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您的位置:首頁(yè)>>技術(shù)文章詳細(xì)信息鋼鐵工業(yè)在線X射線測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用
2011/1/5 11:09:02 (瀏覽次數(shù):2011/1/5 11:09:02)
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1 X 射線產(chǎn)生原理
由于產(chǎn)生的X 射線是連續(xù)譜,X 射線在穿過射線管窗口材料時(shí),低能部分的射線及低能特征射線容易被吸收,能譜的譜線發(fā)生變化,如圖2 和圖3 所示。 2.1 X 射線測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 2.1.1 測(cè)量精度和分辨率高,統(tǒng)計(jì)噪聲低 無論射線源采用何種方式,射線的產(chǎn)生都是隨機(jī)的,并服從統(tǒng)計(jì)分布,存在統(tǒng)計(jì)漲落,根據(jù)射線衰減公式,可以得到: 式中:μ表示被測(cè)物質(zhì)的吸收系數(shù);τ表示探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間;Ks 表示探測(cè)器特征系數(shù);I 表示初級(jí)X 射線的強(qiáng)度;T 表示被測(cè)材料的厚度。 從式(4)可以知道,厚度的影響與射線的強(qiáng)度I 有關(guān)。對(duì)于同位素放射源其強(qiáng)度不能無限制地增加,射線源強(qiáng)度的增加會(huì)造成輻射防護(hù)難度的增加,電離輻射危險(xiǎn)性增大,另一方面放射源本身存在自吸收效應(yīng),射線源強(qiáng)度越大,自吸收效應(yīng)越大。而根據(jù)公式(2),增加X 射線管的高壓和陰極絲電流就可快速地增加射線的強(qiáng)度,來達(dá)到降低噪聲的目的,對(duì)于相同的噪聲等級(jí),X 射線源的響應(yīng)速度也可以提高。 假設(shè)在厚度為0 時(shí)的噪聲值為SN0,則厚度為X 時(shí)的噪聲為: 根據(jù)式(5),可以方便地計(jì)算出對(duì)于任意厚度時(shí)的相對(duì)統(tǒng)計(jì)噪聲,相對(duì)統(tǒng)計(jì)噪聲與半厚度值(射線強(qiáng)度衰減到一半時(shí)的厚度值)之間的關(guān)系如圖4 所示,其最小值時(shí)的厚度為2.9 倍半厚度值。對(duì)于使用放射性同位素測(cè)量的設(shè)備,由于射線的能量是單一的,其最佳測(cè)量厚度值是2.8 倍半厚度值,是固有的物理特性;對(duì)于X 射線測(cè)量設(shè)備通過調(diào)整能量,使設(shè)備在整個(gè)量程內(nèi)的統(tǒng)計(jì)噪聲保持在較低的水平。 使用X 射線技術(shù)進(jìn)行濃度、化學(xué)成分分析時(shí),射線源的能量和強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)顯得尤為重要。在進(jìn)行化學(xué)分析時(shí),一般是利用X 射線的熒光效應(yīng),通過對(duì)被測(cè)化學(xué)元素的原子激發(fā)產(chǎn)生該種元素的特征譜線,但被測(cè)元素的激發(fā)譜線容易受到其它元素譜線的影響,從而降低了系統(tǒng)的檢測(cè)精度,可以利用X 射線的能量調(diào)節(jié)和濾片技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)特有元素的譜線激發(fā),而不激發(fā)或降低其它元素的激發(fā),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特有元素的高精度測(cè)量。 2.1.3 使用上更安全和可靠。 X 射線是加速的熱電子碰撞陽(yáng)極靶產(chǎn)生的,因此在切斷電源后便沒有任何射線,而同位素放射源是密封在源罐中,即使關(guān)閉射線源的快門也存在一定劑量的泄露射線,不利于人身和設(shè)備的安全。 2.2.1 高壓范圍限制 X 射線的能量取決于施加的高壓,由于受技術(shù)的限制,高壓不能不受限制地增加。在熱軋生產(chǎn)線上使用的X 射線源高壓一般為160 kV,冷軋使用100 kV 左右,相對(duì)于放射性同位素發(fā)射出的γ射線而言如表1 所示,其能量要小得多,因此穿透物質(zhì)的能力不如放射性同位素,目前鋼鐵工業(yè)上的X 射線源的高壓最高在200 kV 左右,如果再增加高壓會(huì)帶來制造和維護(hù)成本的增加,因此在寬厚板等工廠,厚度和凸度的測(cè)量通常都是采用放射性同位素方法。 表1 常用放射性同位素的射線能量 加速熱電子在碰撞陽(yáng)極靶過程中,99%的能量轉(zhuǎn)換成熱量,只有1%轉(zhuǎn)換成X 射線,因此在陽(yáng)極靶上產(chǎn)生的熱量很大,必須對(duì)其進(jìn)行冷卻,冷卻效果的好壞直接影響到設(shè)備的測(cè)量精度和使用壽命。在實(shí)際使用過程中經(jīng)常受到水質(zhì)、管路等影響,使冷卻效率下降。 2.2.3 吸收系數(shù)的變化 由于X 射線的能譜為連續(xù)譜,低能部分很容易被吸收,造成能譜的偏移,即X 射線的硬化現(xiàn)象,如圖6 所示,其結(jié)果是射線能量和強(qiáng)度都發(fā)生變化,不象放射性同位素在穿透物質(zhì)時(shí)只是強(qiáng)度發(fā)生變化,而能量不會(huì)發(fā)生變化,這種變化的結(jié)果造成在X 射線能量不同時(shí)吸收系數(shù)不同。 不同元素吸收系數(shù)與射線能量的關(guān)系如圖7 所示,橫坐標(biāo)為射線能量,縱坐標(biāo)為吸收系數(shù)。 2.2.4 探測(cè)器要求的增加 目前X 射線測(cè)量技術(shù)主要采用電離室作為射線檢測(cè)部件,其檢測(cè)原理是通過射線進(jìn)入電離室產(chǎn)生氣體電離,通過對(duì)電離后的離子對(duì)加壓,產(chǎn)生弱電流信號(hào)(10-9~10-11A),然后將弱電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),并進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和處理。由于X 射線是連續(xù)譜,要求測(cè)量X 射線的電離室對(duì)整個(gè)能譜范圍內(nèi)的X 射線進(jìn)行有效的檢測(cè),應(yīng)用在傳統(tǒng)放射性同位素測(cè)量設(shè)備上的電離室只需要對(duì)特定能量的射線進(jìn)行有效檢測(cè)。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)和控制精度要求的提高,要求電離室的尺寸減小,而檢測(cè)效率提高,對(duì)電離室的制造工藝提出了更高的要求。 3 寶鋼X 射線測(cè)量設(shè)備的應(yīng)用實(shí)績(jī) 寶鋼自 1997 年首次在2030 冷軋5 機(jī)架上使用X 射線測(cè)量設(shè)備以來,設(shè)備良好的精度和快速響應(yīng)促進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量和控制精度的提高,到目前X 射線測(cè)量設(shè)備已達(dá)25 套(不包括三期后工程)。對(duì)新建設(shè)的主生產(chǎn)線上都配置使用X 射線測(cè)量設(shè)備,也逐步將老的主生產(chǎn)線上同位素測(cè)量設(shè)備升級(jí)或改造成X 射線測(cè)量設(shè)備。測(cè)量物理量包括厚度、凸度、邊緣降、鋅層厚度、電工鋼膜厚、電解液離子濃度等。在帶鋼厚度測(cè)量方面,從以前的單點(diǎn)測(cè)量發(fā)展到對(duì)帶鋼整個(gè)橫斷面的精細(xì)測(cè)量(每5 mm 寬度1 個(gè)測(cè)量點(diǎn)),在鍍層測(cè)量方面,可以根據(jù)需要對(duì)不同成分層進(jìn)行的實(shí)時(shí)多層測(cè)量。 在鋼鐵工業(yè)上,在線X 射線測(cè)量技術(shù)也需要一個(gè)不斷完善和發(fā)展的過程,在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用過程中仍然存在不少問題,主要是設(shè)計(jì)上的缺陷和沒有充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素的影響。經(jīng)過我們多年的努力,成功地解決了X 射線源的冷卻問題,提高了X 射線源的使用壽命;解決了化學(xué)成分對(duì)厚度測(cè)量結(jié)果的影響,提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和精度;成功地完成了X 射線源、探測(cè)器、標(biāo)樣箱等關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化。 4 結(jié)束語 ① 在線X 射線測(cè)量設(shè)備精度、可靠性比傳統(tǒng)的放射性同位素設(shè)備高,而且其功能在不斷地增加,對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行少量的改進(jìn)即可實(shí)現(xiàn)多物理量的同時(shí)測(cè)量。比如X 射線凸度儀進(jìn)行適當(dāng)升級(jí)就可以實(shí)現(xiàn)帶鋼溫度的測(cè)量、寬度測(cè)量、平直度測(cè)量、凸度邊降測(cè)量、局部高點(diǎn)測(cè)量等,從而能完成過去需要多臺(tái)測(cè)量設(shè)備才能完成的任務(wù); ② 在線X 射線測(cè)量設(shè)備具備完善的自我診斷功能,提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性; ③ 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)就完成測(cè)量信號(hào)的快速采集和數(shù)字化處理,通過系統(tǒng)內(nèi)部總線及部件之間的網(wǎng)絡(luò)連接,測(cè)量設(shè)備不但能提供各種工藝所需要的信號(hào),而且通過集成在測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部的歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件,可以為生產(chǎn)技術(shù)人員對(duì)可能出現(xiàn)的問題提供指導(dǎo)。 |
來源:機(jī)械專家網(wǎng) |
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產(chǎn)品名稱:REN600A型α、β、γ射線表面污染檢測(cè)儀
產(chǎn)品型號(hào):REN600A
產(chǎn)品價(jià)格:請(qǐng)咨詢 >> 021-69515711
產(chǎn)品描述:REN600A型α、β、γ射線表面污染檢測(cè)儀即可檢測(cè)α、β、γ射線,也能檢測(cè)到X射線,它采用高速嵌入式微處器作為數(shù)據(jù)處理單元,點(diǎn)陣式大屏幕LCD液晶顯示,讀數(shù)清晰、操作方便,具有400條超大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。儀器采用進(jìn)口的大面積MICA蓋革探測(cè)器,具有較高探測(cè)效率,可進(jìn)行α、β輻射表面污染檢測(cè)和X、γ輻射劑量率的監(jiān)測(cè)。此外通過配套的RenriCont表面污染管理軟件可將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)讀出后分析?蓮V泛用在制藥廠、實(shí)驗(yàn)室、發(fā)電廠、進(jìn)出口商檢、采石場(chǎng)、環(huán)境實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境污染調(diào)查、核安全應(yīng)急、緊急狀況營(yíng)救站、金
產(chǎn)品關(guān)鍵字:α、β、γ射線表面污染檢測(cè)儀,REN600A型α、β、γ射線表面污染檢測(cè)儀;碘125,I-125,I125
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產(chǎn)品名稱:REN300A型在線輻射安全報(bào)警儀
產(chǎn)品型號(hào):REN300A
產(chǎn)品價(jià)格:請(qǐng)咨詢 >> 021-69515711
產(chǎn)品描述: REN300A在線輻射安全報(bào)警儀是一種新型的x-γ輻射連續(xù)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置,它采用特殊設(shè)計(jì)的前置放大電路,具有靈敏度高、操作方便、自動(dòng)顯示和超閾值報(bào)警等特點(diǎn),能實(shí)時(shí)給出xγ輻射劑量率;儀器內(nèi)置海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,能存儲(chǔ)10年的歷史數(shù)據(jù)且標(biāo)配提供強(qiáng)大的RenLocal輻射監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析軟件?紤]到現(xiàn)場(chǎng)操作、應(yīng)急快速響應(yīng)的需要,主機(jī)安裝在輻射現(xiàn)場(chǎng),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與就地報(bào)警,通過RS485通訊實(shí)現(xiàn)總控制室自動(dòng)監(jiān)控。可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求,可選配RenriArea輻射區(qū)域監(jiān)測(cè)軟件,該軟件可連續(xù)存儲(chǔ)5個(gè)探頭5
產(chǎn)品關(guān)鍵字:固定式輻射報(bào)警儀,射線報(bào)警儀,輻射報(bào)警儀,固定式輻射報(bào)警儀,多路監(jiān)控報(bào)警儀
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產(chǎn)品名稱:REN300B型在線輻射安全報(bào)警儀
產(chǎn)品型號(hào):REN300B
產(chǎn)品價(jià)格:請(qǐng)咨詢 >> 021-69515711
產(chǎn)品描述:REN300B在線輻射安全報(bào)警儀是一種新型的x-γ輻射連續(xù)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置,它采用特殊設(shè)計(jì)的前置放大電路,具有靈敏度高、操作方便、自動(dòng)顯示和超閾值報(bào)警等特點(diǎn),能實(shí)時(shí)給出xγ輻射劑量率。考慮到現(xiàn)場(chǎng)操作、應(yīng)急快速響應(yīng)的需要,主機(jī)安裝在輻射現(xiàn)場(chǎng),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與就地報(bào)警,通過RS485通訊實(shí)現(xiàn)總控制室自動(dòng)監(jiān)控?筛鶕(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求,選配RenRiArea輻射區(qū)域監(jiān)測(cè)軟件,該軟件可連續(xù)存儲(chǔ)30個(gè)探頭5年以上的歷史數(shù)據(jù),提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和圖譜等。 該儀器廣泛應(yīng)用于放射性廢物庫(kù)、工業(yè)無損探傷
產(chǎn)品關(guān)鍵字:固定式射線報(bào)警儀,REN300B,固定式,射線報(bào)警儀,輻射報(bào)警儀
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產(chǎn)品名稱:REN500L型環(huán)境監(jiān)測(cè)用X、γ輻射空氣比釋動(dòng)能率儀
產(chǎn)品型號(hào):REN500L
產(chǎn)品價(jià)格:請(qǐng)咨詢 >> 021-69515711
產(chǎn)品描述:REN500L環(huán)境監(jiān)測(cè)用X、γ輻射空氣比釋動(dòng)能率儀采用超大尺寸、高靈敏的閃爍晶體作為探測(cè)器,反應(yīng)速度快。主機(jī)內(nèi)置探測(cè)器使得整機(jī)有更寬的測(cè)量范圍。儀器滿足《環(huán)境地表γ輻射劑量率測(cè)定規(guī)范》中低劑量部分的要求。該儀器除能測(cè)高能、低能γ射線外,還能對(duì)低能X射線進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量,具有良好的能量響應(yīng)特性。此外通過配套的RenRiRate輻射劑量管理軟件可將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)讀出后分析。該儀器廣泛用于環(huán)保、冶金、石油化工、化工、衛(wèi)生防疫、進(jìn)出口商檢、放射性試驗(yàn)室、廢鋼鐵、Xray裝置、加速器、商檢、各種放射性工作場(chǎng)所等
產(chǎn)品關(guān)鍵字:環(huán)境級(jí)輻射儀,環(huán)境級(jí)輻射儀、巡測(cè)儀
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產(chǎn)品名稱:REN400型X、γ、α、β、中子多功能輻射檢測(cè)儀
產(chǎn)品型號(hào):REN400
產(chǎn)品價(jià)格:請(qǐng)咨詢 >> 021-69515711
產(chǎn)品描述: REN400型多功能輻射檢測(cè)儀是以內(nèi)置高靈敏度蓋格計(jì)數(shù)管為探測(cè)器,外接不同類型的探頭來實(shí)現(xiàn)對(duì)低劑量χ、γ射線,高劑量χ、γ射線,α、β射線和中子射線的檢測(cè)。作為多功能輻射巡測(cè)儀,能顯示工作場(chǎng)所的輻射值,自動(dòng)連續(xù)測(cè)量和記錄280萬條輻射劑量率數(shù)據(jù),更換電池時(shí),日歷、時(shí)間及檢測(cè)數(shù)據(jù)能永久保存。工作人員可以任意設(shè)定報(bào)警值,超閾值后自動(dòng)發(fā)出聲音、震動(dòng)和光報(bào)警。多功能輻射檢測(cè)儀適用于核設(shè)施、核技術(shù)應(yīng)用單位、廢舊鋼鐵、防化部隊(duì)、 加速器、同位素應(yīng)用、工業(yè)X、
產(chǎn)品關(guān)鍵字:X、γ、α、β、中子多功能輻射檢測(cè)儀,REN400型X、γ、α、β、中子多功能輻射檢測(cè)儀
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產(chǎn)品名稱:REN610型傷口污染檢測(cè)儀
產(chǎn)品型號(hào):REN610
產(chǎn)品價(jià)格:請(qǐng)咨詢 >> 021-69515711
產(chǎn)品描述:REN610型傷口污染檢測(cè)儀采用靈敏的閃爍體雙探測(cè)器,主要用于人體傷口表面低水平α或β(γ) 放射性污染檢測(cè),還可選配GM管探頭來測(cè)量人體傷口受到核素污染后的外照射γ劑量率水平。具有良好的探測(cè)效率 、較高的可靠性和方便的操作特性 。該儀器可連續(xù)進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄存儲(chǔ),并通過配套的RenRiRate輻射劑量管理軟件通訊獲取 。該設(shè)備可用于核電站、疾控、軍工、核醫(yī)學(xué)、核應(yīng)急、核燃料(生產(chǎn) 、運(yùn)輸 、儲(chǔ)存)等諸多領(lǐng)域。 &nb
產(chǎn)品關(guān)鍵字:傷口污染檢測(cè)儀,傷口污染檢測(cè)儀,傷口污染測(cè)量?jī)x