CN112325812A - 一种测厚仪x射线发生装置的故障检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测厚仪X射线发生装置的故障检测方法及系统，应用于检测平台，检测平台包括：屏蔽保护装置、分析装置和副射线探测器；屏蔽保护装置上设置有开口，开口用于通过X射线发生装置的工作射线；分析装置与副射线探测器连接，副射线探测器用于检测非工作射线的强度，分析装置用于对非工作射线的强度进行监测；其中，方法包括：将X射线发生装置安装在屏蔽保护装置内；采用X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测，通过副射线探测器获取非工作射线的强度；监测并判断非工作射线的强度是否符合预设范围；若否，则生成故障报警信息。本发明可提前准确的判断能提前判断X射线发生装置是否发生故障或稳定。

Description

一种测厚仪X射线发生装置的故障检测方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种测厚仪X射线发生装置的故障检测方法及系统。

背景技术

当X射线穿过物质时，强度随厚度的增加而减弱，其衰减量与穿过物质的厚度有确定的对应关系，利用这一原理就可以实现对板材等物质的厚度测量。这种测厚方式广泛应用于冶金行业轧钢领域。所以X射线测厚仪是现代化轧机厚度控制系统的关键测量设备。

随着电子技术和计算机技术的发展，X射线测厚仪发展为单通道式，这得益于X射线源技术性能的提高；特别是计算机技术在X射线测厚仪中的应用，大大增强了设备的功能，同样是采用标准板对设备进行标定以实现对带材厚度的测量，但是省去了基准楔及其附属电控装置，在机械和电气两个方面降低了测厚仪的复杂性，提高了可靠性。X射线发生装置是测厚仪的核心部件，其中的射线管、高压发生器、高压控制单元是故障高发设备，价格非常昂贵。随着国内技术水平的不断进步已开展X射线发生装置相关的运用和修复工作。

但现有技术中的X射线发生装置的故障检测设备和方法还存在着稳定性差的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种测厚仪X射线发生装置的故障检测方法及系统，可提前准确的判断能提前判断X射线发生装置是否发生故障或稳定。

第一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种测厚仪X射线发生装置的故障检测方法，应用于检测平台，所述检测平台包括：屏蔽保护装置、分析装置和副射线探测器；所述屏蔽保护装置上设置有开口，所述开口用于通过所述X射线发生装置的工作射线；所述分析装置与所述副射线探测器连接，所述副射线探测器用于检测非工作射线的强度，所述分析装置用于对所述非工作射线的强度进行监测；所述方法包括：

将所述X射线发生装置安装在所述屏蔽保护装置内；采用所述X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测，通过所述副射线探测器获取所述非工作射线的强度；监测并判断所述非工作射线的强度是否符合预设范围；若否，则生成故障报警信息。

可选的，所述检测平台还包括：冷却系统，所述冷却系统用于与X射线发生装置连接，并用于对所述X射线发生装置进行冷却；所述采用所述X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测之前，还包括：

将所述冷却系统的冷却管道与所述X射线发生装置中的冷却管道连接。

可选的，所述通过所述副射线探测器获取所述非工作射线的强度，包括：

调整所述X射线发生装置的电压达到预设的高电压；将所述X射线发生装置在所述高电压停留预设时长，并实时获取所述预设时长内的所述非工作射线的强度。

可选的，所述预设时长为1-16小时。

可选的，所述X射线发生装置包括X射线管；所述生成故障报警信息，包括：

获取所述X射线管的管电压曲线；基于所述管电压曲线，生成所述故障报警信息。

第二方面，基于同一发明构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种测厚仪X射线发生装置的故障检测系统，应用于检测平台，所述检测平台包括：屏蔽保护装置、分析装置和副射线探测器；所述屏蔽保护装置上设置有开口，所述开口用于通过所述X射线发生装置的工作射线；所述分析装置与所述副射线探测器连接，所述副射线探测器用于检测非工作射线的强度，所述分析装置用于对所述非工作射线的强度进行监测；所述系统包括：安装模块，用于将所述X射线发生装置安装在所述屏蔽保护装置内；检测模块，用于采用所述X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测，通过所述副射线探测器获取所述非工作射线的强度；判断模块，用于监测并判断所述非工作射线的强度是否符合预设范围；故障报警模块，用于若否，则生成故障报警信息。

可选的，所述检测平台还包括：冷却系统，所述冷却系统用于与X射线发生装置连接，并用于对所述X射线发生装置进行冷却；所述系统还包括冷却模块，用于在采用所述X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测之前，将所述冷却系统的冷却管道与所述X射线发生装置中的冷却管道连接。

可选的，所述检测模块，用于：

调整所述X射线发生装置的电压达到预设的高电压；将所述X射线发生装置在所述高电压停留预设时长，并实时获取所述预设时长内的所述非工作射线的强度。

可选的，所述预设时长为1-16小时。

可选的，所述X射线发生装置包括X射线管；所述故障报警模块，具体用于：

获取所述X射线管的管电压曲线；基于所述管电压曲线，生成所述故障报警信息。

本发明实施例提供的一种测厚仪X射线发生装置的故障检测方法及系统，应用于应用于检测平台，检测平台包括：屏蔽保护装置、分析装置和副射线探测器；屏蔽保护装置上设置有开口，开口用于通过X射线发生装置的工作射线；分析装置与副射线探测器连接，副射线探测器用于检测非工作射线的强度，分析装置用于对非工作射线的强度进行监测；基于此，方法通过将X射线发生装置安装在所述屏蔽保护装置内；采用X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测，通过副射线探测器获取非工作射线的强度；监测并判断非工作射线的强度是否符合预设范围；若否，则生成故障报警信息。本实施例中通过上述方法能提前判断X射线发生装置的故障，为轧机厚度控制系统提供了准确的厚度测量值，有助于提高轧机的控制精度，以保证所轧制带材的公差要求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示出了本发明实施例中提供的一种检测平台的结构示意图；

图2示出了本发明第一实施例提供的一种测厚仪X射线发生装置的故障检测方法的流程图；

图3示出了本发明第二实施例提供的一种测厚仪X射线发生装置的故障检测系统的功能模块结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

请参见图1，图1示出了本发明实施例提供的一种检测平台，所述种测厚仪X射线发生装置的故障检测方法及系统可应用于该检测平台，检测平台包括：屏蔽保护装置1、分析装置3、冷却系统5和副射线探测器7；屏蔽保护装置1上设置有开口11，开口11用于通过X射线发生装置的工作射线；分析装置3与所述副射线探测器7连接，副射线探测器7用于检测非工作射线的强度，分析装置3用于对非工作射线的强度进行监测；冷却系统5用于与X射线发生装置连接，并用于对X射线发生装置进行冷却。

屏蔽保护装置1，可设计为一可方便拆解的组合箱体；箱体外附铅板用于遮挡X射线，用于防止长时间、大剂量、高强度的X射线，对人体造成伤害。同时，可便于对钢板进行厚度检测，同时利于测量非工作射线的强度。屏蔽保护装置1内可根据X射线发生装置的结构设置一X射线固定装置12，用于将X射线管固定于屏蔽保护装置1内，方便拆卸和组装。在屏蔽保护装置1上设置一开口11，用于通过X射线管产生的X射线，该开口11的大小与X射线管的大小相当；该开口11为漏斗状开口。

分析装置3，主要由主机31和HMI(Human Machine Interface，人机界面32)软件构成。通过分析装置3可对检测平台进行数据的采集、通讯、闭环自动控制。副射线探测器7与对应的副检测电路相连，用于接收所述非工作射线，例如可设置在标准板9后方，与检测工作射线的主射线探测器并排；另外，还可设置在屏蔽保护装置1的开口11前方侧面位置。冷却系统5为风冷水循环系统，通过压缩机制冷，冷媒冷却循环水温，循环泵系统将冷确水通过闭路管道循环输送到X射线发生装置中的散热管理中用于带走热量。冷却系统5可设计系统启停、温度闭环控制以及水循环流量报警功能。

进一步的，X射线发生装置主要由由阴极、阳极靶与高压真空管3部分组成。阴极通常是由呈螺旋状的钨丝做成灯丝，具备良好的热容量和很强的导热能力，其中，熔化温度3380℃，具备很长的金属使用寿命。当工作时，在X射线发生装置的X射线管正负极两端接上110kV直流高压，螺旋型的细丝状钨丝很快加热到2000℃以上，发射出大量电子，电子在高压电场的作用下从阴极以极高的速度向阳极运动，形成灯管电流。

X射线管的阴极起着发射电子与聚焦电子的作用，它由发射电子的钨丝和聚焦电子的凹面阴极头组成。一般阳极靶与管轴垂直方向成20°倾斜角，X射线束则形成了一个约40°圆锥体向外辐射出去。由于有大量的电子会同时不间断地从阴极飞向阳极，当X射线管电压高达100kV时，电子以1.65×10⁸m/s的速度在真空管内运行，撞击阳极，产生大量的热能，这需要阳极必须具备耐撞击与良好的导热性能。通常阴极、阳极间电压为10～l60kV，阴极电流为2～54A，射线管电流为l～5A。在撞击过程中，从钨原子中脱离出来的电子的大部分动能都转化为热能被丢失，只有3％左有的电子的动能转化为X射线，其他能量都转变为热能。因此，在X射线管侧需要安装强制水冷装置以防X射线管烧损。为便于检测平台系统的安装和移动，本实施例中的冷却系统5为一套独立的风冷水循环系统，通过压缩机制冷，冷媒冷却循环水温，循环泵系统将冷确水通过闭路管道循环输送到X射线发生装置用于带走热量。

第一实施例

请参见图2，图2示出了本发明第一实施例提供的一种测厚仪X射线发生装置的故障检测方法的流程图。基于上述检测平台，方法实施步骤如下：

步骤S10：将所述X射线发生装置安装在所述屏蔽保护装置内。

在步骤S10中，安装的方式由屏蔽保护装置的结构确定，例如屏蔽保护装置内有对应的底座，通过螺栓或由电机驱动的螺杆等将X射线发生装置进行固定，并且X射线发射端朝向屏蔽保护装置的开口位置。

此外，在执行步骤S10之前还需要将冷却系统接入X射线发生装置，也即X射线发生装置中设置有冷却管道，通过冷却系统接入该冷却管道就可将X射线发生装置中的热量带走，实现降温，避免测试过程中出现故障或不稳定状态。冷却水必须清洁无杂质，冷却设备要定期检查、清洁。在达不到环境要求时冷却系统的最小的流量速率会有所削弱，因此在本实施例中还可通过对冷却系统的水流量进行监控，当水流量小于一预设的流量阈值时，说明X射线发生装置中的冷却管道或冷却系统出现故障，可进行报警。由于冷却系统的不同，预设的流量阈值可以由冷却系统和X射线发生装置在正常工作时的流量确定，例如，流量阈值在正常流量的90％～80％中取值确定。

步骤S20：采用所述X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测，通过所述副射线探测器获取所述非工作射线的强度。

在步骤S20中，标准板为用于作为参考的标准板材，不同的产品对应有不同的标准板。可在屏蔽保护装置外开口所正对位置之外的位置进行非工作射线的检测。X射线发生装置在正常工作状态下，针对某一产品的标准板均对应有一稳定的工作状态。因此，采用X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测时，当具备升高压条件后，调整X射线发生装置的电压达到预设的高电压；然后，将X射线发生装置在高电压停留预设时长，并实时获取预设时长内的非工作射线的强度，非工作射线的强度更小，并且非工作射线的强度为独立检测，受到标准板的影响将更小，可使得判断结果更加准确。

具体的，本实施例中X射线发生装置可为IMS(IMS Messsysteme GmbH，易姆斯)测厚仪，对应的人机界面可为IMSVisu软件的界面。在进行控制时，点击人机界面中HV Start进行升高压，在Burn in preset中选择升高压所需合适时间，若停高压时间长，可选48小时，若停高压时间短，选8小时；优选的为1-16小时，保证可高效率的进行稳定性测试。在Fault History中显示历史错误和当前错误。高压对应正常工作的电压。该IMSVisu软件具有自我诊断功能，通过接口发出的故障信息，在X射线控制画面(X-RayControl)，当XRCStatus不是OK时，这时的Actual Fault应该会有故障提示，可以据此方便的查找原因并及时准确的处理。在该画面的历史故障记录(Fault History)里的记录显示了过去发生的故障，如果高压已经停止，在重新启动之前需要故障复位(Reset fault)。

步骤S30：监测并判断所述非工作射线的强度是否符合预设范围。

在步骤S30中，副射线探测器检测到的X射线可转化为电信号，然后传输给主机进判断和处理。确定是否符合预设范围。由于此时X射线发生装置检测的对象为标准板，因此，在X射线发生装置稳定工作的前提下，副射线探测器检测到的X射线的强度也应当是稳定的。其中，预设范围可根据生产的标准进行控制，例如要求精度高时刻将预设范围设置的更小。

步骤S40：若否，则生成故障报警信息。

在步骤S40中，若副射线探测器检测到的X射线的强度超出该范围，说明X射线发生装置故障，需要继续检修。此时，生成故障报警信息。生成故障报警信息的具体方式可如下：获取X射线管的管电压曲线；然后，基于管电压曲线，生成故障报警信息，也即将故障报警信息标记在管电压曲线。这样可通过比对的方式进行一步排查故障原因；例如，可以确定故障是否由管电压曲线变化导致，若管电压曲线平稳，再进行冷却系统等其他故障原因排查。

综上所述，本发明实施例提供的一种测厚仪X射线发生装置的故障检测方法，应用于应用于检测平台，检测平台包括：屏蔽保护装置、分析装置和副射线探测器；屏蔽保护装置上设置有开口，开口用于通过X射线发生装置的工作射线；分析装置与副射线探测器连接，副射线探测器用于检测非工作射线的强度，分析装置用于对非工作射线的强度进行监测；基于此，方法通过将X射线发生装置安装在所述屏蔽保护装置内；采用X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测，通过副射线探测器获取非工作射线的强度；监测并判断非工作射线的强度是否符合预设范围；若否，则生成故障报警信息。本实施例中通过上述方法能提前判断X射线发生装置的故障，为轧机厚度控制系统提供了准确的厚度测量值，有助于提高轧机的控制精度，以保证所轧制带材的公差要求。

第二实施例

请参阅图3，基于同一发明构思，本发明第二实施例提供了一种测厚仪X射线发生装置的故障检测系统300。

所述测厚仪X射线发生装置的故障检测系统300，应用于上述第一实施例中的检测平台，检测平台包括：屏蔽保护装置、分析装置和副射线探测器；所述屏蔽保护装置上设置有开口，所述开口用于通过所述X射线发生装置的工作射线；所述分析装置与所述副射线探测器连接，所述副射线探测器用于检测非工作射线的强度，所述分析装置用于对所述非工作射线的强度进行监测；所述系统300包括：

安装模块301，用于将所述X射线发生装置安装在所述屏蔽保护装置内；

检测模块302，用于采用所述X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测，通过所述副射线探测器获取所述非工作射线的强度；其中，所述非工作射线所述屏蔽保护装置外非所述开口所对位置的射线；

判断模块303，用于监测并判断所述非工作射线的强度是否符合预设范围；

故障报警模块304，用于若否，则生成故障报警信息。

作为一种可选的实施方式，所述检测平台还包括：冷却系统，所述冷却系统用于与X射线发生装置连接，并用于对所述X射线发生装置进行冷却；所述系统还包括冷却模块，用于在采用所述X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测之前，将所述冷却系统的冷却管道与所述X射线发生装置中的冷却管道连接。

作为一种可选的实施方式，所述检测模块302，用于：

调整所述X射线发生装置的电压达到预设的高电压；将所述X射线发生装置在所述高电压停留预设时长，并实时获取所述预设时长内的所述非工作射线的强度。

作为一种可选的实施方式，所述预设时长为1-16小时。

作为一种可选的实施方式，所述X射线发生装置包括X射线管；所述故障报警模块304，具体用于：

获取所述X射线管的管电压曲线；基于所述管电压曲线，生成所述故障报警信息。

需要说明的是，本发明实施例所提供的系统300，其具体实现及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种测厚仪X射线发生装置的故障检测方法，其特征在于，应用于检测平台，所述检测平台包括：屏蔽保护装置、分析装置和副射线探测器；所述屏蔽保护装置上设置有开口，所述开口用于通过所述X射线发生装置的工作射线；所述分析装置与所述副射线探测器连接，所述副射线探测器用于检测非工作射线的强度，所述分析装置用于对所述非工作射线的强度进行监测；所述方法包括：

将所述X射线发生装置安装在所述屏蔽保护装置内；

采用所述X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测，通过所述副射线探测器获取所述非工作射线的强度；

监测并判断所述非工作射线的强度是否符合预设范围；

若否，则生成故障报警信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测平台还包括：冷却系统，所述冷却系统用于与X射线发生装置连接，并用于对所述X射线发生装置进行冷却；所述采用所述X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测之前，还包括：

将所述冷却系统的冷却管道与所述X射线发生装置中的冷却管道连接。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述副射线探测器获取所述非工作射线的强度，包括：

调整所述X射线发生装置的电压达到预设的高电压；

将所述X射线发生装置在所述高电压停留预设时长，并实时获取所述预设时长内的所述非工作射线的强度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设时长为1-16小时。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述X射线发生装置包括X射线管；所述生成故障报警信息，包括：

获取所述X射线管的管电压曲线；

基于所述管电压曲线，生成所述故障报警信息。

6.一种测厚仪X射线发生装置的故障检测系统，其特征在于，应用于检测平台，所述检测平台包括：屏蔽保护装置、分析装置和副射线探测器；所述屏蔽保护装置上设置有开口，所述开口用于通过所述X射线发生装置的工作射线；所述分析装置与所述副射线探测器连接，所述副射线探测器用于检测非工作射线的强度，所述分析装置用于对所述非工作射线的强度进行监测；所述系统包括：

安装模块，用于将所述X射线发生装置安装在所述屏蔽保护装置内；

检测模块，用于采用所述X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测，通过所述副射线探测器获取所述非工作射线的强度；

判断模块，用于监测并判断所述非工作射线的强度是否符合预设范围；

故障报警模块，用于若否，则生成故障报警信息。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述检测平台还包括：冷却系统，所述冷却系统用于与X射线发生装置连接，并用于对所述X射线发生装置进行冷却；所述系统还包括冷却模块，用于在采用所述X射线发生装置对预设的标准板进行厚度检测之前，

将所述冷却系统的冷却管道与所述X射线发生装置中的冷却管道连接。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述检测模块，用于：

调整所述X射线发生装置的电压达到预设的高电压；

将所述X射线发生装置在所述高电压停留预设时长，并实时获取所述预设时长内的所述非工作射线的强度。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预设时长为1-16小时。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述X射线发生装置包括X射线管；所述故障报警模块，具体用于：

获取所述X射线管的管电压曲线；

基于所述管电压曲线，生成所述故障报警信息。

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