專利名稱：厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻系統(tǒng)，尤其涉及金屬板帶熱軋過程中帶材厚度/凸度在線測量裝置的冷卻系統(tǒng)，屬于金屬壓延加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
帶材厚度/凸度在線測量裝置廣泛應用于金屬板帶熱軋生產(chǎn)中，目的是實時獲得高精度的帶材中心厚度或帶材橫斷面的厚度分布，為厚度自動控制系統(tǒng)和板形自動控制系統(tǒng)提供高精度的測量值，而測量結(jié)果的精度直接影響控制的效果和精度，如圖1所示，厚度/凸度測量裝置系統(tǒng)配置示意圖。
測量裝置中X射線源及信號探測器對溫度的變化很敏感，溫度的變化將直接影響到X射線源及信號探測器中電子元器件的特性，會產(chǎn)生漂移，增大噪聲，并最終影響測量精度。另外，過高的溫度也將影響X射線源及信號探測器的使用壽命，為此在設(shè)計厚度/凸度在線測量裝置時都必須考慮配備有效的冷卻系統(tǒng)，以保持其溫度恒定。在熱軋生產(chǎn)過程中，被軋制的金屬板帶材溫度很高，板帶材在經(jīng)過厚度/凸度在線測量裝置時，產(chǎn)生大量熱輻射；另外X射線源在工作時也產(chǎn)生大量的熱量，這都將造成X射線源及信號探測器溫度的升高，從而影響測量精度。因此，保證測量單元溫度的恒定是保證測量精度的重要條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，旨在有效保證優(yōu)良的冷卻效果，控制X射線源及信號探測器溫度的恒定，確保系統(tǒng)可靠運行。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，其特征在于包括X射線源箱體冷卻系統(tǒng)和C形架內(nèi)壁水冷卻系統(tǒng)，所述X射線源箱體冷卻系統(tǒng)包括射線源冷卻管路和射線源恒溫冷卻箱，射線源冷卻管路設(shè)置在射線源箱體外壁的腔體內(nèi)，射線源冷卻管路包容射線源，冷卻管路串聯(lián)連接，射線源恒溫冷卻箱提供循環(huán)冷卻介質(zhì)，帶走X射線源工作時所產(chǎn)生的熱量；所述C形架內(nèi)壁水冷卻系統(tǒng)包括上水冷卻套、中水冷卻套、下水冷卻套和C形架冷卻箱，三個水冷卻套分別設(shè)置在C形架的上內(nèi)壁、中內(nèi)壁、下內(nèi)壁，從上到下由管路串聯(lián)連接，C形架冷卻箱提供循環(huán)冷卻水，冷卻水在水冷卻套內(nèi)循環(huán)流動，隔絕高溫金屬板帶材的熱輻射。
進一步地，上述的厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，所述X射線源箱體冷卻系統(tǒng)采用的冷卻介質(zhì)為水；所述射線源冷卻管路為曲線型設(shè)置，在射線源箱體兩外壁的腔體內(nèi)呈多行單回路排布，兩外壁間的冷卻管路進行串聯(lián)，冷卻介質(zhì)從一外壁口進、從另一外壁口出；所述射線源冷卻管路的材質(zhì)為紫銅。
再進一步地，上述的厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，所述上水冷卻套、中水冷卻套和下水冷卻套內(nèi)均設(shè)有隔板，使冷卻水順著隔板在三個水冷卻套內(nèi)呈反復S形曲線循環(huán)流動，所述水冷卻套的材質(zhì)為不銹鋼。
更進一步地，上述的厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，還包括C形架內(nèi)部風冷系統(tǒng)，在C形架上臂、中臂及下臂的內(nèi)部均構(gòu)建有風冷通道，風冷通道通入風冷介質(zhì)，從相應出氣口排出；所述風冷介質(zhì)為干燥的壓縮空氣。
本發(fā)明技術(shù)方案的突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在X射線源箱體外壁循環(huán)恒溫冷卻系統(tǒng)將X射線源工作過程中產(chǎn)生的熱量完全帶走，C形架內(nèi)壁水循環(huán)冷卻系統(tǒng)則有效隔絕高溫金屬的熱輻射，有效控制C形架內(nèi)部的溫升，同時C形架內(nèi)部通壓縮空氣也帶走一部分熱量；由于綜合采用直接帶走熱量、隔絕熱輻射、在C形架內(nèi)部通壓縮空氣形成空氣流動等三重冷卻方式，冷卻效果佳；且由于C形架內(nèi)部通壓縮空氣不僅加速了內(nèi)部空氣的流動，帶走部分內(nèi)部元器件產(chǎn)生的熱量，保持內(nèi)部干燥，而且有效提高內(nèi)部元器件的使用壽命。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明圖1厚度/凸度測量裝置系統(tǒng)配置示意圖；圖2本發(fā)明厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)配置示意圖；圖3本發(fā)明X射線源箱體冷卻結(jié)構(gòu)的主視圖；圖4本發(fā)明X射線源箱體冷卻結(jié)構(gòu)的左視圖；圖5本發(fā)明水冷卻套的主視圖；圖6本發(fā)明水冷卻套的左視圖。
圖中各附圖標記的含義見下表

具體實施方式
圖1所示，厚度/凸度測量裝置系統(tǒng)配置，主要包括X射線源部分、探測器部分、電氣控制部分、機械部分、凸度檢測信號處理單元、人機界面部分。
輻射測量的工作原理是，利用射線在金屬內(nèi)的衰減(或材料對輻射的吸收)特性來測量帶材的厚度。由輻射源發(fā)出的X射線或同位素放射線，穿透被測帶材，輻射能部分被吸收，位于帶材另一側(cè)的探測器測定輻射強度。探測器將檢測到的輻射強度信號轉(zhuǎn)換為與帶材厚度成比例的電流信號并輸出到信號處理計算機，信號處理計算機經(jīng)過計算得出被測帶材的厚度。
X射線源部分包括X射線源驅(qū)動系統(tǒng)和X射線管系統(tǒng)，用于產(chǎn)生所需要的X射線；X射線驅(qū)動系統(tǒng)由主控制板和功率驅(qū)動板及電源三大部分組成，其中主控制板用于產(chǎn)生X射線的高壓和電流脈寬調(diào)制信號，并采集射線高壓和電流的反饋信號，進行誤差比對后實現(xiàn)閉環(huán)控制調(diào)節(jié)，保持射線源能量的穩(wěn)定。
探測器部分包括九套探測器，用于接收所對應的X射線源產(chǎn)生的X射線，探測器微弱的電流信號經(jīng)過一級放大、濾波后再傳送給凸度儀控制系統(tǒng)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。
電氣控制部分用于測量信號的處理、X射線源工作狀態(tài)的控制、內(nèi)部標定的操作與處理、凸度儀的操作與控制等。
內(nèi)部標定箱用于凸度儀測量精度的校正，每隔8小時校正一次，以保持凸度儀較高的測量精度。
機械部分包括C形架及其驅(qū)動裝置，由電機驅(qū)動C形架橫向移動，進入或退出軋制線。
凸度檢測信號處理單元用于測量信號的處理、轉(zhuǎn)換和輸出。
如圖2所示厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，包括一套X射線源箱體冷卻系統(tǒng)和一套C形架內(nèi)壁水冷卻系統(tǒng)及一套C形架內(nèi)部風冷系統(tǒng)。X射線源箱體冷卻系統(tǒng)包括射線源冷卻管路12和射線源恒溫冷卻箱10，射線源冷卻管路12設(shè)置在射線源箱體外壁的腔體內(nèi)，射線源冷卻管路包容射線源，射線源的冷卻管路串聯(lián)連接，射線源冷卻箱10提供循環(huán)冷卻介質(zhì)，從而帶走X射線源3工作時所產(chǎn)生的大量熱量。C形架內(nèi)壁水循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括上水冷卻套4、中水冷卻套5和下水冷卻套6，三個水冷卻套分別設(shè)置在C形架的上內(nèi)壁、中內(nèi)壁、下內(nèi)壁，由管路將三個水冷卻套從上到下進行串聯(lián)連接，C形架冷卻箱9提供循環(huán)冷卻水，從而有效隔絕高溫金屬板帶材7的熱輻射。在C形架上臂、中臂及下臂的內(nèi)部均構(gòu)建有風冷通道，風冷通道通入干燥壓縮空氣，從相應出氣口排出；既進行冷卻，同時保持內(nèi)部干燥，有利于提高內(nèi)部所安裝元器件的使用壽命。C形架2在電機1驅(qū)動下可以橫向移動，進入或退出軋制線。
如圖3、圖4所示X射線源箱體冷卻結(jié)構(gòu)示意圖，冷卻管路1 2為曲線型設(shè)置，材質(zhì)選用紫銅，設(shè)置在射線源箱體14與側(cè)蓋板19的腔體內(nèi)，呈多行單回路排布，兩外壁間的冷卻管路通過兩側(cè)連接銅管18進行串聯(lián)，冷卻水從外壁冷卻水進口16流進、從外壁冷卻水出口17流出，射線源箱體14配有箱蓋13，箱蓋13上設(shè)有手柄11；冷卻系統(tǒng)采用的冷卻介質(zhì)為水。對于測厚儀來說只有一個射線源，而對于凸度儀來說則有多個射線源，將多個射線源的冷卻管路串聯(lián)起來。此冷卻方式即使內(nèi)部漏水也不會對射線源造成損壞。該水冷系統(tǒng)將X射線源工作過程中產(chǎn)生的熱量帶走，保持射線源的溫度恒定。
在C形架的上內(nèi)壁、中內(nèi)壁、下內(nèi)壁分別設(shè)置有上水冷卻套4、中水冷卻套5和下水冷卻套6，三個水冷卻套的基本設(shè)計原理相似，順應C形架上中下壁的形狀作結(jié)構(gòu)上的調(diào)整。如圖5、圖6所示C形架內(nèi)壁水冷卻套結(jié)構(gòu)示意圖，水冷卻套23內(nèi)設(shè)有隔板22，冷卻水從側(cè)壁冷卻水進口20流進，冷卻水順著隔板在水冷卻套內(nèi)呈反復S形曲線循環(huán)流動，再從側(cè)壁冷卻水出口21流出，管接頭24設(shè)置在水冷套23的側(cè)面；由管路將三個水冷卻套從上到下串聯(lián)連接；冷卻套有效隔絕高溫金屬對C形架內(nèi)部的熱輻射。水冷卻套的材質(zhì)為不銹鋼，保持循環(huán)水清潔干凈。三個水冷卻套的技術(shù)構(gòu)思相同，這里故不作重復描述。
值得注意的是，厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)還包括C形架內(nèi)部風冷系統(tǒng)，在C形架的上臂、中臂及下臂的內(nèi)部均構(gòu)建有風冷通道，風冷通道通入干燥的壓縮空氣進行冷卻，氣體由出氣口30排出；既保持內(nèi)部干燥，也有利于提高內(nèi)部元器件的使用壽命。
本發(fā)明冷卻系統(tǒng)成功應用于2400型熱軋機的三射源九探測器多通道X射線凸度儀上，由于綜合采用了直接帶走熱量、隔絕熱輻射、C形架內(nèi)部通壓縮空氣形成空氣流動等三重冷卻方式，應用表明，顯著提高了冷卻效果，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，冷卻效果好。
以上通過具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作了進一步說明，給出的例子僅是應用范例，不能理解為對本發(fā)明權(quán)利要求保護范圍的一種限制。
權(quán)利要求
1.厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，其特征在于包括X射線源箱體冷卻系統(tǒng)和C形架內(nèi)壁水冷卻系統(tǒng)，所述X射線源箱體冷卻系統(tǒng)包括射線源冷卻管路和射線源恒溫冷卻箱，射線源冷卻管路設(shè)置在射線源箱體外壁的腔體內(nèi)，射線源冷卻管路包容射線源，冷卻管路串聯(lián)連接，射線源恒溫冷卻箱提供循環(huán)冷卻介質(zhì)，帶走X射線源工作時所產(chǎn)生的熱量；所述C形架內(nèi)壁水冷卻系統(tǒng)包括上水冷卻套、中水冷卻套、下水冷卻套和C形架冷卻箱，三個水冷卻套分別設(shè)置在C形架的上內(nèi)壁、中內(nèi)壁、下內(nèi)壁，從上到下由管路串聯(lián)連接，C形架冷卻箱提供循環(huán)冷卻水，冷卻水在水冷卻套內(nèi)循環(huán)流動，隔絕高溫金屬板帶材的熱輻射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述X射線源箱體冷卻系統(tǒng)采用的冷卻介質(zhì)為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述射線源冷卻管路為曲線型設(shè)置，在射線源箱體兩外壁的腔體內(nèi)呈多行單回路排布，兩外壁間的冷卻管路進行串聯(lián)，冷卻介質(zhì)從一外壁口進、從另一外壁口出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述射線源冷卻管路的材質(zhì)為紫銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述上水冷卻套、側(cè)水冷卻套和下水冷卻套內(nèi)均設(shè)有隔板，冷卻水沿著隔板在水冷卻套內(nèi)呈反復S形曲線循環(huán)流動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，其特征在于還包括C形架內(nèi)部風冷系統(tǒng)，在C形架上臂、中臂及下臂的內(nèi)部均構(gòu)建有風冷通道，風冷通道通入風冷介質(zhì)，從相應出氣口排出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述風冷介質(zhì)為干燥的壓縮空氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及厚度/凸度測量裝置冷卻系統(tǒng)，包括一套X射線源箱體外壁冷卻系統(tǒng)和一套C形架內(nèi)側(cè)壁水冷卻系統(tǒng)及一套C形架內(nèi)部風冷系統(tǒng)，X射線源箱體外壁冷卻系統(tǒng)的冷卻管路設(shè)置在射線源箱體外壁的腔體內(nèi)，冷卻管路包容射線源，射線源的冷卻管路串聯(lián)連接，帶走X射線源工作時產(chǎn)生的大量熱量；C形架的上內(nèi)壁、中內(nèi)壁、下內(nèi)壁分別設(shè)置有上水冷卻套、中水冷卻套和下水冷卻套，三個水冷卻套從上到下由管路串聯(lián)連接，有效隔絕高溫金屬板帶材的熱輻射；C形架內(nèi)部通干燥壓縮空氣進行冷卻，保持內(nèi)部干燥，提高元器件的使用壽命。本發(fā)明綜合采用直接帶走熱量、隔絕熱輻射、C形架內(nèi)部通壓縮空氣形成空氣流動三重冷卻方式，顯著提高冷卻效果，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。
文檔編號G01B15/00GK1958184SQ20061009794
公開日2007年5月9日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者楊雙成, 李船林, 李國軍, 張猛 申請人:蘇州有色金屬加工研究院