虑到通风散热，利于设备稳定工作。另外需要强调的是，操作终端的交流供电应该从主电柜的同一电源引过来，这样可以避免通讯干扰。测厚仪主电柜到接线箱间的电缆分为信号电缆和交流供电电缆。一定要注意分不同的电缆槽布线。

本发明还公开了测厚仪的安全操作注意事项，包括：

（1）C型架上的警告“当心电离辐射”和“非专业人员请勿打开（1）设备运行中，身体任何部位不得进入C型架开口处”。

(2)开展任何需要靠近射线源安全区内实施的工作前，必须确认快门已经被接线箱上的按钮（快门关）锁定。C型架上的绿灯亮，此时设备为安全状态。必须有专门的射线安全监督管理人员。至少每半年应该确认射线源快门关闭状态良好，C型架周围射线泄漏符合国标。如果有必需在射线区射线暴露条件下的工作，必须要有射线工作许可证的人员实施。

众所周知，宇宙中无时无刻不存在着射线，我们日常所观看的电视机屏幕，装修所用的天然大理石等，都有不同强度的射线存在。无论是何种射线，对人体都有影响，但是只要不超过安全标准，就没有问题。就本测厚仪所用的100KV射线源来说，属于X射线，该类射线在空气行走中衰减非常大，同时，任何密度较高的物体都对它有明显的阻挡屏蔽作用。根据以上几个方面的特性，在使用该设备时，应尽量远离射线源工作区。如果在距离无法达到要求时，可以使用一些屏蔽手段，如加装钢板阻挡；在需要观察的地方，也可以使用铅化玻璃。无论使用何种手段，目的都是要减少辐射；其安全性的确认需要用户请当地政府相关部门测试。另外，射线对人的伤害，只要不超过限度，经过休息是可以恢复的。

本测厚仪根据实际使用条件，创新性提出了大功率X射线发生系统的高压与射线发生器的分离，其意义在于降低了设备的维护工作量与维修成本，对于高精度、无需同位素放射性源的X射线测厚仪的普及奠定了坚实基础，并将为产业装备水平的提高和产品结构的调整做出贡献。高压分离式大功率X射线源配套的大功率（160KV/5mA，800W）射线高压电源单独密封于不锈钢壳体内，可供出+80KV和-80KV的两路阴阳极高压。射线源和配套高压采用高压电缆连接，最长达10m距离。克服射线管能量随使用时间增加而衰减的问题，通过内置样片的能量反射比自动补偿计算，实现自动能量补偿。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种测厚仪，其特征在于：所述测厚仪包括控制终端、主电柜、高压电源、接线箱、水冷箱和C型架，所述主电柜连接控制终端和接线箱，高压电源、水冷箱和接线箱分别连接C型架；所述C型架包括水平设置的上悬臂和下悬臂，上悬臂和下悬臂之间通过与其垂直的支撑臂连接；C型架的上悬臂、下悬臂均装有空气温度探测器；C型架的内壁上设置与其匹配的C型的行走驱动装置，C型架的外壁上设置有驱动电机，驱动电机连接行走驱动装置；上悬臂距离支撑臂较远的一端装有信号检测器，下悬臂距离支撑臂较远的一端设置射线源。

2.根据权利要求1所述的一种测厚仪，其特征在于：所述控制终端为工业级计算机，包括总线槽、显示器和键盘，所述总线槽上按顺序插有DIO板、模拟量输出板、计数卡、模拟量输入板AI和CPU板。

3.根据权利要求1所述的一种测厚仪，其特征在于：所述射线源包括样片箱，样片箱内设置电磁器件驱动的快门和样板，所述射线源上还设置空气清扫装置。

4.根据权利要求1所述的一种测厚仪，其特征在于：所述行走驱动装置的侧面设置前限位挡块和与其配合使用的前限位开关、后限位挡块和与其配合使用的后限位开关。

5.根据权利要求1所述的一种测厚仪，其特征在于：所述主电柜上设置有远程/现场控制开关、C型架进/退按钮、快门开/关按钮和紧急开关按钮。

6.根据权利要求1-5中任意一条所述的一种测厚仪的使用方法，包括如下步骤：

1)接通电源，调试C型架上设置的行走驱动装置是否可以在轨道上正常运动，C型架上悬臂后部设置的工作指示灯状态是否正常，C型架的尾部设置的电缆拖拉系统是否可以灵活运动；

2)电动螺旋管推开快门，射线照射到被测物体上，位置传感器输送快门的位置信号至控制终端；

3)在C型架窗口表面有吹扫气体，在生产中将异物从窗口吹走，保证测量的准确性；射线源供电，射线测厚仪的信号检测器完成穿透铝板的射线密度的检测功能，它由电离室、高压模块和前置放大板三大部分组成；

4)X射线照到信号检测器的电离室窗口，腔内气体产生电离效应，产生微弱电流，在前置放大板上的高倍低噪声运算放大器把信号放大，经过接线箱转接后，以差分信号方式送到主电柜后置放大板放大，送到主计算机的模拟量采集卡端子上；

5)C型架开进到测量位置时，前限位开关碰到前限位挡块上，前限位开关给出开关量信号，信号经过接线箱后送到DIO隔离驱动板进行信号处理，到达主计算机的DIO板上，软件读到C型架的位置信号；前限位开关的另一付触点会通过继电器送出电机的控制信号，C型架停止运动；C型架从前限位开回到后限位，后限位开关将碰到后限位挡块，开关给出一个开关量信号，信号经过接线箱后送到DIO隔离驱动板进行信号处理，到达主计算机的DIO板上，软件 读到C型架的位置信号；

6)测厚仪进入测量状态，射线源的快门打开，红灯点亮，，射线源上表面的吹扫空气通道对射线窗口进行吹扫，C型架的尾部设置行走驱动装置，C型架的上下悬臂设置的空气温度探测器，对空气温度变化数据传输至控制终端。

7.根据权利要求1-5中任意一条所述的一种测厚仪的检修方法，包括如下步骤：

1)射线源吹扫系统：在接线箱上将设备控制改为本地控制方式，并按下急停开关，确认快门无法打开后，挂检修牌表明设备检修中；打开气控箱，检查气控箱内气路的空气过滤的滤芯是否需要更换；油雾器是否需要加油，检查气体压力是否在0.5-0.8MPa范围内；检查射线源窗口吹扫气情况，吹扫气的力量是否够大，是否可以保持窗口无异物停留；

2)射线源窗口：在采取安全措施的条件下，目视检查射线源窗口铝片是否有损坏；

3)信号检测器窗口：在采取安全措施的条件下，目视检查信号检测器的情况，有无在生产中损坏，有无漏水的可能性；

4)安全指示灯：在接线箱的按钮控制射线源快门的开闭，观察快门打开时C型架上的红灯是否亮，关闭时绿灯是否亮；

5)C型架行走、限位开关：用接线箱上的C型架进退按钮控制进退，观察C型架行走是否平稳，是否有卡阻和步进现象；

6)急停开关：按下接线箱的急停开关，选择控制按钮在本地控制， 试着C型架按钮是否能驱动行走，以及快门是否能开闭；如果都能锁定不动，则急停按钮功能正常；

7)标准化功能：在操作终端上确认C型架在退回的位置，并且没有任何东西在射线窗口上，按下开始标准化进程，观察显示的信号检测器电压，在快门打开时应在8.5V～9.5V之间，在快门关闭时零点电压应小于±0.02V，记录下并与上次比较；

8)精度检查：用一个样板架，高度为轧制线高度，把样板架放在射线源窗口的中心；将已知厚度的合金样板逐个放到架子上检查测量精度，做记录与上次比较；

9)合金文件：逐个输入各个合金号，观察是否有报警，如果有的话，则说明合金没有定义，需要建立该合金；

10)电器连接：主电柜内各个功能板上的连线是否有松动进行检查，并逐个检查包括接线箱在内的各个接线端子是否松动或生锈；

11)软件备份：定期检查软盘内备份的测厚仪的主程序并及时补充备份。

12)C型架驱动：应定期从机械的角度检查C型架的轨道情况，电机齿轮和链条的松紧是否合适，可根据具体情况进行调整；

13)漂移测试：用一块样板连续测量5分钟以上，观察是否有明显厚度变化，测量值不应该超过0.15％的变化；

14)模拟量输出信号：安装调试后是否有变化，有变化为异常，反之则为正常；

15)C型架轮子：C型架下的轮子是否能够正常滚动；

16)变频器：定期检查工作状态；

17)减速箱：进行机械性能检查。