[发明专利]凸度仪用校准机构

说明书

技术领域

本发明属于核技术应用领域，特别涉及作为钢厂轧钢生产线上钢带的凸度在线检测设备的校准机构。 

背景技术

凸度仪是钢厂板带材生产和控制的关键设备，能够瞬时连续地测量钢带的横截面厚度分布。凸度仪的结构如图1所示，主体结构为一C形架11，被测钢带12从C形架上下臂之间穿过，射线源13位于C形架上臂内部，射线源为两台X光机；射线探测器阵列14位于C形架下臂内部，探测器阵列由几百个独立的射线探测器单元排列而成。 

凸度仪测量被测钢带厚度的基本原理是辐射测量法，可以用公式表示为： 

t=logI0Iμ]]>

公式中，t为被测钢带的厚度，I₀为射线穿过被测钢带前，也就是射线源发出的射线的强度，I为射线穿过被测钢带后，也就是探测器阵列所测量到的射线的强度，μ为被测钢带的线性吸收系数。 

如图1所示，射线15穿过被测钢带12时，发生衰减，强度由I₀衰减到I，利用探测器阵列测量射线穿过被测钢带的衰减程度I₀/I，就可以计算出被测钢带的厚度。I₀为无钢带通过设备时探测器阵列14的测量值，I为有被测钢带通过设备时探测器阵列14的测量值。 

此种凸度仪对钢带厚度的测量精度要求非常高，要求达到千分之一的水平，并且凸度仪在轧钢生产线上往往要连续工作几百个小时。要在这么长的时间里，始终保持千分之一高的高精度，首先要求射线源发出的射线强度I₀的长时间稳定性至少优于千分之一的水平。并且由于公式中μ是与射线源发出的射线能量相关的量，所以，还要求射线源在长时间工作时的能量变化也至少要小于千分之一的水平。综合以上两点，即要求射线源的强度和能量的长时间稳定性都要达到非常高的水平。 

凸度仪采用X光机作为射线源。X光机的稳定性受电压、温度、湿度以及X光管的老化程度等多种因素影响，在当前的技术条件下，是无法达到凸度仪的精度要求的。以此凸度仪设备选用的国际上具有较高水平的瑞士COMET公司的XRS-225型X光机为例，其长时间的稳定性也仅能达到百分之几的水平。因此，需要根据射线源的变化对凸度仪设备的工作参数进行调整，以保证设备的测量精度，此操作称为凸度仪的校准。 

根据对XRS-225型X光机的稳定性测量，其在1个小时之内的稳定性可以达到万分之五的水平，满足凸度仪测量的精度要求。因此只要在不长于一个小时的时长内，对凸度仪进行一次校准操作，就可以使凸度仪的测量精度始终满足千分之一的要求。 

校准操作只能在凸度仪所在的轧钢生产线上没有钢带轧制的时候进行，也就是两卷钢带之间的时间间隔中间进行。根据钢厂轧钢生产线的普遍情况，一卷钢带最长的轧制时间不超过1个小时。因此，只需要在两卷钢带之间的时间间隔中对凸度仪进行一次校准即可。 

两卷钢带之间的时间间隔不少于2分钟。据此要求单次校准操作的时间不超过1分钟。 

X光机所发出的X射线强度和能量都存在不稳定性，因此校准操作不仅要校准X射线强度的变化，还需要校准X射线能量的变化。X射线强度的变化可以由射线直接从射线源射入探测器时的探测器读数来表示，即只要轧钢生产线上没有钢带通过，射线穿过钢板的厚度为0，即可以对射线源强度的变化进行校准。X射线能量的校准比较复杂。由于X光机所发出的X射线能量并不单一，而是由多种能量组合而成，因此直接对其能量组合进行精确测量难度很大，较难实现。 

发明内容

本发明的目的是为满足一种凸度仪设备进行校准操作的功能要求，设计出一种凸度仪用校准机构，具有结构紧凑，安全可靠，可远程操控的特点；每次到达的校准位置具有高度可重复性。 

本发明设计的一种凸度仪用校准机构，其特征在于，该校准机构为一箱式结构，包括一箱体，固定在箱体内的多个驱动机构，放置在每个驱动机构上的校准片，和与驱动机构通过控制线相连并设置在远离箱体的控制单元，所述的箱体上顶及下底的相应位置开有使射线穿过的长条通孔，该校准片由驱动机构带动沿长条通孔径向移动，使该长条通孔遮盖或开启。