有关X射线测厚仪技术的研究

第11卷第3期　2008年9月上海电机学院学报J OURNAL OF S HAN GHA I DIANJ I UNIVERSIT YVol.11No.3　Sep.2008　收稿日期252作者简介陆永耕(63),男,教授,博士,专业方向为工业自动化、数字图像处理,2y @j 文章编号　167122730(2008)0320177204X 射线测厚原理模型分析与实验陆永耕(上海电机学院电气学院,上海200240) 摘　要:通过分析吸收系数、材质、密度、温度等对X 射线扫描测厚仪厚度参数的影响,对X 射线测厚原理模型进行了研究,并对其原理模型的计算公式进行修正。

结果表明,在一段时间内,修正的模型可以满足精度要求。

关键词:X 射线;测厚;模型;修正;实验 中图分类号:T H 821.1;TQ 320.721 文献标识码:AAnalysis of the Calculation Model of X 2rayThickne ss G auge and the Exp erimentL U Y o n g gen g(School of Elect ric ,Shanghai Dianji Univer si t y ,Shanghai 200240,Chi na ) Abstract :X 2ray t hickness measurement model have been st udied and t he i nf lue nces of t he a bsor 2bance coefficie nt ,mat eri al s ,densit y and environme nt temperat ure to t he measure d t hickness were a n 2al yzed.Then t he t hickness measurement model was revi sed.The resul t s show t hat t he revi sed model qualifies t he measurement accuracy. K ey words :X 2ray ;t hickness measurement ;model ;repaired ;t est 当射线穿过物质时强度将随之减弱,其减弱量与被穿过物质的厚度有确定的对应关系。

x射线测厚仪原理
X射线测厚仪是一种利用X射线通过被测材料来测量其厚度的仪器。

其原理如下：
1. X射线发射：X射线发射源会产生高能的X射线束。

这些X 射线具有较高的穿透能力，可以穿透被测材料。

2. 材料的吸收：当X射线束穿过被测材料时，被测材料会吸收部分X射线。

吸收的程度取决于被测材料的密度和厚度。

密度越高、厚度越大的材料会吸收更多的X射线。

3. 探测器检测：在被测材料的另一侧放置一个探测器，用于检测透射过来的X射线的强度。

探测器可以测量到透射过来的X射线的强度，即未被吸收的X射线。

4. 分析：通过比较未被吸收的X射线的强度与未经过被测材料的参考强度，可以得出被测材料吸收的X射线的强度。

根据光学原理和材料的密度-厚度关系，可以确定被测材料的厚度。

总结而言，X射线测厚仪利用X射线传递能量的特性，通过测量被测材料对X射线的吸收程度来确定材料的厚度。

X射线荧光测厚仪的特点及维护和修理保养及技术交流X射线荧光测厚仪利用被测元素的特征X射线荧光强度与镀层中待测元素和基材构成有关而研制的仪器设备。

相对其他测定方法，具有快速、便利、测量成本低等明显优势，特别适合用于各类相关企业作为过程掌控和检测使用，是目前应用广泛的分析仪器。

X射线荧光技术测试镀层厚度的应用，提高了大批量生产电镀产品的检验条件，无损、快速和更精准的特点，对在电子和半导体工业中品质的提升有了检验的保障。

仪器特点：1、可测元素：钛Ti22———铀U92间各元素。

2、可测镀层：5层镀层（含基材层），15种元素共存校正。

3、测量时间约10秒，快速得出测量结果。

4、测量结果精准明确到微英寸。

5、测量结果报告可包含：数据、被测样品点图片、各种统计报表、客户信息。

6、供应宝贵金属分析和金纯度检查（即Au karat评价）。

X射线测厚仪的维护和修理保养：1、高压掌控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.它的接线端子简单松动一般需要每年打开检查—次对松动的部分加以紧固。

2、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掌控室形成闭环掌控测头紧要是靠水冷却，需要检查水冷是否良好。

3、射源箱是供应X射线的紧要设备，在日常维护时打开上面的查油孔螺栓检查高压绝缘油是否有漏油现象。

4、X射线源是用高压绝缘油作为冷却和绝缘使用，因此应做好设备的冷却工作。

5、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，需定期更换高压绝缘油。

6、保持射源箱的良好密封性不让其他油污或杂质混入避开高压绝缘油泄漏。

7、削减外界条件的影响，避开电焊弧光对X射线源的损害。

8、保证稳定牢靠的电源供应。

涂层测厚仪的特点有哪些涂层测厚仪是磁性、涡流一体的便携式覆层测厚仪，它能快速、无损伤、精密地进行涂、镀层厚度的测量。

既可用于试验室，也可用于工程现场。

测试测量114　｜　电气时代・２０１０年第３期・自动化系统工程专辑Ｔｅｓｔ　＆　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ图１ 测厚电气系统结构图Ｃ型架ＡＤＣ模块电离室校准板Ｘ射线发生器Ｘ射线控制单元ＤＩＦ模块Ｇａｕｇｅ　ＣＰＵＡＡ４６Ａ模块电气控制柜Ｓｙｓｔｅｍ　ＣＰＵＰＩＯ模块ＨＵＢ客户ＰＬＣ偏差输出测量状态信号生产线线速度量程状态系统状态钢卷信息请求钢卷信息应答操作台电脑维护操作台电脑东芝Ｘ射线测厚仪是一种以Ｘ射线为载体的非接触式厚度测量系统，在不接触和无破坏的条件下完成测量，该测量系统的设计重点在于可靠性和测量精度的改进，并且在努力减小时间常数的同时降低信噪比。

在该系统中，由Ｘ射线管在高压条件下产生Ｘ　射线，可以通过单独设定高压对辐射进行最优调整，而且停止高压放射立即停止，没有任何残余辐射。

并通过数据通信系统将所测结果的绝对值或偏差实时反馈给ＡＧＣ系统，为ＡＧＣ系统提供实时厚度偏差信号，以更好的控制带钢的厚度，信号的准确和灵敏度直接影响了轧制板材的厚度质量。

实践表明，其控制方式、通信方式均体现了较高的运行效率和可靠性，　整套装置在冷热轧线得到广泛应用。

东芝Ｘ射线测量系统的基本组成和原理东芝ＤＯＴＯＳＧＡＧＥ测厚仪主要由以下几个部件组成：主控制柜（ＥＣ）、Ｃ型架　、接线箱（ＤＣＢ）、维护计算机操作站ＨＭＩ、操作员计算机操作站ＨＭＩ、轨道和限位开关等组成。

１．　主控制柜（ＥＣ）主控制柜（ＥＣ）由ＳＹＳＴＥＭ　ＣＰＵ、ＤＩＦ模块、ＡＡ４６Ａ模块、ＰＩＯ模块、ＨＵＢ等组成。

２．　Ｃ型架Ｃ型架内有ＡＤＣ模块、电离室、校准板、Ｘ射线发生器和Ｘ射线控制单元等。

３．　Ｘ射线测量系统的原理电气系统结构如图１所示。

１）　Ｃ型架内Ｘ射线控制单元控制高压发生器产生稳定高压，作用到Ｘ射线管上激发射线，同时还接收Ｘ射线管的阳极电流、电压的反馈信号和系统给定的目标电流、电压信号，用以确保发射的是恒定的射线强度。

电离室把射线强度信号转换为微弱的电流信号，经放大传输单元完成前置放大和对数放大后通过ＡＤＣ模块转换成数字信号，送到电气控制柜进行材质补偿等相关补偿运算。

第35卷　第1期2011年1月冶金自动化M e t a l l u r g i c a l I n d u s t r y A u t o m a t i o nV o l .35　N o .1J a n .2011·综述与评论·X 射线测厚影响因素分析、技术进展及其在冶金工业中的应用(上)马　竹　梧(冶金自动化研究设计院,北京100071)摘要:主要叙述X 射线测厚仪的工作原理,分析射线强度、统计误差以及被测物的材质、温度、表面附着水层、倾斜角度等对测厚精度的影响及其克服方法。

叙述包括X 射线管、检测元件、控制电路、测量方式以及计算机应用等的进展。

最后介绍X 射线测厚仪的组成、主要性能的实例和在国内的使用情况,说明建立X 射线测厚仪产业的必要性并给出建立方法的建议。

关键词:X 射线测厚仪;厚度控制;板形中图分类号:T H 744.15　文献标志码:A 文章编号:1000-7059(2011)01-0001-05I n f l u e n c e f a c t o r a n a l y s i s a n dt e c h n i c a l p r o g r e s s o f X -r a y t h i c k n e s sm e a s u r e m e n t a n di t s a p p l i c a t i o n i nm e t a l l u r g i c a l i n d u s t r y (A )M AZ h u -w u(A u t o m a t i o n R e s e a r c ha n d D e s i g n I n s t i t u t e o f M e t a l l u r g i c a l I n d u s t r y ,B e i j i n g 100071,C h i n a )A b s t r a c t :P r i n c i p l e o f X -r a y t h i c k n e s s m e a s u r i n g m e t e r i s i n t r o d u c e d .I n f l u e n c e o f r a y i n t e n s i t y ,s t a t i s -t i c e r r o r ,d i f f e r e n t m a t e r i a l ,t e m p e r a t u r e ,s u r f a c e w a t e r l a y e r a n di n c l i n a t i o n a n g l e e t c .a r e a n a l y z e d ,a n d s o l u t i o n m e t h o d i s g i v e n .B e s i d e s ,p r o g r e s s i n X -r a y t u b e ,m e a s u r i n g c e l l ,c o n t r o l c i r c u i t ,m e a s u r i n g m e t h o d a n d c o m p u t e r a p p l i c a t i o ne c t .a r e p r e s e n t e d .C o m p o s i t i o n ,m a i n f u n c t i o n s a n d u s e e x p e r i e n c e o f X -r a y t h i c k n e s s m e t e r a r e d e s c r i b e d .A t l a s t ,n e c e s s i t y a n d h o wt o e s t a b l i s h X -r a y t h i c k n e s s m e t e r i n d u s t r y a r e s u g g e s t e d .K e y w o r d s :X -r a y t h i c k n e s s m e t e r ;t h i c k n e s s c o n t r o l ;s h a p e0　引言金属板带厚度是板带加工尺寸质量和用户需求的重要指标之一,也是工业生产中质量管理的主要指标之一。

关于X射线荧光镀层测厚仪产品的应用阐述
XRF指X射线荧光，是一种识别样品中元素类型和数量的技术。

用于在整个电镀行业范围内验证镀层的厚度和成分。

其基本的无损性质，加上快速测量和结构紧凑的台式仪器等优点，能实现现场分析并立即得到结果。

对于镀层分析，XRF镀层测厚仪将此信息转换为厚度测量值。

在进行测量时，X 射线管产生的高能量x射线通过光圈聚集，并照射在样品非常小的区域（该区域的大小为光斑尺寸）。

这些X射线与光斑内元素的原子相互作用。

XRF镀层测厚仪相机帮助用户准确定位测量区域。

某些情形下相机用于向自动操作模块提供图像信息，或包括放大图像以准确定位需要测量的区域。

样品可放置于固定或可移动的XRF镀层测厚仪样品台上。

快速或慢速移动对于找到测试位置很重要，随后聚焦于准确的区域进行测量。

工作台移动的精准度是带来测试定位准确的一个因素，并进提升仪器的整体准确度。

特点：
适应性设计，可对各种产品进行可靠分析
自动对焦和可选的程控台提高了准确性和速度
直观的 SmartLink 软件使测量和导出数据变得容易
多准直器设计为每个样品提供高准确性
选择适合应用的比例计数器或硅漂移检测器 (SDD)
符合行业规范，例如 IPC-4552A、ISO3497、ASTM B568 和 DIN50987
光学分析单层和多层镀层，包括合金层
简单的样品加载和快速分析可在几秒钟内提供结果。

x射线荧光测厚仪原理
X射线荧光测厚仪利用了X射线的特性。

当X射线照射到被测物体表面时，它们会被吸收或散射，但是一部分X射线将穿过物体进入物体内部。

如果物体是厚度均匀的，则从物体另一侧发出的X射线也是均匀的。

但是，如果物体存在厚度变化，则从物体另一侧发出的射线的强度也会发生变化。

X射线荧光测厚仪利用了这个原理，通过测量从物体另一侧发出的射线的强度变化来确定物体的厚度。

此外，荧光显微镜能够检测出特定物质比如钴、铜和铝等特征元素产生的光谱图。

通过测量这些光谱图，可以确定物体中这些元素的浓度。

这种技术非常适用于测量薄金属膜、化学与材料分析、及超薄物质积累量的测量。