为了在双X射线源、双电离室阵列探测器构成的热轧钢板凸度仪系统中重建钢板横截面的厚度分布,必须对钢板横截面的两个边缘进行准确计算。本研究基于实际构建的凸度仪系统,应用X射线在物质中衰减的规律,对X射线在钢板边缘处的衰减进行准确建模,并利用对应于钢板边缘的探测器的输出信号,完成了钢板横截面边缘的准确计算。研究结果表明,利用该算法得到的钢板边缘正是钢板边缘的中点位置,边缘计算的算法准确。

X射线热轧钢板凸度仪利用双X射线源、双排电离室阵列探测器获取钢板横截面厚度分布的两组投影数据。本文利用双X射线源与双排阵列探测器的几何布局,以及对钢板横断面厚度分布连续性的先验条件,使用钢板横断面厚度分布的两组投影数据,在钢板横断面两边缘位置确定后,完成对钢板横断面厚度分布的重建。该重建算法目前已在实际的凸度仪系统样机中使用。

在双X射线源、双电离室阵列探测器构成的钢板凸度仪系统中,射线源、探测器阵列以及钢板之间的位置关系（凸度仪的机械参数）,是决定系统精度的关键因素之一。本研究基于实际的凸度仪系统,结合X射线源的实际张角能力,利用噪声分析的方法,研究系统的机械参数对测量精度的影响规律。通过对该影响规律的分析,即可根据系统精度需求、所需达到的分辨率,以及X射线源的张角大小,获取优化的凸度仪机械参数。在凸度仪样机的构建过程中,该方法得到了实际应用。

X射线板带材凸度检测系统采用双X射线源和双排充气电离室探测器,对热轧生产线上的钢板进行厚度和凸度等参数的检测,X射线的能量和强度是决定钢板测厚精度的重要因素。为了保证测量精度,本文依据国标GB/T 15636—2008假定由统计涨落引入的测厚误差应小于±0.06%,在X光机管电压为180 kV、电流为11 mA的情况下,从理论上估算了满足以上精度探测器输出的最大相对标准偏差,通过实验对测厚范围内的钢板进行测量,计算出各路探测器输出在不同厚度钢板时的相对标准偏差。实验结果表明,在满足系统测量速度的情况下,通过对几个原始数据进行平均,可使统计涨落小于理论估算值。X光机设置的管电压和管电流参数满足测厚精度的要求。

用一定厚度的校准片进行标定,是X射线测厚设备使用前必须完成的关键工作。选取的校准片越多,系统标定曲线的精度越高,但同时成本也会随之增加。本文以实际构建的X射线热轧钢板凸度测量系统为研究对象,通过TASMIP方法生成X射线能谱,用该能谱对射线经过钢板的衰减规律进行分析,完成了对校准片选取的仿真计算。给出了实际中可应用的厚度序列实例。

双X射线源、双电离室探测器阵列构成的热轧钢板凸度仪,其机械部件多、尺度大,加工和安装难度高。在加工和安装过程中不可避免地存在误差,且误差会逐渐累积,表现为机械参数与设计值有偏差。本文基于实际凸度仪系统,研究机械参数的精度对凸度仪测量精度的影响规律。结果表明,适当加大射线源间的距离,以及提高射线源相对探测器的位置,可降低机械参数的精度对测量精度的影响;同时,如果系统的测量精度为0.1%,在忽略准直等问题后,则允许的机械加工的精度范围在数十mm。