摘要：本文對X射線測厚的原理進行了深入的分析研究與探討，并且詳細介紹了在冷軋機中如何利用測厚儀進行有效的高精度測量以及測厚儀在自動厚度控制中所起的關鍵性作用。
關鍵詞：合金補償；X射線；AGC系統；流量
1、前言
萊鋼1500mm六輥可逆冷軋機組是由大連一重設計制造，其功能是在常溫狀態(tài)下，將材質為電工鋼、普通碳素鋼和低合金優(yōu)質鋼，厚度為1.8～3.0mm的經過酸洗切邊后的熱軋帶卷，經過若干道次的軋制，使其成為具有所需厚度、表面粗糙度的各種規(guī)格的冷軋帶卷。為了進行厚度的精確檢測與控制，在軋機中必須使用檢測系統——測厚儀，它能夠精確的檢測帶鋼的厚度，并參與AGC的閉環(huán)控制，如何使其參與AGC的控制，達到工藝的高精度要求，在這里做一下簡單的探討。
2、測厚系統組成和基本原理
2.1系統組成
RM215-M1測厚系統的主要硬件包括：主控制臺（MC），EPOS操作員控制臺（OCC），操作員控制臺（EPOS OCC備選），C型架，軌道和限位開關，冷卻器等組成。主控制臺（MC）安裝在軋機電器室，主控制臺上帶有工程師EPOS，用于故障查詢、信息檢測、合金補償等、射線的開閉等功能，并且EPOS軟件執(zhí)行線性化算法，計算材料的厚度，把計算得厚度與設定厚度相比較，得出厚度偏差，EPOS的正常運行是整個測厚系統工作的前提，EPOS不僅僅對測厚儀主機傳過來的信號進行處理，還能以圖形、數字、曲線等形式顯示測厚儀的設定厚度、實測厚度、厚度偏差、報警等各種狀態(tài)，使有關人員可以隨時監(jiān)控、掌握測厚系統的運行情況，在主操作室，安裝操作EPOS，可以進行C型架的開進開出，射線快門的開閉等基本操作。其中在現場的測量硬件為C型架，C型架的主要部件是X射線源和探測器組成，萊鋼冷軋采用的是80kV射線源，完全可以達到測量精度的要求。
2.2測厚儀系統的測量原理：
X射線源產生X射線，通過要測量的材料之后，由探測器檢測射線。探測器發(fā)出與接收到的X射線強度線性對應的模擬輸出，通過屏蔽電纜以差分信號的形式傳輸至測厚儀的主控制臺。然后在主控制臺中，探測器信號傳輸到模擬I/O模塊，并在此進行采樣和數字化。軟件執(zhí)行線性化算法，計算材料的厚度，并生成模擬量偏差或厚度輸出。測量數據傳輸到EPOS顯示系統，并且通過網絡接口傳輸到過程控制器中，用來AGC控制。
2.3 X射線測厚原理：
當X射線通過材料后，透過的X射線的光譜區(qū)輻射將被該材料衰減。對于特定能量或波長，通過樣片的輻射量用下式給出：
3、測厚系統在軋機AGC控制系統中的應用
3.1具體應用
其中反饋AGC又稱監(jiān)控AGC主要是用于消除出口厚差。它是根據軋制出口側測厚儀測得的出口厚度偏差，對液壓壓下輥縫進行修正，使出口厚度達到目標值。
厚度偏差Δh與輥縫調節(jié)量ΔS1的對應關系為
ΔS1=Δh（Km+M）/ Km
M為軋件的塑性剛度
Km為軋機剛度，通常大于500-600kN/mm
由于測厚儀安裝于距軋機一定距離的位置上，是典型的純滯后控制系統，采用預估補償器改善系統的動靜態(tài)特性，監(jiān)控的控制周期t 應根據軋出帶鋼速度υ來取,即 t = L1/v
式中 L1－－軋機到機后測厚儀的距離；
v－－帶鋼軋出速度；
前饋AGC是根據軋制入口側測厚儀測得的入口厚度偏差，經過一定的延時后對輥縫進行修正，以消除入口厚度變化對軋出厚度的影響，延時時間是根據入口側測速脈沖編碼器的速度信號確定的。前饋 AGC把入口測測厚儀測得偏差ΔH 后存入前饋表（延遲表），延時后（待具有此ΔH的帶鋼段將進入軋機時）前饋控制液壓壓下，從而達到厚度控制的目的。
而秒流量AGC系統是根據軋制過程中流入軋機與流出軋機的帶鋼質量恒定的原理，(即通過測量帶材的入口速度V0和出口速度V1以及入口厚度h0，則出口厚度偏差Δh就被確定。)計算出正在軋制帶材的厚度偏差，以此偏差對輥縫進行修正，使軋機軋出的帶材保持較好的一致性。流量法測厚，既具有獲得瞬時出口厚度的優(yōu)點，又提高了測厚的精度，在存在的Δh1情況下，變形區(qū)流量方稱為：
V0*h0* = V1* h1
所以Δh1= h0- V0* h0* / V1*
上標帶 * 號的為實測值，而 h0 為設定值，此式相當于實測變形區(qū)出口處的瞬時Δh1， 用此Δh1進行反饋控制，得
ΔS3= K3Δh1（Km + M）/ Km
其中，V0為入口速度，V1為出口速度， SV為伺服閥， PI為調節(jié)器
流量AGC提供了較其它AGC方式更為有效的厚度補償方法，如果與監(jiān)控AGC、前饋AGC控制方式相配合將是最有效的厚度控制方案。為此，總的調節(jié)量為
ΔS=ΔS1+ΔS2+ΔS3
把測厚系統的高精度性與液壓AGC成熟的控制方法相結合，形成一整套的高精度的液壓AGC控制系統，完全達到了軋機的工藝控制精度的要求，本套系統也可以用于熱軋等需要檢測厚度的所有領域。
[1] RM215M1 中文手冊
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
