CN115096756A - 一种自标定面密度检测仪及其标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自标定面密度检测仪及其标定方法,面密度检测仪包括射线源、射线传感器、双标样机构以及数据处理装置;所述双标样机构上设置有第一标准样片和第二标准样片,所述第一标准样片和第二标准样片的面密度不同;首次标定时确定初始标定系数,计算第一标准样片的第一永久面密度值和第二标准样片的第二永久面密度值并存储;数据处理装置判断是否满足再次标定条件,若满足,则重复自标定过程;该面密度仪通过内置双标样机构及两种面密度不同的标准样片,在面密度仪使用过程中,当满足再次标定条件时自动运行双内标样操作,能够修正长期的射线非线性变化造成的检测偏差,节约人力及物料成本。

Description

一种自标定面密度检测仪及其标定方法
技术领域
本发明涉及片材检测技术领域,尤其涉及一种自标定面密度检测仪及其标定方法。
背景技术
射线穿透式检测法是当下各类片材面密度检测的主流方法,应用较广泛的有X射线、β射线等。其检测原理为,基于射线穿透被测极片后射线强度衰减比例与被测物面密度呈负指数关系,面密度仪通过探测扫描过程中射线衰减比例来计算极片的面密度值。在穿透式检测法应用过程中,首先需要充分获知被测片材与其对应射线衰减之间的数学关系,然后才能进行被测物面密度值的计算,获知被测片材与其对应射线衰减之间的数学关系这一步骤在行业内称为品种标定。
射线穿透式检测法其检测的准确性和可靠性均高度依赖于射线自身强度及特性的稳定性,无论是X射线这类人工放射装置或是Kr85等天然放射源,在数月及数年的使用过程中均会发生射线强度的衰减和射线特性的改变。而这些当前人为无法有效控制的射线变化会直接导致原本已完成品种标定确定的数学关系将不再适用。短期内的射线强度小幅变化一般用线性补偿的方式可以修正,但长期的射线特性变化,例如放射源活性下降和X射线管靶材老化等引起的射线特性变化导致的是非线性的,则必须重新进行品种标定来保证检测的准确性。在实际生产应用中,每次品种标定往往均会造成一定的人力、时间和物料的浪费,增加经济成本。
行业内当前采用外置标准样片的方法来对射线进行定期的校验并补偿。例如,专利文献CN110031359A公开了一种面密度测量仪的标定方法,首先,制作标准极片,所述标准极片表面上形成有已知面密度值的涂层,所述标准极片的直径大于待标定面密度测量仪射线源发出的射线所形成光斑的直径;然后将所述标准极片置于所述射线源下方,以便使所述标准极片完全覆盖所述光斑;进而利用所述待标定面密度测量仪测量所述标准极片的面密度,获得所述标准极片的面密度机测值;最终根据所述面密度机测值与所述已知面密度值对所述待标定面密度测量仪进行标定。
但该类方法仅能补偿短期内发生的小偏差,无法修正长期的射线非线性变化造成的检测偏差。
发明内容
本发明提供了一种自标定面密度检测仪及其标定方法,通过在面密度仪中内置双标样机构及两种面密度不同的标准样片,在面密度仪使用过程中,当满足再次标定条件时自动运行双内标样操作,能够修正长期的射线非线性变化造成的检测偏差,节约人力及物料成本。
一种自标定面密度检测仪,包括射线源、射线传感器、双标样机构以及数据处理装置;所述双标样机构上设置有第一标准样片和第二标准样片,所述第一标准样片和第二标准样片的面密度不同;
首次标定时确定初始标定系数,数据处理装置控制射线源和双标样机构分别对第一标准样片和第二标准样片进行检测,并根据检测数据和所述初始标定系数分别计算第一标准样片的第一永久面密度值和第二标准样片的第二永久面密度值并存储;
数据处理装置判断是否满足再次标定条件,若满足,则控制对第一标准样片和第二标准样片进行再次检测,获得再次检测数据,根据所述再次检测数据、第一永久面密度值和第二永久面密度值计算再次标定系数,并以所述再次标定系数代替所述初始标定系数。
进一步地,首次标定时,所述数据处理装置控制射线源发射射线穿透被测片材,通过所述射线传感器接收穿透后的射线并输出测量电压,通过多组已知面密度值的被测片材的测量电压计算初始标定系数。
进一步地,多组被测片材的已知面密度值通过人工称重确定。
进一步地,所述双标样机构包括第一旋转控制机构、第二旋转控制机构以及底座,所述底座上设置有射线的接收区域,射线经过所述接收区域到达射线传感器,所述第一标准样片与所述第一旋转控制机构配合设置,所述第二标准样片与所述第二旋转控制机构配合设置。
进一步地,所述数据处理装置控制所述射线源发射射线直接到达所述射线传感器进行接收并输出第一空载电压;
所述数据处理装置控制所述第一旋转机构旋转带动所述第一标准样片移动至所述接收区域,射线源发射射线穿过所述第一标准样片到达射线传感器进行接收并输出第一标定电压,通过所述第一空载电压、第一标定电压和所述初始标定系数计算第一永久面密度值;
所述数据处理装置控制所述第二旋转机构旋转带动所述第二标准样片移动至所述接收区域,射线源发射射线穿过所述第二标准样片到达射线传感器进行接收并输出第二标定电压,通过所述第一空载电压、第二标定电压和所述初始标定系数计算第二永久面密度值。
进一步地,所述初始标定系数包括初始吸收系数和初始平移系数;
所述第一永久面密度值通过以下公式进行计算:
Figure 438452DEST_PATH_IMAGE001
所述第二永久面密度值通过以下公式进行计算:
Figure 968790DEST_PATH_IMAGE002
其中,M1表示第一永久面密度值,M2表示第二永久面密度值,K0表示初始吸收系数,B0表示初始平移系数,U01为第一空载电压,U1为第一标定电压,U2为第二标定电压。
进一步地,所述再次检测数据包括射线源发射射线再次直接到达所述射线传感器进行接收并输出的第二空载电压、射线源再次发射射线穿过所述第一标准样片到达射线传感器进行接收并输出的第三标定电压、射线源再次发射射线穿过所述第二标准样片到达射线传感器进行接收并输出的第四标定电压。
进一步地,所述再次标定系数包括吸收系数和平移系数;
所述吸收系数和平移系数通过以下公式组进行计算:
Figure 971250DEST_PATH_IMAGE003
Figure 852619DEST_PATH_IMAGE004
其中,M1表示第一永久面密度值,M2表示第二永久面密度值,Kn表示吸收系数,Bn表示平移系数,U02为第二空载电压,U3为第三标定电压,U4为第四标定电压。
进一步地,数据处理装置判断是否满足再次标定条件,包括:
判断使用时间是否达到预设时间,若达到预设时间,则确定满足再次标定条件。
一种应用于上述自标定面密度检测仪的标定方法,包括:
首次标定时确定初始标定系数;
数据处理装置控制双标样机构分别对第一标准样片和第二标准样片进行检测,并根据检测数据和所述初始标定系数分别计算第一标准样片的第一永久面密度值和第二标准样片的第二永久面密度值并存储;
数据处理装置判断是否满足再次标定条件,若满足,则控制对第一标准样片和第二标准样片进行再次检测,获得再次检测数据,根据所述再次检测数据、第一永久面密度值和第二永久面密度值计算再次标定系数,并以所述再次标定系数代替所述初始标定系数。
本发明提供的自标定面密度检测仪及其标定方法,至少包括如下有益效果:
(1)通过在面密度仪中内置双标样机构及两种面密度不同的标准样片,在面密度仪使用过程中,当满足再次标定条件时定期运行双内标样操作,能够自动修正长期的射线非线性变化造成的检测偏差,节约人力及物料成本,减小面密度仪测量误差。
(2)利用内置标准样片来获得准确的系数而不是通过被测物实物来重复进行标定,节约了标定流程,能够快速重新获得标定系数,并且能够有效提高标定系数的准确性。
(3)采用内置的双标样机构,且双标样机构上设置的两种标准样片面密度不同,从而使得两个标样片对射线的吸收量跨度较广,能够更好地对面密度仪进行系数调整,实现了面密度仪的精准调整,提升了面密度仪测量的准确度。
(4)采用数据处理装置判断再次标定条件,只要满足次数阈值或时间阈值便执行再次自标定操作,全部步骤自动化进行,节约人力成本,且仪表漂移调整及时,有效提高了面密度仪的测量精准度。
附图说明
图1为本发明提供的自标定面密度检测仪一种实施例的结构示意图。
图2为本发明提供的自标定面密度检测仪采集空载电压过程一种实施例的示意图。
图3为本发明提供的自标定面密度检测仪采集测量电压或者标定电压过程一种实施例的示意图。
图4为本发明提供的自标定面密度检测仪中双标样机构一种实施例的部分结构示意图。
图5为本发明提供的自标定面密度检测仪中双标样机构一种实施例的部分俯视图。
图6为本发明提供的自标定面密度检测仪另一种实施例的结构示意图。
图7为本发明提供的用于面密度检测仪的标定方法一种实施例的流程图。
附图标记:1-射线源,2-射线传感器,3-双标样机构,301-底座,302-第一旋转控制机构,303-第二旋转控制机构,304-第一标准样片,305-第二标准样片,306-接收区域,4-数据处理装置。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
参考图1、图4和图5,在一些实施例中,提供一种自标定面密度检测仪,包括射线源1、射线传感器2、双标样机构3以及数据处理装置4;所述双标样机构3上设置有第一标准样片304和第二标准样片305,所述第一标准样片304和第二标准样片305的面密度不同。
首次标定时确定初始标定系数,数据处理装置4控制双标样机构3分别对第一标准样片304和第二标准样片305进行检测,并根据检测数据和所述初始标定系数分别计算第一标准样片304的第一永久面密度值和第二标准样片305的第二永久面密度值并存储。
数据处理装置4判断是否满足再次标定条件,若满足,则控制对第一标准样片304和第二标准样片305进行再次检测,获得再次检测数据,根据所述再次检测数据、第一永久面密度值和第二永久面密度值计算再次标定系数,并以所述再次标定系数代替所述初始标定系数。
其中,所述初始标定系数包括初始吸收系数和初始平移系数;所述再次标定系数包括吸收系数和平移系数。
在一些实施例中,首次标定时,所述数据处理装置4控制射线源1发射射线穿透被测片材,通过所述射线传感器2接收穿透后的射线并输出测量电压,通过多组已知面密度值的被测片材的测量电压计算初始标定系数。其中,多组被测片材的已知面密度值通过人工称重确定。
具体地,首次标定时,参考图2,首先数据处理装置4控制射线源1发出射线,通过射线传感器2探测得到射线强度。此时,射线仅穿透空气到达射线传感器2,射线传感器2将射线能量转换为空载电压信号U0,传输至数据处理装置4。参考图3,在得到空载电压信号后,将被测片材置于射线源1和射线传感器2之间,射线穿透被测片材和空气再到达射线传感器2被探测,穿透过程中射线会被片材吸收和反射掉一部分能量,最终射线被探测到的强度将进一步减弱。此时,由射线传感器2转换得到测量电压U’。需要说明的是,连续扫描检测过程中,测量电压会因极片面密度不同而不断发生变化。
重复上述步骤,进行呈阶梯跨度的多组标定,获取多组测量电压,再基于空载电压和已知的面密度值,由计算机使用最小二乘法解方程组计算出该品种的初始标定系数,从而完成对未知的新被测品种片材的首次品种标定。初始标定系数包括初始吸收系数和初始平移系数,具体通过如下公式进行计算:
Figure 287142DEST_PATH_IMAGE005
其中,M0表示待测片材已知的面密度值,K0表示初始吸收系数,B0表示初始平移系数,U0为空载电压,U’为测量电压。
参考图4和图5,作为一种较优的实施方式,所述双标样机构3包括第一旋转控制机构302、第二旋转控制机构303以及底座301,所述底座301上设置有射线的接收区域306,所述第一标准样片304与所述第一旋转控制机构302配合设置,所述第二标准样片305与所述第二旋转控制机构303配合设置,接收区域306接收经过样片或者被测片材后的射线。
参考图6,射线传感器2设置在底座下方,与接收区域306相适配,射线经过接收区域306到达射线传感器。
需要说明的是,面密度仪内射线源1与射线传感器2的相对位置保持固定,标准样片处于未启用状态时,均保持在离开射线传感器的接收区域306的位置;标准样片启用时,通过第一旋转控制机构302以及第二旋转控制机构303控制第一标准样片304以及第二标准样片305依次旋转移动至接收区域306,以实现标准样片的永久面密度测量以及双内标样标定过程。
作为一种较优的实施方式,第一标准样片304与第二标准样片305的面密度规格存在阶梯差异,即同一仪表中的两个标样片对射线的吸收量跨度需要包含被测片材对射线的吸收量范围。例如,锂电池涂布工艺中正极单涂极片克重在80~200g/m²,常规X射线下衰减电压范围12000~27000(该电压为模拟采样经AD转换后的电压信号值,无单位,本实施例中所有的电压值均为模拟采集经AD转换后的电压信号值),则对应的双标样的衰减电压应分别要小于12000和大于27000。旋转控制机构采用电磁铁,接收区域306为设置于底座301上的圆形出射孔。
在一些实施例中,分别对第一标准样片304和第二标准样片305的永久面密度进行计算。首先,需要测量本次计算需要的第一空载电压。具体地,所述数据处理装置4控制所述射线源1发射射线直接到达所述射线传感器2接收并输出第一空载电压。此时,双标样机构3处于未启用状态,即第一标准样片304和第二标准样片305均未位于射线传感器的接收区域306。
进而,计算第一标准样片304的第一永久面密度值。所述数据处理装置4控制所述第一旋转机构302旋转带动所述第一标准样片304位于接收区域306。射线源1发射射线穿过所述第一标准样片304并到达射线传感器2进行接收并输出第一标定电压,通过所述第一空载电压、第一标定电压和所述初始标定系数计算第一永久面密度值。
相应地,计算第二标准样片305的第二永久面密度值。具体地,所述数据处理装置4控制所述第二旋转机构303旋转带动所述第二标准样片305位于接收区域306,射线源1发射射线穿过所述第二标准样片305到达射线传感器2进行接收并输出第二标定电压,通过所述第一空载电压、第二标定电压和所述初始标定系数计算第二永久面密度值。
其中,所述第一永久面密度值通过以下公式进行计算:
Figure 186834DEST_PATH_IMAGE006
所述第二永久面密度值通过以下公式进行计算:
Figure 110927DEST_PATH_IMAGE007
其中,M1表示第一永久面密度值,M2表示第二永久面密度值,K0表示初始吸收系数,B0表示初始平移系数,U01为第一空载电压,U1为第一标定电压,U2为第二标定电压。
计算得到的第一永久面密度值和第二永久面密度值传输至数据处理装置4并存储。完成上述步骤后,面密度仪根据初始吸收系数以及初始平移系数对待测片材进行面密度检测计算,在面密度仪工作过程中,数据处理装置4实时判断是否满足再次标定条件。每当满足再次标定条件时,则再次进行双内标样标定来消除仪表漂移。当仪表在使用了一段时间后,射线特性发生较大变化,继续应用初始吸收系数及初始平移系数计算测量值会导致较大的偏差,且此时面密度仪中的人工补偿值逐渐累计达到一定程度后,可视为初始吸收系数以及初始平移系数不再适用仪表当前的射线特性,需要重新进行双内标样标定来消除仪表漂移。在仪表硬件未更换的情况下,上述步骤自动定期进行,以保证仪表测量值的长期可靠。
在一些实施例中,所述再次检测数据包括射线源1发射射线再次直接到达射线传感器2进行接收并输出的第二空载电压、射线源1再次发射射线穿过所述第一标准样片304到达射线传感器2进行接收并输出的第三标定电压、射线源1再次发射射线穿过所述第二标准样片305到达射线传感器2进行接收并输出的第四标定电压。
所述吸收系数和平移系数通过以下公式组进行计算:
Figure 479592DEST_PATH_IMAGE008
Figure 514544DEST_PATH_IMAGE009
其中,M1表示第一永久面密度值,M2表示第二永久面密度值,Kn表示吸收系数,Bn表示平移系数,U02为第二空载电压,U3为第三标定电压,U4为第四标定电压。
作为一种较优的实施方式,数据处理装置判断是否满足再次标定条件,包括:
判断使用时间是否达到预设时间,若达到预设时间,则确定满足再次标定条件。
一般使用的射线管设计寿命约为43000h,根据批量使用统计,当射线管累计使用时长达到22000小时后,射线平均强度衰减至初始的55~74% 。同一射线源测量同一被测物(14um纯铜箔123.87g/m²),对比发现累计使用22000小时后重新标定获得K值为103.6,B值为0。若使用初始K值89,B值为17.43。所以在22000小时过程后累计补偿值达到了17.43g/m²占被测物真值(123.87g/m²)的14.07%。在一般的生产工艺中累计偏差允许范围是0.5%~1.5%,则换算使用时长为782~2346h(32.5~97.7T),所以预设时间可以为1~3个月进行自动双标定流程。
作为另外一种可选的实施方式,在实际的工业中,根据工艺需求也可以根据平移系数Bn/B0的累计变化量来作为触发双标样功能的条件。数据处理装置接收被测片材的人工称重面密度值,并对被测片材进行多次检测和计算平移系数,若所述平移系数的累计变化量大于人工称重面密度值的预设百分比时,确定满足再次标定条件。
当平移系数的累计变化量>人工称重面密度值的±1.5%时,则测厚仪系统自动监测到偏移量累计超限,提醒操作人员或自动执行双标样标定流程 。例如:被测物工艺规格是100g,则平移系数的累计变化量大于±1.5g时系统判定需要进行双内标样标定。
在一种具体应用场景中,以一台X射线面密度仪检测铝箔为例描述双内标样自标定工作过程。X-Ray面密度仪安装完毕后,对被测铝箔进行首次品种标定,据处理装置控制射线源1发射射线测出空载电压,再用射线穿透被测片材,通过射线传感器2接收穿透后的射线并输出测量电压。例如,已知铝箔面密度M0=50.45g/m2,测量得到空载电压U0=60777,测量电压U’=48270。通过多组已知面密度值的被测片材的测量电压计算得到被测铝箔的初始标定系数为K0=245,B0=-6。
然后计算双内标样永久定量值,具体地,在面密度仪内置的标样机构中分别将第一标准样片304和第二标准样片305打入到机构底座出射孔位置(即射线传感器的接收区域),依次获取U01=60777,U1=52570,U2=49414,计算得到第一永久面密度值M1=29.54g/m2,第二永久面密度值M2=44.71g/m2
进而,面密度仪基于初始标定系数工作,进行对待测铝箔的面密度测量。当仪表在使用了一段时间后,因射线特性发生变化,新的空载电压变成U0’=57159,若继续应用初始标定系数进行计算,则得到的面密度值变成M’=46.04g/m2,这与铝箔实际面密度值M0=50.45g/m2相比存在较大误差。此时,初始标定系数已经不再适用仪表当前的射线特性,需要进行双内标样标定来消除仪表漂移。
在已知第一永久面密度值M1=29.54g/m2以及第二永久面密度值M2=44.71g/m2的情况下,面密度仪再次进行双标样标定流程,依次获取新的空载电压以及标定电压,得到U02=57159,U3=50060,U4=47263,反算出本轮吸收系数和平移系数,K1=263.51,B1=-5.4。采用计算得到的本轮标定系数K1、B1代替初始标定系数,重新计算得到测量值M’’=50.58g/m2,这个结果与铝箔实际面密度值M0=50.45g/m2相比非常接近,此时的微小偏差可以靠人工补偿来修正平移系数。
每当数据处理装置4判定面密度仪满足再次标定条件时,即重复进行一次双内标样标定进行仪表漂移消除,得到第n轮标定的标定系数Kn和Bn
上述过程中涉及到的实验数据参见表1。
表1
Figure 268742DEST_PATH_IMAGE011
参考图7,在一些实施例中,提供一种应用于上述自标定面密度检测仪的标定方法,包括:
S1、首次标定时确定初始标定系数;
S2、数据处理装置控制双标样机构分别对第一标准样片和第二标准样片进行检测,并根据检测数据和所述初始标定系数分别计算第一标准样片的第一永久面密度值和第二标准样片的第二永久面密度值并存储;
S3、数据处理装置判断是否满足再次标定条件,若满足,则控制对第一标准样片和第二标准样片进行再次检测,获得再次检测数据,根据所述再次检测数据、第一永久面密度值和第二永久面密度值计算再次标定系数,并以所述再次标定系数代替所述初始标定系数。
步骤S1中,首次标定时,所述数据处理装置控制射线源发射射线穿透被测片材,通过所述射线传感器接收穿透后的射线并输出测量电压,通过多组已知面密度值的被测片材的测量电压计算初始标定系数。其中,多组被测片材的已知面密度值通过人工称重确定。
步骤S2中,所述双标样机构包括第一旋转控制机构、第二旋转控制机构以及底座,所述底座上设置有接收区域,射线经过所述接收区域到达射线传感器,所述第一标准样片与所述第一旋转控制机构配合设置,所述第二标准样片与所述第二旋转控制机构配合设置。
在一些实施例中,所述数据处理装置控制所述射线源发射射线直接到达所述射线传感器进行接收并输出第一空载电压;
所述数据处理装置控制所述第一旋转机构旋转带动所述第一标准样片位于所述接收区域,射线源发射射线穿过所述第一标准样片到达射线传感器进行接收并输出第一标定电压,通过所述第一空载电压、第一标定电压和所述初始标定系数计算第一永久面密度值;
所述数据处理装置控制所述第二旋转机构旋转带动所述第二标准样片位于所述接收区域,射线源发射射线穿过所述第二标准样片到达射线传感器进行接收并输出第二标定电压,通过所述第一空载电压、第二标定电压和所述初始标定系数计算第二永久面密度值。
步骤S1中,所述初始标定系数包括初始吸收系数和初始平移系数;
步骤S2中,所述第一永久面密度值通过以下公式进行计算:
Figure 363737DEST_PATH_IMAGE012
所述第二永久面密度值通过以下公式进行计算:
Figure 219698DEST_PATH_IMAGE013
其中,M1表示第一永久面密度值,M2表示第二永久面密度值,K0表示初始吸收系数,B0表示初始平移系数,U01为第一空载电压,U1为第一标定电压,U2为第二标定电压。
步骤S3中,所述再次检测数据包括射线源发射射线再次直接到达所述射线传感器进行接收并输出的第二空载电压、射线源再次发射射线穿过所述第一标准样片到达射线传感器进行接收并输出的第三标定电压、射线源再次发射射线穿过所述第二标准样片到达射线传感器进行接收并输出的第四标定电压。
所述再次标定系数包括吸收系数和平移系数;
所述吸收系数和平移系数通过以下公式组进行计算:
Figure 792762DEST_PATH_IMAGE014
Figure 667046DEST_PATH_IMAGE015
其中,M1表示第一永久面密度值,M2表示第二永久面密度值,Kn表示吸收系数,Bn表示平移系数,U02为第二空载电压,U3为第三标定电压,U4为第四标定电压。
步骤S3中,数据处理装置判断是否满足再次标定条件,包括:
判断使用时间是否达到预设时间,若达到预设时间,则确定满足再次标定条件。
本实施例提供的自标定面密度检测仪及其标定方法,通过在面密度仪中内置双标样机构及两种面密度不同的标准样片,在面密度仪使用过程中,当满足再次标定条件时定期运行双内标样操作,能够自动修正长期的射线非线性变化造成的检测偏差,节约人力及物料成本,减小面密度仪测量误差;利用内置标准样片来获得准确的系数而不是通过被测物实物来重复进行标定,节约了标定流程,能够快速重新获得标定系数,并且能够有效提高标定系数的准确性;采用内置的双标样机构,且双标样机构上设置的两种标准样片面密度不同,从而使得两个标样片对射线的吸收量跨度较广,能够更好地对面密度仪进行系数调整,实现了面密度仪的精准调整,提升了面密度仪测量的准确度;采用数据处理装置判断再次标定条件,只要满足次数阈值或时间阈值便执行再次自标定操作,全部步骤自动化进行,节约人力成本,且仪表漂移调整及时,有效提高了面密度仪的测量精准度。
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)

1.一种自标定面密度检测仪,其特征在于,包括射线源、射线传感器、双标样机构以及数据处理装置;所述双标样机构上设置有第一标准样片和第二标准样片,所述第一标准样片和第二标准样片的面密度不同;
首次标定时确定初始标定系数,数据处理装置控制射线源和双标样机构分别对第一标准样片和第二标准样片进行检测,并根据检测数据和所述初始标定系数分别计算第一标准样片的第一永久面密度值和第二标准样片的第二永久面密度值并存储;
数据处理装置判断是否满足再次标定条件,若满足,则控制对第一标准样片和第二标准样片进行再次检测,获得再次检测数据,根据所述再次检测数据、第一永久面密度值和第二永久面密度值计算再次标定系数,并以所述再次标定系数代替所述初始标定系数。
2.根据权利要求1所述的自标定面密度检测仪,其特征在于,首次标定时,所述数据处理装置控制射线源发射射线穿透被测片材,通过所述射线传感器接收穿透后的射线并输出测量电压,通过多组已知面密度值的被测片材的测量电压计算初始标定系数。
3.根据权利要求2所述的自标定面密度检测仪,其特征在于,多组被测片材的已知面密度值通过人工称重确定。
4.根据权利要求1所述的自标定面密度检测仪,其特征在于,所述双标样机构包括第一旋转控制机构、第二旋转控制机构以及底座,所述底座上设置有射线的接收区域,射线经过所述接收区域到达射线传感器,所述第一标准样片与所述第一旋转控制机构配合设置,所述第二标准样片与所述第二旋转控制机构配合设置。
5.根据权利要求4所述的自标定面密度检测仪,其特征在于,所述数据处理装置控制所述射线源发射射线直接到达所述射线传感器进行接收并输出第一空载电压;
所述数据处理装置控制所述第一旋转机构旋转带动所述第一标准样片移动至所述接收区域,射线源发射射线穿过所述第一标准样片到达射线传感器进行接收并输出第一标定电压,通过所述第一空载电压、第一标定电压和所述初始标定系数计算第一永久面密度值;
所述数据处理装置控制所述第二旋转机构旋转带动所述第二标准样片移动至所述接收区域,射线源发射射线穿过所述第二标准样片到达射线传感器进行接收并输出第二标定电压,通过所述第一空载电压、第二标定电压和所述初始标定系数计算第二永久面密度值。
6.根据权利要求5所述的自标定面密度检测仪,其特征在于,所述初始标定系数包括初始吸收系数和初始平移系数;
所述第一永久面密度值通过以下公式进行计算:
Figure 854109DEST_PATH_IMAGE001
所述第二永久面密度值通过以下公式进行计算:
Figure 463031DEST_PATH_IMAGE002
其中,M1表示第一永久面密度值,M2表示第二永久面密度值,K0表示初始吸收系数,B0表示初始平移系数,U01为第一空载电压,U1为第一标定电压,U2为第二标定电压。
7.根据权利要求5所述的自标定面密度检测仪,其特征在于,所述再次检测数据包括射线源发射射线再次直接到达所述射线传感器进行接收并输出的第二空载电压、射线源再次发射射线穿过所述第一标准样片到达射线传感器进行接收并输出的第三标定电压、射线源再次发射射线穿过所述第二标准样片到达射线传感器进行接收并输出的第四标定电压。
8.根据权利要求5所述的自标定面密度检测仪,其特征在于,所述再次标定系数包括吸收系数和平移系数;
所述吸收系数和平移系数通过以下公式组进行计算:
Figure 842059DEST_PATH_IMAGE003
Figure 157503DEST_PATH_IMAGE004
其中,M1表示第一永久面密度值,M2表示第二永久面密度值,Kn表示吸收系数,Bn表示平移系数,U02为第二空载电压,U3为第三标定电压,U4为第四标定电压。
9.根据权利要求1-8任一所述的自标定面密度检测仪,其特征在于,数据处理装置判断是否满足再次标定条件,包括:
判断使用时间是否达到预设时间,若达到预设时间,则确定满足再次标定条件。
10.一种应用于如权利要求1-9任一所述自标定面密度检测仪的标定方法,其特征在于,包括:
首次标定时确定初始标定系数;
数据处理装置控制双标样机构分别对第一标准样片和第二标准样片进行检测,并根据检测数据和所述初始标定系数分别计算第一标准样片的第一永久面密度值和第二标准样片的第二永久面密度值并存储;
数据处理装置判断是否满足再次标定条件,若满足,则控制对第一标准样片和第二标准样片进行再次检测,获得再次检测数据,根据所述再次检测数据、第一永久面密度值和第二永久面密度值计算再次标定系数,并以所述再次标定系数代替所述初始标定系数。
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