寬厚板廠精軋機自動厚度控制系統(tǒng)使用德國IMS測量系統(tǒng)有限公司的C型γ射線測厚儀，有3組測量單元同時對鋼板厚度進行測量，可測量厚度為6-120mm的鋼板，允許鋼板的最大運輸速度為7m/s。該系統(tǒng)對采集的測量模擬信號通過上位機信號處理單元進行A/D模式轉換及數(shù)據(jù)處理，具有自動診斷及人工智能修正功能。

組測量單元γ射線測厚儀的設備組成及參數(shù)

1.設備組成及參數(shù)

測厚儀安裝在精軋機后，在一個C型架上安裝了3組γ射線探頭(Cs137)和3組相應的信號接收檢測器。C型架上所有的測量單元都設計有密封的水冷裝置，以避免高溫鋼板對線路的損壞。一套中央處理單元，包括信號處理計算機和測量元件電控系統(tǒng)等。鋼板的中心、兩個邊部的溫度由3臺高溫計來進行測量。操作工通過上位機HMI（人機交互界面）對測量系統(tǒng)進行操作和監(jiān)控。如圖1所示：

C型架：材質不銹鋼，密封水冷卻，上下測量距800-2200mm，電機驅動；

鋼板中心測量探頭：固定安裝；

鋼板邊部測量探頭：可單獨掃描測量，掃描速度3-15m/min,變頻控制。

γ射線放射源：CS137/660keV，壽命30年；

測量鋼板厚度：5-120mm；

測量精度：±0.1%(厚度＜80mm)或者±0.2%(厚度80-120mm)。

圖1 3組測量單元的測厚儀C型架示意圖

2、現(xiàn)場安裝要求

安裝位置：在精軋機出口處兩根運輸輥道的空間位置，此處輥間距1150mm,，一般的輥道間距為750mm。

輥道長度：4300mm

輥子直徑：400mm

鋼板厚度：6-120mm

鋼板寬度：1600-4200mm

鋼板溫度：650-1150°C

工作原理

γ射線測厚儀測量原理是應用射線的吸收原理，當射線穿過被測鋼板時，一部分射線被材質吸收導致強度減弱，利用這一原理來檢測被測風板的厚度。被測鋼板位于放射源和檢測器之間，對于同一種材質的鋼板，厚度越大，則射線的衰減越大。檢測器密封在一個測量數(shù)據(jù)處理的微過程計算機中。

正確的測量前提是要滿足以下測量屬性：①必須考慮鋼板的化學成份和合金密度，系統(tǒng)進行合金修正；②測厚儀的厚度顯示為“冷態(tài)厚度”測量，因此必須對高溫的鋼板進行溫度修正，通過測量單元內置高溫計對鋼板溫度進行測量；

③鋼板的在輥道上的位置和輪廓會影響到射線的檢測結果；

④要得到正確的測量位置，鋼板的運輸速度也是一個關鍵的參數(shù)。

鋼板厚度的測量有三種方式：一種是鋼板中心厚度的測量；一種是鋼板邊部的測量；還有一種就是鋼板面的交叉測量。

①中心厚度的測量：C型架上中間那個固定的測量頭用來永久的測量鋼板中心的厚度。也一般常用的三點模式測量，即三個測量頭固定不動，沿鋼板前進方向進行厚度測量，如圖2所示。

圖2 三點測量模式

②邊部測量：如果鋼板的位置沒有在輥道的正中間，或者需要測量不同的邊部位置時，測量架上兩個邊部的測量頭可以同步或獨立的移動進行相關測量。邊部參考位置（距離鋼板邊部的距離）的測量，操作工可以從HMI界面上對要求測量的邊部距離進行設置，測厚儀初始化之后，邊部測量探頭會自動運行到指定位置，如圖3所示。

圖3 連續(xù)邊部測量

③交叉測量

在鋼板長度方向上，邊部的測量探頭測量鋼板邊部的厚度，中間的測量探頭測量鋼板中心位置厚度，以此來確定鋼板中心和邊部的厚度是否有差別。當邊部的測量探頭掃描鋼板時，可以選擇以下三種掃描方式，操作工可以選擇不同的掃描方式和停止時間。

凸度和楔形的數(shù)值可以從交叉測量數(shù)據(jù)（曲線）或者是連續(xù)的“3點測量模式”上得到，凸度的測量是使用定義的邊-中心-邊的交叉測量參考位置，楔形的測量是使用定義的邊-邊參考位置，如圖4所示。

圖4 鋼板交叉測量的三種方式

測量系統(tǒng)的校準

為保證測量結果的準確性，測厚儀系統(tǒng)本身具有自動標定功能，可以在開機時、在線測量時以及檢修模式下的專業(yè)校準，主要方式如下：

1、初始零點的校準

當射線快門關閉時，系統(tǒng)不斷自動的對模擬輸入信號進行零漂的修正。

2、在線標準化的校準

標準化的功能是對輻射系數(shù)、空氣間的溫度變化、還有當快門打開時測量頭表面的灰塵等影響因素進行修正。可以選擇自動或者手動兩種模式。在標定過程中，標定條件不能改變，這樣的標定結果才是有效的。當測厚儀下方沒有鋼板時，可以隨時進行標定。在操作界面上選擇“系統(tǒng)標準化”按鈕，則自動完成校準過程。

3、專業(yè)校準

專業(yè)校準是對測厚儀系統(tǒng)的參數(shù)修正，一般在檢修或離線模式下進行。用標準的厚度塊當被測鋼板進行系統(tǒng)測量，厚度塊是經過校準的純鐵，此時的校準系數(shù)為1，在環(huán)境室溫下進行標定。打開操作界面，選擇校準，輸入標準厚度的密度、輻射系數(shù)（或者密度）、環(huán)境溫度、標準厚度值等參數(shù)，點擊“校準”按鈕，系統(tǒng)自動進行校準修正，給出一個系統(tǒng)目前的校準系數(shù)（≠1），這個校準系數(shù)將用于在線測量時的自動修正中。

物料修正

因為測厚儀在線測量是熱態(tài)鋼板的厚度，但我們想要知道的是冷態(tài)時的厚度，因此冷態(tài)的厚度必須經過測量結果計算、修正得出，主要根據(jù)鋼板的合金組成或者鋼板密度，鋼板溫度的影響來進行修正，修正范圍如下：

(1) 鋼板的合金組成或密度修正：-10%...0...+10%；

(2) 溫度的修正：0-1200°C；

(3) 鋼板溫度曲線模型的修正。

結束語

γ射線測厚儀在鋼板厚度測量及控制方面起到了重要的作用，并帶來巨大的經濟效益，保證了鋼板軋制厚度的準確性。數(shù)據(jù)采集、自動修正，自動校準，數(shù)據(jù)補償計算機控制系統(tǒng)的應用避免了人為誤差，提高了作業(yè)效率，在軋鋼企業(yè)具有很好的應用前景。