文档介绍：QNT-4型测厚仪使用说明书
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( 版)

清华大学核研院
2010年01月
陈世东

一、概述
射线和物质相互作用时,射线的强度随所穿透的物体的厚度而变化。利用射线强度和吸收物体厚度之间的关系已经制造了多种厚度计,用于测量和控制生产过程。
本仪器配上为不同的对象而设计的A/D变换器,可用于钢板和其它有色金属板材的测量和控制。也可以用于非金属板材,如玻璃、石膏等的测量和控制。
QNT-4型测厚控制仪由放射源、探头、现场显示器和仪器四部分组成。
探头由QHD-6型φ100或φ130四个大气压充氙高压薄窗电离室和静电计组成。×10-8~×10-7A/R/H。静电计采用超低输入电流运算放大器。AD515或AD549LH。
仪器部分直接指示被测物的厚度值,偏差值以及模拟偏差信号。
二、工作原理
探测原理:图1画出了探测原理示意图。本仪器使用Am-241低能γ射线源。,半衰期为433年。放射源装入不锈钢制的准直屏蔽箱,保证射线只照射电离室,而其他方向的射线被吸收。
进入电离室的γ射线,其中一部分和电离室壁以及电离室内所充的气体发生光电效应和散射。其次级电子使电离室内的气体产生正负离子。在电离室电极电压的作用下分别流向负、正极。正、负极收集到的电流为10-9A~10-8A量级。通过静电计转变为电压信号。
VH

2
4 1
U(d)
5
3
1. 电离室 2. 静电计 3. 被测钢板 4. 241Amγ源 5. 屏蔽准直器
图1 探测原理图
射线源和电离室之间加上钢板后,由于钢板吸收掉一部分γ射线。使电离室的电离电流减小。静电计的输出电压U也就随之变化。钢板越厚电离电流就越小。。,电离电流就减少一半。因此静电计的输出电压U和钢板厚度T将存在确定关系U(T)。
1 U0
T= Ln
μ U(T)
由探头内的静电计的输出电压U(T)和厚度值T的关系,计算出厚度值T是电子学电路和计算机的任务。
三、仪表构成
探头:由4个大气压充氙薄窗电离室和AD549(AD515)低输入电流运算放大器高阻电容组成的静电计构成。探头的作用是将射线的10-9~10-8A的电离电流转变成0~5V电压。
仪表部分:由电源、输入隔离放大器、输出隔离放大器和开关量光耦构成。
。
、电离室高压电源及隔离放大器。隔离放大器的作用是把现场地(探头、C形架接现场地)和AD变换和计算机的地隔离,防止干扰和烧坏电脑。
,该隔离放大器把D/A变换的偏差模拟量和控制计算机(接收D/A偏差模拟信号的设备)隔离开。
,和把控制计算机来的数字设定信号与测厚仪计算机的信号地隔离。
计算机由A/D变换和D/A变换多功能板PCLabcard PCL-818LS和研华工控机IPC-610H和15吋液晶触摸屏构成。
这样的配置使测厚仪不但是完成厚度值、偏差值的计算,还能记录生产过程、历史曲线为管理者提供管理依据。
9
C
10
1 RH
8
触摸屏
11
6
D/A
5
7
IPC-610H
4
6
A/D
3
2
1. C形架 2. 放射源箱 3. 探头 4. 输入隔离板 5. 输出隔离板6. A/D,D/A多功能板 7. 工控机 8. 显示器 9. 光耦隔离板
10. 厚度控制计算机 11. 现场显示器
图2 方框图
四、技术指标
:4位数字指示,钢板最大测量厚度4mm。
灵敏度:。
指示误差:小于等于|±%|或±2µm,在校正点小于等于|±%|或±1µm。
采样时间:25次/秒,或根据用户要求设计最快可达50次/秒。
响应时间:50毫秒,或根据用户要求最高到20毫秒。
温度稳定性:环境温度0~50℃读数变化小于±%。
电压稳定性:电网电压变化10%,读数变化小于±%。
统计噪声:由放射源活度和要求的响应时间及被测材料厚度决定,参考值同美国DMC450测厚仪(附美国DMC450技术指标)。
: 100mV/um或50mV/um。
五、安装方法及注意事项
根据现场条件,准备好探头移动导轨、C形架及仪器台架。
准备好交流稳压器,保证供电波动在220伏±10%以内。
电缆线应通过铁管由控制室连到现场。
为防止两处地间的电位差形成的电流烧坏仪器,一般探头端接地。当仪表架和轧机