帶鋼鍍鋅層測厚裝置以及測厚方法

權利要求

1.帶鋼鍍鋅層測厚裝置，適用于帶鋼上的鍍鋅層的厚度測量，其特征在于，所述帶鋼繞設轉向輥，所述測厚裝置包括： 測厚儀，設置在所述帶鋼繞設的所述轉向輥的外側，所述測厚儀的輸出端朝向所述帶鋼； 兩個測距器，分別設置在所述測厚儀的寬度方向的兩端，兩個所述測距儀的輸出端朝向所述帶鋼。2.根據權利要求1所述的帶鋼鍍鋅層測厚裝置，其特征在于，所述測厚儀的輸出端和所述帶鋼之間的距離為12±1.5mm。 3.根據權利要求1所述的帶鋼鍍鋅層測厚裝置，其特征在于，所述測距器為激光位移傳感器。 4.根據權利要求3所述的帶鋼鍍鋅層測厚裝置，其特征在于，所述測距器和所述帶鋼之間的距離為150±10mm。 5.根據權利要求1-4任一項所述的帶鋼鍍鋅層測厚裝置，其特征在于，所述測厚裝置還包括調整組件，所述測厚儀通過所述調整組件可沿所述帶鋼的寬度方向移動。 6.根據權利要求5所述的帶鋼鍍鋅層測厚裝置，其特征在于，所述調整組件包括： 支架，和所述測厚儀固定連接，所述支架設置于所述帶鋼的外側，所述支架朝向所述帶鋼的一次設置有連接凸起以及導向凸起，所述連接凸起沿所述帶鋼的寬度方向設置有貫通的螺紋孔； 絲杠，所述絲杠螺紋連接在所述螺紋孔中，所述絲杠的一端用于和驅動件連接； 導軌，所述導軌設置在所述帶鋼和所述測厚儀之間，所述導軌朝向所述測厚儀的一側設置有導槽，所述導向凸起滑動設置于所述導槽中。 7.一種帶鋼鍍鋅層測厚方法，其特征在于，所述測厚方法是基于權利要求1-6任一項所述的帶鋼鍍鋅層測厚裝置進行的，所述測厚方法包括： 獲取初始的系統測量參數，所述系統測量參數包括以下中的至少一項：所述測厚儀的輸出端和所述帶鋼之間的距離、所述測厚儀的設備尺寸及所述測厚儀的射線源的光子能量； 調整所述系統測量參數，采集所述測厚儀的輸出端朝向所述帶鋼側的鈹窗上所收集到的熒光強度； 在所述熒光強度達到預設的強度上限值時，將達到所述強度上限值的所述熒光強度所對應的所述系統測量參數，確定為最終測量參數。 8.根據權利要求7所述的帶鋼鍍鋅層測厚方法，其特征在于，所述調整所述系統測量參數，采集所述測厚儀的輸出端朝向所述帶鋼側的鈹窗上所收集到的熒光強度，具體包括： 重復執行如下步驟m次，獲得m個所述測厚儀對應采集的所述熒光強度，m為大于1的正整數： 調整所述系統測量參數，采集所述測厚儀的輸出端朝向所述帶鋼側的鈹窗上所收集到的熒光強度； 所述在所述熒光強度達到預設的強度上限值時，將達到所述強度上限值的所述熒光強度所對應的所述系統測量參數，確定為最終測量參數包括： 將m個所述熒光強度中的最大熒光強度所對應的所述系統測量參數，確定為所述最終測量參數。 9.根據權利要求7所述的帶鋼鍍鋅層測厚方法，其特征在于，所述鋅層厚度測量之后，所述測厚方法還包括： 基于蒙特卡羅算法對所述測厚儀所收集的反射熒光進行評價參數的計算，得到對應的評價參數，所述評價參數包括相對誤差和/或質量因子； 在所述評價參數滿足預設指標要求時，確定基于所述最終測量參數進行的所述鋅層厚度測量合理。 10.根據權利要求7-9任一項所述的帶鋼鍍鋅層測厚方法，其特征在于，所述測厚儀的射線源的光子能量為10keV。

說明書

技術領域

本申請屬于冶金生產檢測技術領域，具體涉及一種帶鋼鍍鋅層測厚裝置以及測厚方法。

背景技術

目前，連續熱鍍鋅行業使用最為普遍的鍍鋅層厚度無損檢測方法是X射線熒光法，通過X射線測厚儀向鍍鋅板發射X射線，而后收集由X射線源激發的熒光來測量鍍鋅層的厚度。

使用上述方法測量時，若帶鋼抖動較大時，就會影響反射熒光信號的穩定性，導致鍍鋅層的厚度存在較大的測量誤差。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請提供一種帶鋼鍍鋅層測厚裝置以及測厚方法，旨在至少一定程度上改善帶鋼的鍍鋅層的厚度測量時存在的測量。

本申請的技術方案為：

一方面，本申請提供了一種帶鋼鍍鋅層測厚裝置，適用于帶鋼上的鍍鋅層的厚度測量，其特殊之處在于，所述帶鋼繞設轉向輥，所述測厚裝置包括：

測厚儀，設置在所述帶鋼繞設的所述轉向輥的外側，所述測厚儀的輸出端朝向所述帶鋼；

兩個測距器，分別設置在所述測厚儀的寬度方向的兩端，兩個所述測距儀的輸出端朝向所述帶鋼。

本申請所提供的一種帶鋼鍍鋅層測厚裝置，由于該測厚裝置的測厚儀設置在帶鋼繞設的轉向輥的外側，此處的帶鋼通過轉向輥的張緊，可改善帶鋼的抖動，從而可改善測厚儀所發射的熒光信號的發射的穩定性，減少鍍鋅層的厚度的測量誤差。

另外，由于測厚儀的寬度方向的兩端均設置有測距器，可通過測距器實時獲取測厚儀同帶鋼之間的距離，進而可確認帶鋼的抖動性，這樣可在帶鋼的抖動性符合要求的情況下，獲取帶鋼的鍍鋅層的厚度，可進一步減少鍍鋅層的厚度的測量誤差，具有很好的實用性。

在一些實施方案中，所述測厚儀的輸出端和所述帶鋼之間的距離為12±1.5mm。

優選地，所述測距器為激光位移傳感器。

在一些實施方案中，所述測距器和所述帶鋼之間的距離為150±10mm。

在一些實施方案中，所述測厚裝置還包括調整組件，所述測厚儀通過所述調整組件可沿所述帶鋼的寬度方向移動。

在一些實施方案中，所述調整組件包括：

支架，和所述測厚儀固定連接，所述支架設置于所述帶鋼的外側，所述支架朝向所述帶鋼的一次設置有連接凸起以及導向凸起，所述連接凸起沿所述帶鋼的寬度方向設置有貫通的螺紋孔；

絲杠，所述絲杠螺紋連接在所述螺紋孔中，所述絲杠的一端用于和驅動件連接；

導軌，所述導軌設置在所述帶鋼和所述測厚儀之間，所述導軌朝向所述測厚儀的一側設置有導槽，所述導向凸起滑動設置于所述導槽中。

另一方面，本申請還提供了一種帶鋼鍍鋅層測厚方法，其特殊之處在于，所述測厚方法是基于上述帶鋼鍍鋅層測厚裝置進行的，所述測厚方法包括：

獲取初始的系統測量參數，所述系統測量參數包括以下中的至少一項：所述測厚儀的輸出端和所述帶鋼之間的距離、所述測厚儀的設備尺寸及所述測厚儀的射線源的光子能量；

調整所述系統測量參數，采集所述測厚儀的輸出端朝向所述帶鋼側的鈹窗上所收集到的熒光強度；

在所述熒光強度達到預設的強度上限值時，將達到所述強度上限值的所述熒光強度所對應的所述系統測量參數，確定為最終測量參數。

在一些實施方案中，所述調整所述系統測量參數，采集所述測厚儀的輸出端朝向所述帶鋼側的鈹窗上所收集到的熒光強度，具體包括：

重復執行如下步驟m次，獲得m個所述測厚儀對應采集的所述熒光強度，m為大于1的正整數：

調整所述系統測量參數，采集所述測厚儀的輸出端朝向所述帶鋼側的鈹窗上所收集到的熒光強度；

所述在所述熒光強度達到預設的強度上限值時，將達到所述強度上限值的所述熒光強度所對應的所述系統測量參數，確定為最終測量參數包括：

將m個所述熒光強度中的最大熒光強度所對應的所述系統測量參數，確定為所述最終測量參數。

在一些實施方案中，所述鋅層厚度測量之后，所述測厚方法還包括：

基于蒙特卡羅算法對所述測厚儀所收集的反射熒光進行評價參數的計算，得到對應的評價參數，所述評價參數包括相對誤差和/或質量因子；

在所述評價參數滿足預設指標要求時，確定基于所述最終測量參數進行的所述鋅層厚度測量合理。

在一些實施方案中，所述測厚儀的射線源的光子能量為10keV。

本申請所提供的帶鋼鍍鋅層測厚方法，可實現系統參數的便捷、快速及準確確定，有利于提升鍍鋅層厚度測量的便捷性和準確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

附圖中：

圖1為本申請實施例的一種帶鋼鍍鋅層測厚裝置的結構示意圖；

圖2為圖1的側視示意圖；

圖3為本申請實施例提供的一種鍍鋅層厚度測量的測厚儀模型的示意圖；

圖4為本申請實施例提供的一種射線源提供的入射光與鍍鋅板相互作用的示意圖。

圖5為本申請實施例提供的一種鍍鋅層測厚方法的流程示意圖；

圖6為本申請實施例提供的一種不同能量下激發的鋅層Kα能量光譜的對比示意圖；

圖7為本申請實施例提供的一種不同探測器尺寸及距離下的熒光強度對比示意圖。

圖8(a)-圖8(d)是本申請實施例提供的幾種不同距離、不同射線源的入射光子能量下鍍鋅層厚度與入射光子計數之間的線性關系示意圖。

附圖標記：

測厚儀-1，測距器-2，支架-3，連接凸起-31，導向凸起-32，絲杠-4，導軌-5，導槽-51，帶鋼-6，轉向輥-7。

具體實施方式

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。

需要說明的是，本申請實施例中所有方向性指示僅用于解釋在某一特定姿態下各部件之間的相對位置關系、運動情況等，如果該特定姿態發生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變。

下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本申請的不同結構。為了簡化本申請的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本申請。此外，本申請可以在不同例子中重復參考數字和/或參考字母，這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此外，本申請提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的應用和/或其他材料的使用。

下面結合附圖并參考具體實施例描述本申請：

本申請實施例提供一種帶鋼鍍鋅層測厚裝置以及測厚方法，旨在至少一定程度上改善帶鋼的鍍鋅層的厚度測量時存在的測量。

首先，本申請實施例公開了一種帶鋼鍍鋅層測厚裝置，適用于帶鋼6上的鍍鋅層的厚度測量。圖1為本申請實施例的一種帶鋼鍍鋅層測厚裝置的結構示意圖，圖2為圖1的側視示意圖。結合圖1以及圖2，本申請實施例的帶鋼鍍鋅層測厚裝置所適用的帶鋼6繞設于轉向輥，該測厚裝置包括測厚儀1以及兩個測距器2，其中，測厚儀1設置在帶鋼6繞設的轉向輥的外側，測厚儀1的輸出端朝向帶鋼6，兩個測距器2分別設置在測厚儀1的寬度方向的兩端，兩個測距儀的輸出端朝向帶鋼6。

本申請實施例所提供的一種帶鋼鍍鋅層測厚裝置，由于該測厚裝置的測厚儀1設置在帶鋼6繞設的轉向輥的外側，此處的帶鋼6通過轉向輥的張緊，可改善帶鋼6的抖動現象，從而可改善測厚儀1所發射的熒光信號的發射的穩定性，減少鍍鋅層的厚度的測量誤差。

作為本申請實施例的優選方案，帶鋼鍍鋅層測厚裝置安裝在轉向輥7的上游，當然，在其他實施方案中，帶鋼鍍鋅層測厚裝置也可安裝在轉向輥7的下游，在此不做限制。

另外，由于測厚儀1的寬度方向的兩端均設置有測距器2，可通過測距器2實時獲取測厚儀1同帶鋼6之間的距離，進而可確認帶鋼6的抖動性，這樣可在帶鋼6的抖動性符合要求的情況下，獲取帶鋼6的鍍鋅層的厚度，可進一步減少鍍鋅層的厚度的測量誤差，具有很好的實用性。

對于本申請實施例而言，測厚儀1的輸出端和帶鋼6之間的距離可以為12±1.5mm，測厚儀1的輸出端向鍍鋅板發射X射線，而后收集由X射線源激發的熒光從而可測量鍍鋅層的厚度。

本申請實施例的測距器2可選用激光位移傳感器，激光位移傳感器傳感器可實時向帶鋼6發射激光，以實時獲取測厚儀1同帶鋼6之間的距離，進而可確認帶鋼6的抖動性，這樣可在帶鋼6的抖動性符合要求的情況下，獲取帶鋼6的鍍鋅層的厚度，可進一步減少鍍鋅層的厚度的測量誤差。

本申請實施例中，測距器2和帶鋼6之間的距離可以為150±10mm。

本申請實施例的測距器2和測厚儀1可以為預先裝配在一起的構件，可方便二者在施工現場的裝配，具有很好的實用性。

進一步地，本申請實施例的測厚裝置還包括調整組件，測厚儀1通過調整組件可沿帶鋼6的寬度方向移動，以適應不同寬度的帶鋼6上的鍍鋅層的厚度的測量。

結合圖1以及圖2，本申請實施例的調整組件包括支架3、絲杠4以及導軌5，其中，支架3和測厚儀1固定連接，支架3設置于帶鋼6的外側，支架3朝向帶鋼6的一次設置有連接凸起31以及導向凸起32，連接凸起31沿帶鋼6的寬度方向設置有貫通的螺紋孔，絲杠4螺紋連接在螺紋孔中，絲杠4的一端用于和驅動件連接，導軌5固定設置在帶鋼6和測厚儀1之間，導軌5沿著導軌5朝向測厚儀1的一側設置有導槽51，導向凸起32滑動設置于導槽中。通過驅動件可控制絲杠4轉動，從而可帶動支架3沿著導軌5的長度方向移動，進而可帶動測厚儀1沿著導軌5的長度方向移動，繼而可實現測厚儀1沿著帶鋼6的寬度方向移動，以實現不同寬度的帶鋼6上的鍍鋅層的厚度的測量。

本申請實施例的驅動件可以為配置有減速器的電機，以使絲杠4的轉速穩定，使測厚裝置可以穩定的移動。

在其他實施方案中，驅動測厚儀1移動的裝置還可以為其他直線往返機構，例如齒輪齒條等，在此不做限制。

另外，基于上述帶鋼鍍鋅層測厚裝置，本申請還提供了一種帶鋼鍍鋅層測厚方法。

圖3為本申請實施例提供的一種鍍鋅層厚度測量的測厚儀模型的示意圖。如圖3中，在距離帶鋼h高度處設置有一個充有氙氣(因為氙氣的電離能較低)的環形電離室作為測厚儀。電離室的內外直徑和高度均可根據系統自定義設置，例如內外直徑可分別為2.5cm和20cm，電離室的高度為15cm等。電離室(即測厚儀)靠近帶鋼一側的底部可以是0.01cm厚度的鈹窗。電離室外遠離帶鋼一側中心處設置有射線源(如X射線源)作為單色能量光子，該射線源即為測厚儀的輸出端，其發射的能量可稱為光子能量，以錐形照射帶鋼的鍍鋅層。如圖3所示，照射光斑的半徑為L/2，L為錐形底部直徑，即最大直徑。其中，環形電離室可以有效地增大測厚儀的窗面積，提高探測效率，減小統計誤差。

本申請實施例基于測厚儀所捕獲/采集的Kα輻射或Kβ輻射的強度和能量對被照射物質(鍍鋅層)進行分析，換言之本申請可利用測厚儀對帶鋼中的鋅層厚度進行測量。具體地，本申請可使用預先制作好的標準板(標準鍍鋅板)對測厚儀進行標定，得到多個標準板各自對應的電壓/電流與鍍鋅層厚度之間關系的標準測量曲線。以多個標準測量標準曲線為依據，將待測量鍍鋅層的電壓/電流信號與標準測量曲線中的對應點進行比較，可以獲得待測量帶鋼中的鍍鋅層的厚度。

圖4為本申請實施例提供的一種射線源提供的入射光與帶鋼相互作用的示意圖。如圖4中，測厚儀通過收集X射線源激發的熒光強度來測量鍍鋅層的厚度。當這些X射線被鍍鋅層的鋅原子吸收后，具有特定能量的光子從原子中釋放出來。反射回來的光子的數量(簡稱為光子數)根據鋅層厚度的不同而不同。

基于上述論述，請參見圖5，圖5為本申請實施例提供的一種鍍鋅層測厚方法的流程示意圖。如圖5所示，該測厚方法包括如下實施步驟：

S1、獲取初始的系統測量參數，該系統測量參數包括以下中的至少一項：測厚儀的輸出端和帶鋼之間的距離、測厚儀的設備尺寸及測厚儀的射線源的光子能量。

本申請所述系統測量參數可為系統或用戶預先自定義配置的，其可包括但不限于以下中的任一項或多項的組合：測厚儀的安裝距離h、測厚儀的設備尺寸和射線源的光子能量。其中，所述測厚儀可為充有氙氣的環形電離室，所述測厚儀的設備尺寸包括所述測厚儀的內徑和外徑(即內外直徑)。

S2、調整系統測量參數，采集測厚儀的輸出端朝向帶鋼側的鈹窗上所收集到的熒光強度；

S3、在熒光強度達到預設的強度上限值時，將達到強度上限值的熒光強度所對應的系統測量參數，確定為最終測量參數。

本申請實施例可通過調整所述系統測量參數，并采集每次調整時所述測厚儀所采集到的熒光強度，進而根據所述熒光強度確定出系統的最終測量參數。

進一步地，本申請實施例可重復執行m次步驟S2，獲得m個所述系統測量參數所對應采集的m個熒光強度，m為大于1的正整數。進一步本申請從m個熒光強度中選取最大熒光強度，將所述最大熒光強度所對應的系統測量參數確定為系統的最終測量參數。

進一步地，本申請實施例可根據所述最終測量參數，調整/安裝系統中的相應器件，例如根據最終測量參數中的測厚儀的安裝距離h(例如4cm)來安裝測厚儀，根據最終測量參數中測厚儀的設備尺寸(例如內外直徑分別為2.5cm和20cm)來選擇安裝相應尺寸的測厚儀等等，本申請實施例不做限定。

進一步地，為驗證鍍鋅層測厚方案的有效性，本申請實施例可基于蒙特卡羅算法對所述測厚儀所收集的反射熒光進行評價參數的計算，得到對應的評價參數，所述評價參數包括相對誤差和/或質量因子。在所述評價參數滿足預設指標要求時，確定基于所述最終測量參數進行的所述鍍鋅層厚度測量合理，即確定當前測厚方案合理；反之，確定當前測厚方案不合理。

具體實現中，本申請實施例采用基于被稱為隨機抽樣技術的蒙特卡羅(MonteCarlo)方法驗證測厚方案的有效性。具體地本申請基于蒙特卡羅方法先統計熒光測厚儀界面的光子數F1，即統計測厚儀鈹窗所收集到的光子數F1，其具體計算公式(1)如下所示：

其中，r為粒子通過(鍍鋅板)曲面時的位置，E為粒子通過曲面時的能量，t為粒子通過曲面時的時間(shake，10-8s)，μ為粒子通過曲面時方向余弦，A為面積(cm2)。

本申請實施例還可以相對誤差和質量因子(figure of merit)評價測厚方案的物理模型(測厚儀模型)是否能有效地激發鋅元素的熒光并穿透鍍鋅層。其中，相對誤差R和質量因子FOM的計算公式(2)如下所示：

其中，P(x)為測厚儀接收的反射熒光的一個隨機過程的概率密度函數，x i為從P(x)中抽取的第i個歷史的貢獻，N為粒子總數，t為計算時間(shake，10-8s)， 為N個粒子的平均貢獻(權重)，相對誤差為R，質量因子為FOM。

本申請實施例在確定系統設計參數(即確定系統的最終測量參數)時，可以鈹窗收集的熒光強度作為確定入射源光子能量、測厚儀的安裝距離及測厚儀的設備尺寸的依據，并將鍍鋅層的厚度與光子計數F1之間是否具有良好的線性關系作為驗證和確定系統的最終測量參數的依據。

進一步地，為排除長時間使用和其他因素的影響，本申請實施例的測厚儀需要每間隔6-12小時標定一次，換言之本申請實施例可周期性地重復執行本申請步驟S1-S3來確定系統的最終測量參數。

為幫忙更好地理解本申請實施例，下面以一些例子進行舉例說明。請參見圖6示出射線源的不同光子能量下所激發的熒光能量光譜對比圖。如圖6分別示出：光子能量為10kev、20kev、30kev和40kev下，X射線激發的鋅(Zn)Kα能量光譜對比圖。圖示中，曲線1表示光子能量10kev下Kα相對熒光強度的變化曲線。曲線2表示光子能量20kev下Kα相對熒光強度的變化曲線。曲線3表示光子能量30kev下Kα相對熒光強度的變化曲線。曲線4表示光子能量40kev下Kα相對熒光強度的變化曲線。

同時請一并參見如下表1-表3示出光子能量為30kev時，粒子數為1×108個時的驗證結果。其中，表1為光子產生統計表，表2為光子損失統計表，表3為各層中的光子活動表。

表1光子產生統計表

表2光子損失統計表

表3各層中光子活動表

由表1和2可知，X射線源產生的光子為1×108個，每光子能量為30keV的情況下，光子的產生與損失的總數量和總能量相等，說明所有的光子均參與到輸運過程且被記錄。其中軔致輻射光子伴隨電子對產生；一次熒光是鍍層或基材產生的熒光；二次熒光是一次熒光進入其他柵元再次激發出的熒光；逃逸是光子到達感興區外(模擬空間外)，而被終止計算的光子數。

由表3可知，進入柵元1的光子數大于射線源產生的光子數，說明射線源產生的所有X射線照射到鍍鋅板，并且激發了鍍層原子產生X射線熒光；進入柵元2的光子數顯示X射線不僅有效穿透了鍍鋅層，部分X射線還穿透了鍍鋅鋼板；柵元3和柵元4均有光子進入(此時的光子均為特征X射線)，電離室產生的光子更多，因為部分光子可能從電離室側面進入而沒有通過鈹窗，因此以鈹窗的光子流量進行統計更為準確有效。柵元5中進入的光子數量最多，這是由于不論是射線源發出的X射線還是鍍鋅層與基材鋼板發出熒光都是先經過空氣再進入另一個柵元中。以上光子在各柵元中的活動與本申請上述圖2和圖3所示的測厚方案中的光路有較好地一致性。

下面以TFC計數和計數收斂統計考查以上結果的可靠性。表4為計數波動表。根據基于蒙特卡羅的一種算法(MCNP)程序一般要求R<0.05以獲得一般可靠的置信區間，由表4可知相對誤差R<0.003；相對誤差R呈減小的趨勢，與 成正比關系，其中N是粒子總數，而對于一個不理想的計數，R會隨著總計數數的增加而增加。質量因子(figure ofmerit)相對平均偏差小于0.01，趨近于常數，計數質量很高。以上均符合MCNP程序誤差的判定標準，表明測厚方案的物理模型精度較高，能有效地激發鋅元素的熒光并穿透鍍層。

表4計數波動表(TFC)

確定測量模型能有效地激發鋅元素的熒光并穿透鍍層后，應尋找最合適的射線源能量。鋅(Zn)元素Kα的特征X射線能量為8.63kev。因此，入射單色光子的能量(即射線源的光子能量)必須大于8.63kev。為了方便計算，本申請可將最小單色光子能量設置為10kev。

圖6比較了10keV、20keV、30keV和40keV的能譜，由圖6可知，由10keV單色光子產生的Zn Kα的熒光強度最高。因此，最合適的射線源能量理論整數值應該是10keV，此時可獲得最大的Zn Kα熒光強度。

本申請實施例中，測厚儀的距離(h)是模型構建過程中的另一個重要因素。測厚儀與帶鋼之間的距離直接關系到測厚儀的靈敏度與測量精度。

請參見圖7，圖7為本申請實施例提供的一種不同能量下激發的鋅層Kα能量光譜的對比示意圖。圖7中的鈹窗分別在1cm到10cm距離處采集的Zn Kα強度對比數據(nps＝107)，表5是圖7中曲線a～d的采用參數情況。

表5各曲線對應參數表

由圖7與表5可知：當測厚儀內徑較大時，入射光角度越小，采集熒光強度越低；當測厚儀內徑較小且入射光角度最小時，采集到的熒光強度最大。且測厚儀距離(即安裝距離)h在2～4cm之間時，熒光強度達到最大值。當測厚儀接近鍍鋅層時，部分熒光進入測厚儀內徑盲區，因此無法收集。當測厚儀距離逐漸增大時，部分熒光從測厚儀外部逃逸?？紤]到實際生產情況，較大的檢測距離可以有效降低帶鋼抖動引起的誤差和儀器損壞的風險。因此，在測量模型中，最合適的測厚儀距離h應該是4cm。其中，DIR是指單色光子反射方向與Y軸方向的夾角的余弦值。

連續熱鍍鋅生產線鋅層測厚儀使用標準測量曲線為依據，將測量得到的電壓或電流信號與標準曲線中的對應點比較，得到對應的鋅層厚度值。在標定過程中，鋅層測厚儀回到位于O型架一側的標定位，使用制作好的標準板對標準曲線進行標定。因此，測量曲線對鋅層測厚儀具有重要作用。由于在MCNP程序不能仿真電信號，所以需要能夠建立鋅層厚度值與X射線熒光光子數的測量曲線。

在按前述方式確定了射線源能量和探測距離的基礎上，測量了40～180g·m-2中等厚度的鋅鍍層。圖8(a)～(c)分別示出10keV入射光子能量時，鋅鍍層厚度(與圖5中的單位面積鋅層重量呈正比)與Zn Kα光子計數之間的關系。當測厚儀距離在3～4cm間，兩者能建立較好地線性關系。同時，在測厚儀內徑為0.5cm且DIR＝1時，線性關系最好，線性相關系數為0.9994。

圖8(d)是20keV單色光子的比較數據，由于高能X射線產生的Zn Kα熒光較少，經過較厚的鍍鋅層后，Zn Kα熒光進一步減弱，不能顯示出微弱的變化趨勢。結果也更進一步的證明了10keV為較合適的入射光子能量。

通過實施本申請實施例，本申請獲取初始的系統測量參數，所述系統測量參數包括以下中的至少一項：所述測厚儀的安裝距離、所述測厚儀的設備尺寸及所述射線源的光子能量；調整所述系統測量參數，采集所述測厚儀中靠近所述鍍鋅板側的鈹窗上所收集到的熒光強度；在所述熒光強度達到預設的強度上限值時，將達到所述強度上限值的所述熒光強度所對應的所述系統測量參數，確定為最終測量參數。上述方案中，本申請通過調整系統測量參數，采集當前所述測厚儀所收集的熒光強度，在熒光強度達到預設的強度上限值時可將此時的所述系統測量參數確定為最終測量參數。這樣實現了系統參數的便捷、快速及準確確定，有利于提升鍍鋅層厚度測量的便捷性和準確性。

作為本申請實施例的優選方案，所述測厚儀的安裝距離為4cm，所述射線源的光子能量為10keV，所述測厚儀為充有氙氣的環形電離室，所述測厚儀的設備尺寸包括所述測厚儀的內徑和外徑，所述測厚儀的內徑為2.5cm，所述測厚儀的外徑為20cm。

本申請實施例至少具有如下技術效果或優點：本申請通過調整系統測量參數，采集當前所述測厚儀所收集的熒光強度，在熒光強度達到預設的強度上限值時可將此時的所述系統測量參數確定為最終測量參數。這樣實現了系統參數的便捷、快速及準確確定，有利于提升鍍鋅層厚度測量的便捷性和準確性。

在本申請中，除非另有明確的規定和限定，術語“連接”、“固定”等應做廣義理解，例如，“固定”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本申請中的具體含義。

在本申請的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本申請和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本申請的限制。

另外，在本申請中如涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本申請要求的保護范圍之內。

在本申請的描述中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本申請的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例進行接合和組合。

盡管已描述了本申請的優選實施例，但本領域內的普通技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權利要求及其等同技術的范圍之內，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內。

帶鋼鍍鋅層測厚裝置以及測厚方法.pdf