如果应用在轧机测厚可以考虑分析选择,目前主要接触式和非接触式两大类。
对带材厚度的测量首先是使用接触式测厚仪进行直接的测量。早期的接触式测厚仪具有结构简单、坚固、造价低廉、操作方便以及不需要材质补偿和安全防护等优点,但是测头的发热和磨损、带材的振动都会给测量精度带来影响,致使测量精度低,另外也容易造成带材表面划痕。当被测带材速度大于10m/s、厚度小于0.1mm时,这种测厚仪便不能使用,所以老式的接触式测厚仪逐渐被非接触式测厚仪取而代之。
非接触式测厚仪主要有:x射线测厚仪、γ射线测厚仪、磁效应测厚仪。
X射线测厚仪原理是基于被测带材对x射线的吸收作用。x射线具有很高的能量和穿透本领,但是x射线在穿透带材时其能量要被带材部分吸收而减弱。x射线穿透带材后,强度的减弱与被穿透带材厚度的变化呈指数关系。
γ射线测厚仪具有较高的测量精度;被测带材的温度、应力、表面状况等因素对测量结果影响很小;可以进行连续测量,并能较快地得出测量结果。但也存在着需注意防护,被测材料材质的变化会导致测量结果的变化等缺点。
磁效应测厚仪,利用电脉冲对金属材料磁效应反弹系数能力进行检测,建立数学模型编制数据库。计算机软件对反弹系数检出能力曲线自动补偿提供测量厚度值。电脉冲对金属材料磁效应反弹系数能力与被带材厚度的变化呈非线性关系。 被测材料材质的变化会导致测量结果的变化等缺点。
比较对象:
洛阳瑞清科技有限公司X射线测厚仪
美国I2S公司γ射线测厚仪
上海交大海洋水下工程科学研究院磁效应测厚仪
1、几何形状
X射线测厚仪:X射线束能缩减为很小的一点,其结构几何形状不受限制。
γ射线测厚仪:γ射线束随使用年限放射源衰减,光子强度会急骤减少以致噪音增加。
磁效应测厚仪:是利用电脉冲对金属材料的磁力反弹能力检测,计算机软件对反弹系数检出能力曲线补偿,检测材料形状对测量有影响。
2、信号/噪音比
X射线测厚仪:X射线高光子输出,检出信号能力高,在相同时间常数下噪音系数低。
γ射线测厚仪:γ射线检出信号能力高,在相同时间常数下噪音系数高于X射线。
磁效应测厚仪:磁效应反弹系数检出能力随材质变化,传感器直接输出信号,噪音系数不需考虑。
3、反应时间
X射线测厚仪: X射线测厚仪为高光子输出,其时间常数很小,适合AGC系统快速调节。
γ射线测厚仪:γ射线测厚仪的时间常数约为X射线5~10倍。适合AGC系统快速调节。
磁效应测厚仪:磁效应测厚仪传感器信号直接输出,反应时间快。用户按需配置自控系统。
4、测量精度
X射线测厚仪:X射线管发射高光子能量;操作人员通过选择噪音曲线上的每一标称值电压KV能自动变化到最佳值的位置。确保1~4mm内任一品种的测量精度(指60KV~80KV时)。
γ射线测厚仪:γ射线源的选定能量是单一能源,无法改变;保证了0~1mm内的精度(T2料),2~3mm就难以保证同样精度。
磁效应测厚仪:磁效应反弹系数检出能力曲线,随计算机软件控制补偿,数据库可以确保测量精度。
5、适用范围
X射线测厚仪:测量精度(测厚范围内)1~4 mm,对于带、板可测至50mm厚。适应多种金属合金的测量,范围广,效果好。
γ射线测厚仪:测量精度(测厚范围内) 0~1mm,对于带、板可测至120mm厚。适应多种金属合金的测量,范围广,效果好。
磁效应测厚仪:测量精度在测厚范围内0~5mm,目前仅适合有色金属、合金的测量。
6、安全与环保
X射线测厚仪:射源采用X射线管,可控制和关断射线源。在不使用时不发出辐射,仅在操作时在带材方向发出范围较小的光束。安全环保,辐射源可控。
γ射线测厚仪:射源采用的γ射线,γ射线是一种放射性元素,测量带材时都是同一能量,射线能量不可调节和控制,长期使用导致环境污染、人身伤害,辐射源不可控。
磁效应测厚仪:磁效应测厚是利用电脉冲对金属材料的磁力反弹能力检测,不存在任何辐射、环保等问题。
7、厚度控制影响
由于γ射线、X射线和磁效应测厚仪的不同的特点,对于不同的用户和不同的应用要求,应选择不同的设备。一套轧机系统生成出的带、板质量(厚度),由多方面因素确定。如单纯考虑设备方面因素,主要有机械,传动,厚控(AGC)和测厚仪等因素。按统计分析方法,生产的带、板厚度动态误差可以表示为:
以轧机速度1000米/分,轧制带、板厚度为0.5毫米为例,在动态控制精度为+/-10u时,假如测厚仪动态测量误差为+/-3u,在其他因素不变情况下,将测厚仪更换为进口最好的测厚仪,理论动态精度提高为+/-0.5u时,轧制厚度的动态精度只能提高为+/-9u。要进一步提高提高成品动态精度,必须提高AGC和传动的控制精度以及较好的机械设备。实际上目前国内好的轧机和进口轧机在机械部分相差很少。国内有很多厂家使用进口测厚仪,但是AGC和传动的精度不配套,使得最终产品精度并不高,没有达到预期效果,造成不必要的损失。
综合理论和大量的实际结果,厚度控制中相关的测厚仪,AGC和传动的性能应根据成品要求配套使用,单纯提高某一部分的性能,并不能完全达到预期效果。
8、科技关注:
随着电子计算机的发展,过程控制及测试手段越来越完善。在线接触式测厚仪、非接触射线测厚仪及上海交通大学海洋水下工程科学研究院最新开发研制的磁效应金属测厚仪的技术发展,环保问题越来越受到冶金行业的重视。
上海交大海洋水下工程科学研究院(
http://cuti.sjtu.edu.cn/list_guanli4.asp?NewsID=697)研制开发的磁效应测厚传感器,是利用电脉冲对金属材料的磁力反弹能力检测测厚,不存在任何辐射、环保问题,已引起科技界关注。