锌层测厚仪在镀锌线上的应用

　　锌层测厚仪是包头钢铁集团公司薄板厂镀锌生产线中一个非常重要的在线测量设备。它通过对锌锅出口镀锌板上下锌层厚度的测量，调整气刀的动作，将锌层的厚度控制在设定值的允许偏差范围内。

　　通过实际应用表明，锌层测厚仪既能提高成材率，又能有效控制原料锌锭的损耗，测量准确，能满足生产的要求。利用此设备测量能使生产线生产出质量合格的优质冷轧镀锌板坯，以满足市场需要，为公司创造良好的经济效益。下面对锌层测厚的原理、测厚仪系统的组成和各部分的作用、系统控制过程以及数据通信进行详细介绍，以使现场生产人员能够更好地了解和掌握这套新的测量控制系统，使之更好地服务于生产。

　　1 锌层测厚原理

　　1. 1 X 射线产生方法

　　X 射线的产生有 2 种方法: 带电粒子轰击法和电磁辐射法。我们使用的 X 射线的产生采用带电粒子轰击法，其原理为: 在高度真空的 X 射线管内，灯丝通电后发光发热产生能溢出的电子。电子在阴阳极的高压作用下高速运动产生电子流，电子流轰击靶金属钨，一部分使靶温升高，另一部分辐射出光子的能量。根据光子能量公式：

　　压; λ 为光波频率。

　　运算后可得: 波长 λ = 1 240/v，单位为 nm( 纳米) 。可见 X 射线的波长与靶的材料无关，与电压成反比例函数。

　　1. 2 X 射线被物质吸收的规律

　　X 射线射入物质后与物质发生相互作用，表现在一方面产生光电效应，另一方面产生散射。对于射入物质的窄束 X 射线，就其前进方向来讲，都可以看成是 X 射线被物质吸收。产生光电效应的 X光子真正被物质吸收，而被物质散射的 X 光子脱离射线束向四周散失，X 射线束在物质中沿直线方向传播的光子数越来越少。X 射线被物质吸收的规律符合下面的公式:

　　式中，J 为辐射后粒子流密度; J0为辐射前粒子流密度; um为质量衰减系数; u1为衰减系数; ρ为元素的密度; x 为板带厚度。

　　测厚仪 X 射线电压固定不变，即 J0已知，J 的运算是板带厚度的指数方程。

　　1. 3 X 射线测量原理

　　X 射线测量原理如图 1 所示。

　　锌层测厚仪采用 X 射线非接触式测量的方法，这种方法可以实现连续实时地在线测量。由于 X荧光射线打在基板上和锌层上产生荧光强度不同，所以在电离室前加入滤膜将锌层反射回来的 X 荧光射线滤除，只保留基板反射回来的 X 荧光射线，测量系统再根据电离室接收的 X 荧光射线的强弱输出相应的电流值变化。输出电流经过测量传感器放大板放大，转换成相应的电压值，此值再经过CPU 计算后，得出基板上锌层的厚度，这样就实现了实际的锌层测量[1]。