德國γ射線測厚儀在中厚板精軋機(jī)上的應(yīng)用
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濟(jì)鋼中厚板廠精軋機(jī)自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)使用德國Radiometrie 公司的RM200 C型γ射線測厚儀對鋼板進(jìn)行厚度測量，可測量厚度為5-50mm的鋼板。該系統(tǒng)對采集的模擬信號(hào)進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，具有自動(dòng)診斷及人工智能修正功能。做為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)LEVEL 1網(wǎng)的厚度值反饋給LEVEL 2網(wǎng)，從而使精軋機(jī)AGC壓下控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整軋制壓力及輥縫，保證鋼板成品厚度的準(zhǔn)確性。
2、前言射線測厚儀系統(tǒng)組成及探頭工作原理
2.1 測厚儀控制系統(tǒng)的組成
測厚儀控制系統(tǒng)由C型架、探頭放射源CS137（50Ci）、接收器，遠(yuǎn)程按鈕、計(jì)算機(jī)操作站、測量系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)通訊接口控制柜、冷卻及供風(fēng)系統(tǒng)。
2.2 探頭工作原理
探頭包括光電倍增器的高壓生成器，測量值處理系統(tǒng)和一個(gè)自動(dòng)溫度補(bǔ)償標(biāo)定系統(tǒng)。測量值的電流信號(hào)運(yùn)用電流積分的原理，并通過I/U信號(hào)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并放大。為保證測量信號(hào)在強(qiáng)烈波動(dòng)以及在長時(shí)間溫度變化的情況下保持穩(wěn)定，自動(dòng)標(biāo)定會(huì)把這種波動(dòng)限制在0.3%的范圍內(nèi)。原理如圖1所示。
圖1 探頭工作原理
3.1 操作界面
操作者在計(jì)算機(jī)工作站通過計(jì)算機(jī)HMI（人機(jī)交互接口）對測厚儀系統(tǒng)進(jìn)行操作，即C型架的同步、移動(dòng)操作以及放射源的開/關(guān)操作。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多個(gè)操作界面來實(shí)現(xiàn)不同的功能。如檢測C型架的位置、系統(tǒng)的工作狀態(tài)、鋼板厚度測量數(shù)值及曲線，并可隨時(shí)對系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化校驗(yàn)等。
3.1.1 操作主界面
在此界面，可以對測厚儀進(jìn)行任何操作，包括：放射源的開/關(guān)，C型架的同步、移動(dòng)、定位，停止，檢測方式選擇，數(shù)據(jù)輸出顯示等。同時(shí)可進(jìn)行探頭的自動(dòng)校準(zhǔn)操作，在離線位置按下“標(biāo)準(zhǔn)化”按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行完整的標(biāo)準(zhǔn)化工作，對系統(tǒng)本身進(jìn)行回零標(biāo)定。在離線位置或C型架過熱或過冷時(shí)，若無鋼板過來，系統(tǒng)也可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作，當(dāng)鋼板過來時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化停止。它的目的其實(shí)只是在比較一下放射源開與關(guān)時(shí)的輸入信號(hào)的輸出電壓值，是否偏差，進(jìn)行調(diào)整，以保證每塊鋼板的檢測數(shù)據(jù)可靠。
3.1.2 側(cè)面曲線界面
在此界面，側(cè)面曲線圖可能直觀的顯示出鋼板在檢測過程中長度方向的每個(gè)點(diǎn)厚度值及整個(gè)鋼板的厚度分布?？梢愿鶕?jù)圖形分析鋼板在軋制過程中哪個(gè)部分的厚度超差，及時(shí)調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)。
3.1.3 樣片校準(zhǔn)界面
為保證探頭檢測的準(zhǔn)確性，每隔一段時(shí)間要用標(biāo)準(zhǔn)純鐵樣片對系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)探頭控制電路信號(hào)的飄移情況自動(dòng)給出糾正系數(shù)。一般每月做一次樣片校準(zhǔn)工作。
3.1.4 維護(hù)人員界面
維護(hù)人員可以在此界面中設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，C型架的起始位置，檢測時(shí)間間隔、行程控制等。采集并顯示系統(tǒng)工作及靜態(tài)時(shí)的測量參數(shù)，如探頭電壓、電流值，脈沖信號(hào)等，為系統(tǒng)維護(hù)提供參考數(shù)據(jù)。
3.1.5 原始數(shù)據(jù)輸入界面
在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，此界面的參數(shù)通過乙太網(wǎng)直接來自精軋機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的LEVEL 2網(wǎng)，包括鋼坯的化學(xué)成分，當(dāng)前軋制溫度，環(huán)境溫度，鋼板尺寸，合金補(bǔ)償系數(shù)，溫度補(bǔ)償系數(shù)等。在單機(jī)狀態(tài)下，只能人工進(jìn)行輸入或修改。
3.1.6 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及打印界面
該系統(tǒng)可以自動(dòng)保存鋼板厚度測量數(shù)據(jù)及曲線圖，并可根據(jù)需要進(jìn)行輸出或打印。
3.2 系統(tǒng)硬件組成
測量的鋼板厚度模擬信號(hào)經(jīng)過控制電路處理后送到計(jì)算機(jī)操作控制站，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)傳送至AGC控制系統(tǒng)，做進(jìn)一步的處理。該系統(tǒng)包括：
3.2.1 處理器單元
用實(shí)時(shí)處理器對測量值進(jìn)行計(jì)算，來實(shí)現(xiàn)對探頭和自動(dòng)診斷系統(tǒng)的控制。處理器單元包括一塊印刷電路板卡，數(shù)據(jù)線、地址線和控制線同時(shí)聯(lián)接到計(jì)算機(jī)主板上。同時(shí)使用高速數(shù)率總線控制系統(tǒng)，在任何時(shí)候它的配置可以擴(kuò)大，在面板上有LED指示燈顯示狀態(tài)。
3.2.2 測量、修正和電氣控制系統(tǒng)
測厚儀探頭處理器的這三個(gè)功能塊的主要作用：一是接收探頭的信號(hào)并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；二是根據(jù)每個(gè)測量方法的運(yùn)算法則對測量值進(jìn)行格式化；三是根據(jù)不同的操作模式控制探頭和測量設(shè)備的操作。
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