《清华大学液压AGC自动测厚仪四型双机说明书1.4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《清华大学液压AGC自动测厚仪四型双机说明书1.4（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1一、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 QHD6 型 100 或 130 四个大气压充氙高压薄窗电离室和静电计组成。电离室的灵敏度为 7.210-81.0 107 A/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
2、，偏差值以及模拟偏差信号。二、工作原理1 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 射线源。光子能量为 59.5keV，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 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 109 A10 8 A 量级。通过静电计转变为电压信号。V H4 1U(d)531. 电离室2. 静电计3. 被测钢板4. 241Am 源5. 屏蔽准直器图 1探
3、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 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。钢板的半减弱层大约为 0.8mm。也就是钢板厚度每增加 0.8mm，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 U022T= Ln 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1) 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-
4、910 -8A 的电离电流转变成 05V 电压。2) 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。a.电源是 50W24V 开关电源。b.输入隔离板包括隔离电源、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。c.输出隔离板包括隔离电源和隔离放大器，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。d.开关量光耦把计算机输出的数字信号和现场信号或控制计算机隔离开，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。3) 计算机由 A/D
5、变换和 D/A 变换多功能板 PCLabcardPCL-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。C1 RH1. 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11 97IPC-610H8触摸屏4 6D/A5 10326A/D310. 厚度控制计算机11. 现场显示器图 2方框图四、技术指标1量程：4 位数字指示，钢板最大测量厚度 4mm。2 灵敏度：最后一位指示 0.001
6、mm。3 指示误差：小于等于|0.2%|或2m，在校正点小于等于|0.1%|或1m。4 采样时间：25 次/秒，或根据用户要求设计最快可达 50 次/ 秒。5 响应时间：50 毫秒，或根据用户要求最高到 20 毫秒。6 温度稳定性：环境温度 050读数变化小于0.2%。7 电压稳定性：电网电压变化 10%，读数变化小于0.1%。8 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） 。9 偏差模拟输出：100mV/um 或 50mV/um 。五、安装方法及注意事项a) 根据现场条件，准备好探头移动导轨、C 形架及仪器台架
7、。b) 准备好交流稳压器，保证供电波动在 220 伏10%以内。c) 电缆线应通过铁管由控制室连到现场。d) 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。当仪表架和轧机架不能连成一体时仪表部分要与仪表架绝缘。e) C 形架附近要有明显的、统一的放射性标志，仪表要有专人保管和检修。f) 测厚仪停止使用时要把 C 形架和车间门上锁，以防放射源丢失。g) 测厚仪退役时要通过当地主管部门并与我院取得联系，切不可自行处理。六、软件使用说明QNT 4 型测厚仪计算机监控系统使用了工控机 触摸屏的配置，不需要键盘和鼠标，软件的人机界面设计全部采用菜单式操作，使用中直接在屏幕上点击按钮即可。确认
8、系统的电缆及电源线连接正确后，可按一下计算机电源开关打开计算机。计算机上电后，开始引导 Windows2000 操作系统，系统在启动完毕时将自动调入监控软件画面，如图 3 所示。参考图 3，监控系统软件的人机界面分为三个区域：系统时钟区、操作区、操作提示区。系统时钟区显示软件名称及当前的系统时间；操作区是唯一的用户可操作的区域，后面将介绍其详细的使用方法；操作提示区将根据目前画面的内容，给出简明的操作提示，以引导用户执行正确的操作。4下面从主菜单开始详细介绍该监控软件的使用。主菜单包含 8 个操作按钮和 1 个程序关闭按钮。参考图 3，8 个按钮分为 3 层，分别对应为管理层（棕黄色） 、现场
9、调试层（蓝色） 、现场操作层（绿色） 。1）管理层的操作包括设置系统参数及进行生产管理，进入管理层操作需要输入系统密码，如图 4 所示，从弹出窗口的数字键盘上输入系统密码，系统密码为 4 位数字，出厂时的默认密码为“1234” 。2）现场调试层的操作包括测厚仪标定和测厚仪校零。因为测厚仪在现场使用一段时间后，粉尘及其他的环境因素会影响仪器的测量精度，现场调试的目的是维护测厚仪始终工作在高精度状态，两台测厚仪的标定和校零需要分别进行。 （注意：这里的标定和校零操作针对某种特定材料的参数，因此，只有在“用户参数”窗口内为 2 台测厚仪选定了材料后，相应的操作才可用。 ）3）现场操作层有两个用户最常
10、用的操作：修改用户参数和进入系统运行的监控画面。需要关闭监控程序时，可以按下红色的“退出程序”按钮，在弹出的窗口中再按下确认按钮，如图 5 所示。接下来介绍有关的具体操作。图 3 主菜单系统时钟操作区操作提示5图 4 输入系统密码 图 5 退出程序1 系统参数设定本监控软件中用户可以设定 4 个系统参数（参考图 6）：绝对值数字滤波次数、设定输出内容、设置值选择、设定长度系数，点击蓝色按钮可以修改相应的系统参数。软件提供的绝对值数字滤波次数的可选范围为 120，数值越小，测量值的刷新频率越快。设定输出内容有两种选择：绝对值和偏差值，该设置影响系统测量值的显示形式。设置值选择决定用户如何输入生产
11、的目标厚度值，可以从屏幕输入或外设定。长度系数用于设定现场发送的脉冲信号频率与待测材料长度之间的关系。本监控程序同时控制两台测厚仪，点击图 6 中操作窗口最上面的“设定 1测厚仪”和“设定 2测厚仪”可以在两台测厚仪之间切换，被选中测厚仪的参数将变亮显示。系统参数设定中包括设定数据记录的格式，参考图 6 中操作窗口最下面的两个按钮，点击“时间” （或“长度” ）按钮，可以修改数据显示方式以长度（或时间）为单位，点击右边的按钮时，可以修改数据记录密度，即 1,2 , 10 /米，或 5,10, , 50 /秒。图 6 系统参数 图 7 生产管理2 生产管理生产管理的功能分成 3 类（参考图 7）
12、：数据管理、材料管理和修改系统密码。1）数据管理包括查看操作日志、查看生产数据、查看监测数据。操作日志记录了用户在计6算机上进行过的所有操作及操作时间；生产数据是比较重要的数据，记录了完整的生产结果，其记录格式由用户设定，如何设定记录格式可以参考 5. 生产运行；计算机开始工作后将自动连续地记录两台测厚仪的测量结果，形成监测数据，记录频率为每分钟 10 个数据。这三种数据一起为管理者提供了详细的原始数据，为日后的生产分析提供了依据。监控计算机系统每天自动生成 3 个系统文件分别记录上面的 3 种数据，文件以日期命名，采用不同的后缀加以区别。3 种“查看”操作有一致的界面，这里仅以查看操作日志为
13、例。按下“查看操作日志”按钮后，系统将弹出一个文件选择对话框，选择合适的文件后，系统将进入历史数据显示画面。历史数据显示画面分两种：文本显示和曲线显示。操作日志和监测数据以文本形式显示，如图 8.1，当窗口内的数据过多时，可以选择时间段显示。用户也可以将数据打印出来，打印输出时仅输出显示在历史数据窗口内的数据，而不是整个数据文件。生产数据以曲线形式显示，如图 8.2 所示，并给出必要的数据统计结果。点击 1测厚仪右边的下拉框，可以选择查看 1测厚仪或 2测厚仪的生产数据。点击时间段右边的下拉框，可以按数据记录的时间段选择待显示的数据。曲线显示可以以绝对值或偏差值显示（使用右上角棕黄色按钮切换）
14、 ，或缩放时间轴（使用右上角蓝色按钮调整） 。可以打印输出当前窗口。图 8.1 历史数据文本显示 图 9 材料名称设置7图 8.2 历史数据曲线显示2）材料管理包括材料名称的设定及材料测量参数的初始标定。不同的材料有不同的测量参数，监控计算机系统可以为每台测厚仪保留 16 种材料的设置。在出厂时，系统设置所有的材料为未定材料。用户在使用本测厚仪时，首先需要进入“材料名称及设置”窗口设置材料名称，参考图 9，用户点击某一材料名后，将弹出一个小键盘，供用户输入字母（分大小写） ，数字和连字符“-” 。当输入字母时，用户可以连续点击某一键，共用该键的三个字母将依次出现，得到期望的字母后可以按“= ”
15、键继续下面的输入。材料名称设定后，用户需要对该材料进行一次初始标定。两台测厚仪使用相同的材料名称，但需要分别进行标定。进行初始标定时，用户需要准备 4 块具有标准厚度的材料样板，系统推荐的厚度为 0.5，1.0，2.0，3.5 毫米。进入初始标定的操作窗口后，用户需要首先选择材料，参考图 10，只可以选择已经设定了名称且未经过初始标定的材料；选择材料后，系统会提示用户“请按“开始”按钮，开始校零操作” 。标定的第一步是系统校零，用户不要放任何材料，直接点“开始”按钮，进行校零操作。用户可以点击“试验时间”按钮调整标定的时间，试验时间长可以保证计算机在系统稳定后再读数，提高精度。上述设置完成后，就可以点击“开始”按钮开始标定，屏幕会以进度条形式显示标定的过程。校零结束后，系统会提示“请插入一块毫米的进行第 2 步标定！” 。插入材料样板后，用户需要输入精确的标定厚度值，参考图 11，可以从弹出的小键盘中输入。重复上述过程，直至系统提示标定结束。完成材料的初始标定后，计算机会把该材料的测量参数存入系统中，该参数关机后继续保存，可以长期使用。如果希望重新标定某一材料，可以在设置材料名称的窗口中将该材料名称前的 去掉，参考图9，有 表示该材料已经进行了初始标定，两排 分别对应1测厚仪和2测厚仪。3）修改系统密码时计算机会提示用户连续两次
