RU2281460C1

RU2281460C1 - X-ray device for inspecting thickness of rolled products

Info

Publication number: RU2281460C1
Application number: RU2005101121/28A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Маслов (RU); Александр Иванович Маслов; Валерий Григорьевич Запускалов (RU); Валерий Григорьевич Запускалов; Борис Викторович Артемьев (RU); Борис Викторович Артемьев; Юрий Евгеньевич Волчков (RU); Юрий Евгеньевич Волчков
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2006-08-10

Abstract

FIELD: nondestructive inspection.

SUBSTANCE: device has X-ray radiation source, two radiation detectors disposed at both sides of tested object and processing unit. Cooler and heater are introduced into device additionally; both units are connected together. Device also has two pumping injectors with funnels; funnels are turned to radiation flux in perpendicular to it, two pumps and two additional branches which branches connect outputs of heater with inputs of funnels correspondingly. Pumping injectors have funnels directed to meet pumps which are disposed at opposite side of radiation flux in relation to funnels. One "funnel-pump" pair is disposed above top surface of sheet product and the other pair is disposed under lower surface of sheet product.

EFFECT: improved precision of inspection.

1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к радиационной толщинометрии, и может быть использовано при контроле толщины листовых изделий из широкого класса материалов в прокатном производстве, а также толщины лент, полос как в статике, так и динамике.The invention relates to measuring technique, in particular to radiation thickness measurement, and can be used to control the thickness of sheet products from a wide class of materials in rolling production, as well as the thickness of tapes, strips in both static and dynamic.

Известны рентгеновские устройства для измерения толщины проката, содержащие источник излучения радиационного потока, контролируемое изделие, первый и второй детекторы, размещенные по разные стороны изделия в радиационном потоке, процессор и регистратор [см. патенты РФ №2179706 С1, 20.02.02 и №2189008 С1, 10.09.02].Known x-ray devices for measuring the thickness of the rental containing the radiation source of the radiation flux, a controlled product, the first and second detectors placed on opposite sides of the product in the radiation flux, processor and recorder [see RF patents No. 2179706 C1, 02.20.02 and No. 2189008 C1, 09/10/02].

Эти устройства из-за своей простоты широко используются в технике контроля проката, однако все они имеют общий недостаток: функционально ограничены контролем толщины проката из материалов с атомным числом Z≥14 и недостаточная точность измерения из-за нестабильного фона термодинамических параметров (температура, влажность и давление) окружающей среды в зоне контроля.These devices, because of their simplicity, are widely used in the technology of rolling control, but they all have a common drawback: they are functionally limited by controlling the thickness of rolled products from materials with an atomic number Z≥14 and insufficient measurement accuracy due to the unstable background of thermodynamic parameters (temperature, humidity and pressure) of the environment in the control zone.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому представляется рентгеновское устройство для контроля толщины проката, содержащее источник излучения радиационного потока, контролируемое изделие, первый и второй детекторы, размещенные по разные стороны изделия в радиационном потоке, процессор и регистратор [см. патент US №5247560 А, 21.09.93].The closest technical solution to the claimed one is an x-ray device for monitoring the thickness of the rental containing the radiation source of the radiation flux, the product being monitored, the first and second detectors placed on opposite sides of the product in the radiation flux, processor and recorder [see US patent No. 5247560 A, 09.21.93].

Настоящее техническое решение также функционально ограничено, как и аналоги, поскольку не позволяет контролировать толщину проката из материалов, имеющих атомное число меньше 14.This technical solution is also functionally limited, as well as analogues, because it does not allow to control the thickness of the rolled material from materials having an atomic number less than 14.

Техническим преимуществом предложенного изобретения являются расширение функциональных возможностей, выраженных контролем прокатных изделий из материалов с атомным числом как большим, так и меньшим значения 14, т.е. 14≤Z≤14 (число Z=14 близко соответствует алюминию), а также повышение точности контроля, достигаемых поддержанием в области зоны контроля среды обезвоженного и нагретого воздуха, обеспечивающего постоянство термодинамических параметров воздуха в этой зоне.The technical advantage of the proposed invention is the expansion of functionality expressed by the control of rolled products from materials with an atomic number of both a large and a lower value of 14, i.e. 14≤Z≤14 (the number Z = 14 closely corresponds to aluminum), as well as an increase in the control accuracy achieved by maintaining dehydrated and heated air in the control zone, ensuring the thermodynamic parameters of the air in this zone are constant.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в рентгеновское устройство для контроля толщины проката, содержащее источник излучения радиационного потока, листовое изделие, первый и второй детекторы, расположенные по разные стороны изделия в радиационном потоке источника, процессор, к входам которого подключены выходы детекторов, и регистратор, включенный к выходу процессора, введены охладитель, нагреватель, герметизированный патрубок, соединяющий выход охладителя с входом нагревателя, две нагнетательные форсунки с раструбами, обращенными в сторону радиационного потока перпендикулярно ему, два насоса и два дополнительных патрубка, соединяющих выходы нагревателя с входами форсунок соответственно, при этом нагнетательные форсунки своими раструбами направлены навстречу насосам, размещенным по другую сторону радиационного потока относительно форсунок, причем одна из пар форсунка-насос расположена над верхней поверхностью листового изделия, другая пара форсунка-насос - под нижней поверхностью листового изделия, а охладитель снабжен клапаном для закачки воздуха в полость охладителя и камерой для отстоя конденсата.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that the x-ray device for controlling the thickness of the rental containing the radiation source of the radiation stream, a sheet product, the first and second detectors located on opposite sides of the product in the radiation stream of the source, a processor, the inputs of which are connected to the outputs of the detectors, and a recorder connected to the processor output, a cooler, a heater, a sealed pipe connecting the cooler output to the heater inlet, two injection nozzles are introduced and with sockets facing the radiation stream perpendicular to it, two pumps and two additional pipes connecting the heater outputs to the nozzle inputs, respectively, while the injection nozzles with their pipes are directed towards the pumps located on the other side of the radiation stream relative to the nozzles, one of the pairs the nozzle-pump is located above the upper surface of the sheet product, another pair of nozzle-pump is located under the lower surface of the sheet product, and the cooler is equipped with a valve for I inject air into the cooler cavity and the condensate sludge chamber.

На чертеже приведена структурная блок-схема устройства.The drawing shows a structural block diagram of a device.

Устройство содержит источник 1 излучения радиационного потока, контролируемое прокатное листовое изделие 2, первый и второй детекторы 3 и 4, расположенные по разные стороны изделия 2 вдоль радиационного потока, процессор 5, к входам которого подключены выходы детекторов 3 и 4, регистратор 6, включенный к выходу процессора 5, охладитель 7, нагреватель 8, герметизированный патрубок 9, нагнетательные форсунки 10 и 11, направленные своими раструбами перпендикулярно радиационному потоку вдоль верхней и нижней поверхностей листового изделия 2, и два насоса 12 и 13, размещенные на противоположной стороне радиационного потока относительно нагнетательных форсунок 10, 11 и навстречу им.The device comprises a radiation flux source 1, a controlled rolling sheet product 2, first and second detectors 3 and 4 located on opposite sides of the product 2 along the radiation flux, a processor 5, to the inputs of which the outputs of the detectors 3 and 4 are connected, a recorder 6 connected to the output of the processor 5, cooler 7, heater 8, sealed pipe 9, injection nozzles 10 and 11 directed by their sockets perpendicular to the radiation flux along the upper and lower surfaces of the sheet product 2, and two on wasp 12 and 13 placed on the opposite side of the radiation flow relative to the injection nozzles 10, 11 and meet them.

Охладитель 7 и нагреватель 8 соединены между собой герметизированным патрубком 9, равно как и входы нагнетательных форсунок 10 и 11 соединены с выходами нагревателя 8 другими дополнительными патрубками 14, 15. Охладитель 7 снабжен клапаном закачки воздуха из окружающей среды в полость охладителя 7 и камерой для сборки конденсата (на фиг.1 не показаны) и предназначен для охлаждения воздуха, закачиваемого в полость охладителя 7, до температуры минус 28...30°С. Нагреватель 8 предназначен для нагревания обезвоженного воздуха, поступающего из охладителя 7, до температуры плюс 26...30°С. В качестве нагревателя 8 может быть любой промышленный аппарат, нагнетающий теплый воздух в форсунки 10 и 11, например, вентилятором (на фиг.1 не показан).The cooler 7 and the heater 8 are interconnected by a sealed nozzle 9, as well as the inputs of the injection nozzles 10 and 11 are connected to the exits of the heater 8 by other additional nozzles 14, 15. The cooler 7 is equipped with a valve for pumping air from the environment into the cavity of the cooler 7 and an assembly chamber condensate (not shown in Fig. 1) and is intended for cooling the air pumped into the cavity of the cooler 7 to a temperature of minus 28 ... 30 ° C. Heater 8 is designed to heat dehydrated air coming from cooler 7 to a temperature of plus 26 ... 30 ° C. As the heater 8 can be any industrial apparatus forcing warm air into the nozzles 10 and 11, for example, a fan (not shown in figure 1).

Детекторы 3 и 4 предназначены для преобразования радиационного излучения в электрические сигналы.Detectors 3 and 4 are designed to convert radiation into electrical signals.

Процессор 5 предназначен для обработки электрических сигналов, поступающих с детекторов 3 и 4 (сложения, вычитания, деления, усиления и т.д.), оцифровывания, запоминания и представления на регистраторе 6.The processor 5 is designed to process electrical signals from detectors 3 and 4 (addition, subtraction, division, amplification, etc.), digitization, storage and presentation on the recorder 6.

Работа устройства заключается в следующем.The operation of the device is as follows.

Аппаратуру устройства (см. чертеж) включают в электрическую сеть 220 В. После прогрева аппаратуры в охладитель 7 через его клапан подают атмосферный воздух, где он охлаждается, например, преобразователем Пельтье (не показан), до температур минус 28...30°С. При такой минусовой температуре влага в воздухе конденсируется и в данном случае оседает в камере охладителя 7. Затем обезвоженный плотный воздух из полости охладителя 7 подают через герметизированный патрубок 9 в нагреватель 8 и нагревают его до температуры плюс 26...30°С. Далее обезвоженный и подогретый воздух подают через дополнительные патрубки 14, 15 в нагнетательные форсунки 10 и 11, которые обеспечивают равномерное заполнение области между детекторами 3 и 4, т.е. зону контроля. Сухой воздух из области радиационного потока постоянно откачивают насосами 12, 13 в том же режиме, как и нагнетают его форсунками 10, 11. Процедуру осуществляют таким образом, чтобы область радиационного потока постоянно находилась в среде сухого воздуха.The equipment of the device (see drawing) is included in the 220 V electric network. After heating the equipment, atmospheric air is supplied to cooler 7 through its valve, where it is cooled, for example, by a Peltier transducer (not shown), to temperatures of minus 28 ... 30 ° С . At this subzero temperature, moisture in the air condenses and in this case settles in the cooler chamber 7. Then dehydrated dense air from the cooler cavity 7 is fed through the sealed pipe 9 to the heater 8 and heated to a temperature of plus 26 ... 30 ° C. Next, dehydrated and heated air is supplied through additional nozzles 14, 15 to the injection nozzles 10 and 11, which ensure uniform filling of the area between the detectors 3 and 4, i.e. control zone. Dry air from the radiation flow area is constantly pumped out by pumps 12, 13 in the same mode as it is injected by nozzles 10, 11. The procedure is carried out in such a way that the radiation flow area is constantly in dry air.

Излучаемый радиационный поток излучателем 1 детектируется в первом детекторе 3, проникает в воздушную обезвоженную и нагретую среду, листовое изделие 2, затем вновь в воздушную обезвоженную и нагретую среду и поступает на детектор 4. Детекторы 3 и 4 преобразуют радиационный поток в электрические сигналы, которые подаются в процессор 5 для обработки, а далее на регистратор 6 для наблюдения. По разности значений анализируемых электрических сигналов детекторов 3 и 4, определяемых в процессоре 5, судят о толщине исследуемого изделия 2.The emitted radiation stream by the emitter 1 is detected in the first detector 3, penetrates into the air dehydrated and heated medium, the sheet product 2, then again into the air dehydrated and heated medium and enters the detector 4. Detectors 3 and 4 convert the radiation stream into electrical signals that are supplied to the processor 5 for processing, and then to the recorder 6 for observation. The difference in the values of the analyzed electrical signals of the detectors 3 and 4, determined in the processor 5, judge the thickness of the investigated product 2.

Техническим преимуществом предложенного изобретения являются расширение функциональных возможностей, выраженных контролем прокатных изделий из материалов с атомным числом как большим, так и меньшим значения 14, т.е. 14≤Z≤14 (число Z=14 близко соответствует алюминию), а также повышение точности контроля, достигаемых поддержанием в области зоны контроля среды обезвоженного и нагретого воздуха, обеспечивающего постоянство термодинамических параметров (температура, влажность, давление) воздуха в этой зоне контроля.The technical advantage of the proposed invention is the expansion of functionality expressed by the control of rolled products from materials with an atomic number of both a large and a lower value of 14, i.e. 14≤Z≤14 (the number Z = 14 closely corresponds to aluminum), as well as improving the accuracy of control achieved by maintaining dehydrated and heated air in the control zone, ensuring the constant thermodynamic parameters (temperature, humidity, pressure) of air in this control zone.

Claims

An x-ray device for controlling the thickness of a rolled product containing a radiation source of the radiation flux, a controlled sheet product, first and second detectors located on opposite sides of the product in the radiation flux of the source, a processor, to the inputs of which the outputs of the detectors are connected, and a recorder connected to the output of the processor, characterized the fact that a cooler, a heater, a sealed nozzle connecting the cooler outlet to the heater inlet, two injection nozzles with sockets are introduced into it, facing perpendicular to it, two pumps and two additional nozzles connecting the heater outputs to the nozzle inlets, respectively, while the injection nozzles are directed towards the pumps located on the other side of the radiation flow relative to the nozzles, one of the nozzle pairs being the pump above the upper surface of the sheet product, another pair of nozzle - pump - under the lower surface of the sheet product, and the cooler is equipped with an air injection valve in strips chiller and condensation chamber.