鋅層測厚儀在鍍鋅線上的應用

　　關鍵詞：鋅層測厚；X射線；成材率中圖分類號: 

　　文獻標識號: A 摘要：本文介紹了包鋼鍍鋅生產(chǎn)線鋅層測厚儀控制系統(tǒng)的構(gòu)成及功能，詳細介紹了鋅層測厚的原理、測厚儀系統(tǒng)的組成、各部分作用、控制過程以及數(shù)據(jù)通信。 

　　鋅層測厚儀是包頭鋼鐵集團公司薄板廠鍍鋅生產(chǎn)線中一個非常重要的在線測量設備。它通過對鋅鍋出口鍍鋅板上下鋅層厚度的測量，調(diào)整氣刀的動作，將鋅層的厚度控制在設定值的允許偏差范圍內(nèi)。通過實際應用表明，鋅層測厚儀既能提高成材率，又能有效控制原料鋅錠的損耗，測量準確，能滿足生產(chǎn)的要求。利用此設備測量能使生產(chǎn)線生產(chǎn)出質(zhì)量合格的優(yōu)質(zhì)冷軋鍍鋅板坯，以滿足市場需要，為公司創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。

　　下面對鋅層測厚的原理、測厚儀系統(tǒng)的組成和各部分的作用、系統(tǒng)控制過程以及數(shù)據(jù)通信進行詳細介紹，以使現(xiàn)場生產(chǎn)人員能夠更好地了解和掌握這套新的測量控制系統(tǒng)，使之更好地服務于生產(chǎn)。 

　　1 鋅層測厚原理 

　　1.1 X射線產(chǎn)生方法 X射線的產(chǎn)生有兩種方法：帶電粒子轟擊法和電磁輻射法。我們使用的X射線的產(chǎn)生采用帶電粒子轟擊法，其原理為：在高度真空的X射線管內(nèi)，燈絲通電后發(fā)光發(fā)熱產(chǎn)生能溢出的電子。電子在陰陽極的高壓作用下高速運動產(chǎn)生電子流，電子流轟擊靶金屬鎢，一部分使靶溫升高，另一部分輻射出光子的能量。根據(jù)光子能量公式： 式中，普朗克常數(shù)h=6.624×10-34j•s；光速c=3×108m/s；電子電荷e=1.6×10-19C；v為電壓。運算后可得：波長 ，單位為nm�？梢奨射線的波長與靶材料無光，與電壓成比例函數(shù)。 

　　1.2 X射線被物質(zhì)吸收的規(guī)律 X射線射入物質(zhì)后與物質(zhì)發(fā)生相互作用，這種作用表現(xiàn)在兩個方面：一方面產(chǎn)生光電效應，另一方面產(chǎn)生散射。對于射入物質(zhì)的窄束X射線，就其前進方向來講，都可以看成是X射線被物質(zhì)吸收。產(chǎn)生光電效應的X光子真正被物質(zhì)吸收，而被物質(zhì)散射的X光子脫離射線束向四周散失，X射線束在物質(zhì)中沿直線方向傳播的光子數(shù)越來越少。X射線被物質(zhì)吸收的規(guī)律符合下面的公式： （朗伯定律）式中，J為輻射后粒子流密度；J0為輻射前粒子流密度； um為質(zhì)量衰減系數(shù)； ul為衰減系數(shù)； 為元素的密度；x為板帶厚度。測厚儀X射線電壓固定不變，即J0已知，J運算為指數(shù)方程。 

　　1.3 X射線測量原理 X射線測量原理如圖1所示。 圖1 X射線測量原理 Fig.1 measuring principle of x-ray 鋅層測厚儀采用X射線非接觸式測量的方法，這種方法可以實現(xiàn)連續(xù)實時地在線測量。由于X熒光射線打在基板上和鋅層上產(chǎn)生熒光強度不同，所以在電離室前加入濾膜將鋅層反射回來的X熒光射線濾除，只保留基板反射回來的X熒光射線，測量系統(tǒng)再根據(jù)電離室接收的X熒光射線的強弱輸出相應的電流值變化。輸出電流經(jīng)過測量傳感器放大板放大，轉(zhuǎn)換成相應的電壓值，此值再經(jīng)過CPU計算后，得出基板上鋅層的厚度，這樣就實現(xiàn)了實際的鋅層測量。 

　　2 鋅層測厚儀的系統(tǒng)組成及各部分的作用 

　　2.1 系統(tǒng)組成鋅層測厚儀系統(tǒng)由1個測量“O”形架、兩套測量頭、一個中央控制柜、兩個操作站、一個工程師站、一套水冷柜和兩套安全指示燈組成。 

　　2.2各組成部分的作用為：

　　（1）“O”形架是測量頭測量運行的軌道。測量頭在“O”形架上往返運動，這樣就能橫向測量板帶所鍍鋅層的厚度。

　�。�2）兩套測量頭被固定在“O”形架上，測量頭采用交流變頻驅(qū)動。它既可以由人工操作，通過現(xiàn)場控制箱上的操作按鈕、鑰匙或操作臺指令實現(xiàn)，這樣便于測厚儀的日常維護，也可以實現(xiàn)自動測量。兩套測量頭分別用于鍍鋅板坯上下表面鋅層厚度的測量，測量頭包括1個高壓發(fā)生器、1個X射線管、兩個電離室以及快門控制等元件組成。高壓發(fā)生器用于產(chǎn)生高壓并給電子加速；X射線管用于產(chǎn)生和發(fā)射X射線；電離室用于接收反射回來的X射線并將其轉(zhuǎn)化成電流信號；快門的作用是控制X射線是否發(fā)出。其他的元件包括3個溫度傳感器和兩塊電壓放大板。3個溫度傳感器分別測量板帶附近的環(huán)境溫度、測量頭內(nèi)部環(huán)境和電路板溫度、X射線管溫度，以作為鋅層測量補償和保護設備之用，電壓放大板是將電離室的微弱電流信號轉(zhuǎn)化放大成電壓信號以便于傳輸。

　　（3）中央控制柜是此測量系統(tǒng)控制的核心設備，用于指揮和協(xié)調(diào)測量設備的各種動作以及計算測量結(jié)果并輸出信號給氣刀控制系統(tǒng)。中央控制柜包括M1 PLC系統(tǒng)、西門子傳動變頻器和內(nèi)部電源、信號轉(zhuǎn)化工博士工業(yè)品商城聲明：凡資訊來源注明為其他媒體來源的信息，均為轉(zhuǎn)載自其他媒體，并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點，也不代表本網(wǎng)站對其真實性負責。您若對該文章內(nèi)容有任何疑問或質(zhì)疑，請立即與商城(www.podvhdv.cn)聯(lián)系，本網(wǎng)站將迅速給您回應并做處理。
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