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X射线测厚仪的设计原理与应用(二)
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毕业论文范文题目:
X射线测厚仪的设计原理与应用(二)
,论文范文关键词:
X射线测厚仪的设计原理与应用(二)
X射线测厚仪的设计原理与应用(二)毕业论文范文介绍开始:
X射线测厚基础
X射线测厚仪的原理
X射线测厚仪原理是根据X射线穿透被测物时的强度衰减来进行转换测量厚度的,即测量被测钢板所吸收的X射线量,根据该X射线的能量值,确定被测件的厚度。由X射线探测头将接收到的信号转换为电信号,经过前置放大器放大,再由专用测厚仪操作系统转换为显示给人们以直观的实际厚度信号。
X射线源辐射强度的大小,与X射线管的发射强度和被测钢板所吸收的X射线强度相关。一个在系统量程范围内的给定厚度。在检测任一特殊厚度时,系统将设定X射线的能量值,使检测能够顺利完成。
对于X射线,在其穿透被测材料后,射线强度I的衰减规律为
式中I0——入射射线强度;
μ——吸收系数;
h——被测材料的厚度。
当μ和I0一定时,I仅仅是板厚h的函数,所以测出I就可以知道厚度h。
在厚度一定的情况下,X射线的能量值为常量。当安全快门打开,X射线将从X射线源和探头之间的被测钢板中通过,被测钢板将一部分能量吸收,剩余的X射线被位于X射线源正上方的探头接收,探头将所接收的X射线转换为与之大小相关的输出电压。如果改变被测钢板的厚度,则所吸收的X射线量也将改变,这将使探头所接收的X射线量发生变化,检测信号也随之发生相应的变化。
X射线测厚仪在AGC控制中的应用
AGC控制(厚度自动控制)
AGC是Automatic Gauge Control System的简称,即所谓的轧机自动厚度控制系统。是轧机自动化系统中不可缺少的一部分,它控制金属带材厚度精度,使金属带材厚差在限定的标准内,提高金属带材的成品率。
芝X射线测厚仪在1700酸轧产线的分布如下图
3.东芝TOSGAGE测厚仪主要由以下几个部件组成:主控制柜(EC)、C型架、接线箱(DCB)、维护计算机操作站HMI、操作员计算机操作站HMI、轨道和限位开关等。其中的主控制柜(EC)由SYSTEM CPU模块、DIFAA46A模块、PIO模块、HUB等组成。C型架内有ADC模块、电离室、校准板、X射线发生器和X射线控制单元等。
4. X射线测量系统的原理
1)C型架内X射线控制单元控制高压发生器产生稳定高压,作用到X射线管上激发射线,同时还接收X射线管的阳极电流、电压的反馈信号和系统给定打目标电流、电压信号,用以确保发射的是恒定的射线强度。电离室把射线强度信号转换为微弱的电流信号,经放大传输单元完成前置放大和对数放大后通过ADC模块转换成数字信号,送到电气控制柜进行材质补偿等相关补偿运算。
2)电气控制柜内DIF模块接收ADC模块的数字信号并发送给GAUGE CPU,把目标电压、电流发送给X射线控制单元,并控制标准板箱的动作,同时将偏差信号、运行状态信号发送给一级PLC。
3)GAUGE CPU计算测量厚度和厚度偏差如下式:
式中 —测量厚度
~—满量程参数
—电离室电流值
式中 —厚度偏差
—设定的目标厚度
—材质补偿洗系数
4)AA46A模块接收一级PLC的线速度并转换成数字量发送给GAUGE CPU。
5)SYSTEM CPU、GAUGE CPU建立与操作台电脑、维护电脑和一级PLC之间的通信,并且具有自诊断功能。
6)PIO模块实现SYSTEM CPU与一级PLC之间数字量的输入、输出。
7)HUB用来实现测厚仪与一级PLC之间的以太网通信。
X射线测厚仪电气系统结构图如下:
AGC控制系统
1.数据传输
X射线测厚仪作为连续轧制生产线的厚度检测单元,根据不同的要求,采用了多种通信方式。对于钢卷号、合金信息、目标厚度、系统状态等选用工业以太网通信;对于厚度信息,必须实时反馈给轧机AGC(自动辊缝控制系统),则采用InterBus总线以模拟量的形式传递,需要说明的是:厚度信息通过模拟量以2种形式送给AGC,一种是实际厚度,另一种是厚度偏差。系统采用的12位DA卡,对于大量程的实际厚度信息表达精度(分辨率)有限,而作为控制系统,AGC用于反馈控制的实际厚度和目标厚度的偏差,所以选取±100μm为偏差范围,超过这个偏差的厚度信息已实际厚度的形式发送给AGC,实际厚度的范围根据测厚仪量程选取,为了提高系统的可靠性,厚度信息同样通过工业以太网周期性传递给厚度控制系统,与实现厚度信息进行比较、均值、滤波处理。
2.AGC控制
在带钢生产中的AGC(厚度自动控制)需要测厚仪给出厚度偏差信号。如下图。根据厚度偏差信号,轧机系统选择合适的AGC控制方式,AGC控制系统运用PID调节原理实现张力AGC、速度AGC、压力AGC的计算,计算后的控制信号再传送给PLC控制系统实现对张力、速度、压力的即时调整轧制出合格厚度的板带产品。
3.应用
在1700五机架连轧机组中,采用的是5套测厚仪,其中NO.1机架入口1套其测量值传送给1号机架,通过1号机架液压螺旋压下位置的AGC控制,来补偿热轧带钢厚度的速变。NO.1机架出口1套,检测的结果反馈给1号机架液压螺旋压下位置的AGC,目的是维持1号轧机出口厚度与目标厚度一致。就是根据出口测厚仪测得的出口带钢厚度偏差,通过控制液压,压下调整辊缝来消除带钢厚度偏差。NO.4机架出口的测厚仪作用相当于NO.1机架入口的测厚仪,为NO.5机架提供前馈信号,NO.5机架出口安装2台测厚仪,目的是可以通过互相比较,差值较小时,反馈给NO.5机架,维持5号轧机出口厚度与目标厚度一致,当差值较大时,要进行调整。这样可以通过5套测厚仪能够更好地获得目标厚度的产品。
参考文献
参考文献至少10本
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