收稿日期:2009-01-11
第一作者简介：陈德斌(1966-)，男，云南大理人，高级工程师。
陈德斌，胥福顺，栾争位
(云南铝业股份有限公司，云南昆明650502)
旗杆模型摘要：介绍了影响X 射线测厚仪测量精度的因素，在实际使用中采取相应维护措施，就能保证X 射线测厚仪满足测量精度的控制要求。
关键词:X 射线源衰减；测量精度；标准化；现场标定
中图分类号:TG115.22 文献标识码:A 文章编号:1007-7235(2009)04-0038-03
The factors of impacting the X -ray thickness measurement accuracy
and methods to maintain
CHEN De -bin ,XU Fu -shun ,LUAN Zheng -wei
(Yunnan Aluminium Co .,Ltd .,Kunming 650502,C hina )
A bstract :This paper introduced the factors of effecting the X -ray thickness measurement accuracy .The measures takend appropriate safeguard in the actual use to ensure that X -ray thickness measurement accuracy to meet the requirements of control .Key words :X -ray source decay ;measurement accuracy ;standardization ;field calibration
源，产生X 射线,X 射线穿透被测量物体时其强度衰减量来测量物体厚度
[1-2]
。由于X 射线测厚仪在断
电后不存在任何放射线，避免了对环境的影响和对人体的危害，使用和维护更加安全
[3]
。与同位素式
测厚仪相比较,X 射线测厚仪更加绿和环保，同时也可免除使用同位素带来的复杂审批程序和高额管理成本
[4]
。因此，近年来,X 射线测厚仪也被大量使
用在有冶金的板带材生产中。
1 X 射线测厚仪本身不稳定对测量精
度的影响
磁分离
1.1 高压控制箱对测量精度的影响
X 射线测厚仪的结构见图1。高压控制箱的安装位置一般有两种：一种是高压控制箱安装在C 型架以外的固定位置，这种安装方式对高压控制箱保护较好，但需要长长的高压电缆，要时常注意高压电缆的磨损或老化情况；另一种方式是把高压控制箱
图1 X 射线测厚仪结构
放在C 型架内，这种方式高压控制箱由于长时间振动，控制接线易松动，会导致信号不稳定，这种故障出现时测量厚度忽高忽低，波动较明显，严重时标准化直接做不了。对松动线头做紧固处理问题就会解
决。
2.2 测头不稳定对测量精度的影响
测头不稳定对测量厚度会偏厚或偏薄，查这种问题一般比较直观，观察X 射线灯管的电压和电
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DOI :10.13979/j .1007-7235.2009.04.015
流波动情况，在X 射线灯管的电压和电流稳定的情况下，把X 射线C 型架打在一个固定位置，消除其他的外界振动干扰。在测定一固定的板材或直接将样块强制打出，观察其反馈电压及电流的波动值，持续2min ～5min ，一般正常电流波动会在0.01mA ～0.04m A ，电压会在0.5kV 以内，超出这个范围一般是测头出问题，处理时需更换一新测头。1.3 X 射线源衰减对测量精度的影响
X 射源衰减对测量精度的影响往往是缓慢的，也是影响测量精度的主要因素，一般有以下几种影响。
1.3.1 X 射线源衰减对现场标定(工厂标定)的影响涂锡焊带
在X 射线测厚仪的现场标定过程中，随着灯管使用时间的增加，灯管的现场标定(工厂标定)曲线会发
生变化，如图2～3所示，横坐标为射源电压，纵坐标为厚度偏差，相比较会发现，在同一个给定电压下，随着灯管使用时间的增加，它的厚度偏差会随之增大。如果一个标定表格长时间使用，它的测量值与真实值就会相差越来越远，测量偏差就会越来越大，最后还可能标准化超出测量范围。因此，在使用一段时间后必须重新现场标定，保证使用标定表格的真实性
。
图2 使用1a 后的X 射线
灯管现场标定表
图3 使用3a 后的X 射线灯管现场标定表
1.3.2 X 射线源衰减对标准化的影响
X 射线源的衰减分为正常使用衰减和故障性衰减两类。
(1)在正常衰减情况下，标准化时的厚度偏差会越来越大，在这种情况下测量带材厚度影响不是很明显，只是生产过程中补偿值会明显增大，需要操作手在做手动校正时补偿值要随之改动。
(2)在故障性衰减或突发性衰减情况下，标准化时常会出现标准化通不过，这时标准化的反馈电压
拖把杆与现场标定的反馈电压相差会很大，这种情况下是不能进行测量的，只有把故障处理完后再重新做现场标定方可打标准化。如果标准化时没问题，在测量过程中才发生突发性衰减，那么测量出的厚度肯定是不正确的，有经验的操作手就会根据轧机辊缝、压力等突变来判断，并采取相应措施来避免更多的废品产生。1.3.3 X 射线源衰减对测量精度的影响
(1)X 射线源衰减对测量范围的影响
随着X 射线源的衰减，它的反馈电压会随之变小，所能测量的最大厚度会随之降低，测量范围也会随之减小。比如，新的射线源它的测量范围在0.1mm ～7mm 之间，使用3a 后它的测量范围可能就会变为0.1mm ～6.5mm 之间，实际使用中的衰减与维护保养有关。
(2)X 射线源衰减对测量值的影响
随着X 射线源的衰减，在X 射线灯管上施加同样的电压,X 射线的发射量会减弱，这种情况下用来测量带材厚度，测量值就比真实值偏大。
例如：施加同一高压都为U 1，正常时X 射线的发射量为r 1，测量同一厚度的带材X 射线的衰减量为r 2，测头所能接收的X 射线量就为r 1-r 2，测头反馈电压为u 1。
甘薯苗在X 射线源衰减时:
U 1(不变)※r 1↑※r 2(不变)※(r 1-r 2)↑※u 1↑ 当测头检测到u 1变小，测厚仪判断为带材厚度变厚，故在使用时其显示值偏大。
2 生产中易影响测量精度的因素
2.1 补偿值对测量精度的影响
在用X 射线测厚仪测量并控制板带生产时，操作手首先要对出口板材厚度进行测量，再用实际厚
度与目标厚度进行比较，给测厚仪输入一个补偿值，让测量值与实际值相等，实现厚度闭环控制。但由于操作手使用千分尺的方式差异，补偿值的大小往往是不等的，对测量精度的影响也是难以避免的。如果操作手越细心，补偿后测量值越接近真实值，测量精度就越高。
2.2 油污等杂质对测量精度的影响
油污、轧制油等杂质不可避免地要飞溅到射线孔的膜片上，当油污过多时,X 射线穿过它同样会发生衰减，这时测量值就比真实值偏大。在日常使用中要常用棉纱等把射线孔上的油污擦除，保持测厚
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仪的干净、清洁是提高测量精度的又一条件。
3.1 做好高压控制箱的维护
高压控制箱里有大量的接线端子和高压电源等设备，由于C型架来回运动，它的接线端子容易松动，一般需要每年打开检查一次，对松动的部分加以紧固。高压电源在工作时会产生大量热能，一般是用风来冷却的，要保证风的质量，如果风里含水量过高，对电路板的工作有很大影响。
3.2 做好测头维护
版权评估
测头是用来反馈X射线发射量和衰减量的设备，它把接受到的X射线信号转换成电压和电流信号反馈到控制室，形成闭环控制，测头主要是靠水冷却，需要检查水冷是否良好，不需要做更多的维护。
3.3 减小X射线源衰减的措施
3.3.1 做好射源箱的维护
射源箱是提供X射线的重要设备，射源箱里有X射线灯管和高压绝缘油，在日常维护时只能打开上面的查油孔螺栓检查高压绝缘油是否有漏油现象，由于长期受热或X射线辐射，高压绝缘油会发生炭化，一般是5a～7a更换一次。灯管也会由于长时间的使用发生衰减，但只能凭经验判断，一般它的衰减是无法检测的。射源箱通常靠水冷却，冷却对它非常重要，要经常检查水循环情况。
3.3.2 减小X射线源的衰减
3.3.2.1 做好冷却工作
一般情况下X射线源是用高压绝缘油作为冷却和绝缘使用,X射线源在工作时所产生的热量只能通过高压绝缘油把热量传递给射源箱，再由射源箱把热量散发掉，对射源箱的冷却尤为重要，在使用时我们要时时监测射源箱的冷却水温度，一般不要超过35℃为宜。同时，还要做好对高压箱的冷却，高压箱为X射线灯管提供30kV的高压，箱体内所有的元器件都需要可靠的工作才能保证稳定的高压，所以，高压箱的冷却风必须干燥和保持一定的压力。3.3.2.2 定期更换高压绝缘油
高压绝缘油在长期使用过程中，受温度的影响会发生炭化，导致绝缘效果下降，从而会影响X射线源的使用寿命，一般情况下高压绝缘油可5a～7a 更换一次。更换时要保证高压绝缘油尽可能盛满(在全部装好后晃动时听不见咚咚声)把灯管玻璃部分全部浸在油里。
3.3.2.3 保持射源箱的良好密封性，不让其他油污或杂质混入，避免高压绝缘油泄漏
在冷轧系列板带材生产中，测厚仪的工作位置一般都有大量的油雾和轧制油，如果射源箱的密封不好，这些油雾和轧制油会混入到高压绝缘油里，其绝缘及散热效果都会受到影响，同时也影响X射线源的使用寿命。保持射源箱的密封性良好还可避免高压绝缘油向外泄漏。
3.4 减少外界条件的影响
3.4.1 避免电焊弧光对X射线源的损害
X射线源在工作时，如果长期暴露在电焊弧光下，必将大大加速灯管老化。一般在X射线测厚仪周围使用电焊时，都要把X射线测厚仪关断，或采取遮挡保护措施。
3.4.2 保证稳定可靠的电源供给
为了防止车间动力用电突然断电情况下会对X 射线测厚仪的高压电源产生影响，一般情况下都为高压箱提供一台UPS供电，保证在车间突然停电或电压不稳对X射线源电压造成波动。
4 结 论
(1)X射线测厚仪高压控制箱的控制电路板工作不稳定及高压电源波动对测量精度会产生影响，在日常工作中要做好高压控制箱的冷却及稳定的电源供给。
(2)X射线源衰减是影响X射线测厚仪测量精度的重要因素，随着X射线源的衰减，其测量范围会变小，测量值会偏大。
(3)X射线源高压绝缘油的使用周期是5a～7a，射源箱的冷却水温度在35℃以内为宜。
参考文献:
[1] 靳其兵，吴磊.有关X射线测厚仪技术的研究[J].自动化仪表,2007(1):65-66.
[2] 王滨.高精度X射线测厚仪的研究与开发[J].有金属加工,2002(1):56-58.
[3] 崔遇功，海潮智.铝板带用X射线测厚仪[J].轻合金加工技术,1996(4):15-18.
[4] 张文平.γ射线测厚仪的维修[J].山西煤料鄂里干部学院学报,2006(2):123-123.
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