[发明专利]一种使用γ射线在线测量热轧金属管材壁厚的装置

权利要求书

1.一种使用γ射线在线测量热轧金属管材壁厚的装置，其特征在于：

有可水平移动的现场测量C型箱，γ射线探测器，CCD摄像头，放射源，含PLC和测量信号转换单元的现场控制箱，工控机主机柜，交换机，数据库服务器，终端机，现场冷却循环水路、气路，红外测温仪，

现场所有测量部件；γ射线探测器、CCD摄像头、放射源、含PLC和测量信号转换单元的现场控制箱均置于C型箱内，该C型箱内设有冷却水循环水箱，C型箱内设置有测温元件，测温元件连接报警装置；放射源和γ射线探测器排列在生产线被测物热轧金属管通过的相对上下位置；

γ射线探测器连接A/D转换器，A/D转换器连接工控机主机，同时工控机主机连接红外测温仪和CCD摄像头；经数据分析处理后得出被测管材的壁厚数据，工控机主机连接数据库服务器；工控机主机连接TCP/IP局域网络，TCP/IP局域网络连接个操作室的终端机。

2.根据权利要求1所述的一种使用γ射线在线测量热轧金属管材壁厚的方法：射线穿透被测物，有部分射线被吸收，未被吸收的部分射到探测器，使其中的气体电离，产生电流；该电流经微电流放大器放大为电压信号，信号进入测量信号转换单元进行A/D转换，采样时间为5ms，转换成的数字信号每20ms向主机发送；

经过探测器输出得到的测量电压信号根据理论推导，与厚度有如下关系：

T＝(1/μ)·Ln(V₀/V)    (1)

式中，T是厚度，μ是材料密度，V₀是零点电压，即无测量物时的电压值，V是测量电压，即有测量物时的电压值，Ln代表自然对数；

在实际使用中，为了确保γ射线测厚仪的测量精度，需对式(1)进行吸收修正、密度修正、温度修正和实际标定修正；同时，由于管材与板材几何形状的不同，还要必须进行外径修正、位置偏心修正；则式(1)变为式(2)

T＝{(1/μ)·Ln(V₀/V)+C_U}(1+C_ρ)(1+C_T)(1+C_d)(1+C_w)(1+C_b)    (2)

式中：C_U为吸收曲线线性修正值；C_ρ为密度修正值；C_T为温度修正值，C_d为外径修正值；C_w为位置偏心修正值；C_b为实际标定修正值；

公式中T为射线穿透整个管材界面的壁厚，最终单壁厚壁厚值应为T_1/2；

T_1/2＝T/2。

3.根据权利要求2所述的一种使用γ射线在线测量热轧金属管材壁厚的方法：使用γ射线在线高精度测量热轧金属管材壁厚的装置，配以高精度CCD摄像头实时采集管材偏心数据以供偏心修正计算。