專利名稱:一種射線強度可調(diào)的紙張定量傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種射線強度可調(diào)的紙張定量傳感器，包括掃描架和設(shè)置在掃描架上且上下對齊的上頭箱和下頭箱，上頭箱中設(shè)有電離室，下頭箱中設(shè)有放射室，放射室的內(nèi)部設(shè)有放射源，上部設(shè)有可調(diào)快門，放射源發(fā)出的射線能夠穿過可調(diào)快門到達電離室，電離室與可調(diào)快門之間連有能夠控制可調(diào)快門開度并且能夠鎖定可調(diào)快門的快門控制裝置。本實用新型能夠在測量不同紙種及放射源能量衰減時，根據(jù)所需電壓無級調(diào)整快門開度，連續(xù)調(diào)節(jié)β射線強度，解決了傳統(tǒng)定量傳感隨紙張克重增加和放射源能量衰減帶來的靈敏度降低、測量精度降低的問題，并且檢測精度高。
【專利說明】-種射線強度可調(diào)的紙張定量傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于紙張定量測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體設(shè)及一種射線強度可調(diào)的紙張定量 傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002] 紙張定量在線檢測通常采用0射線穿透紙張時，紙張定量越高對射線吸收能力 越強，穿透紙張后的射線能量衰減符合貝爾定量，利用電離室檢測射線能量并轉(zhuǎn)換成電壓 信號，經(jīng)過計算得到紙張定量數(shù)據(jù)。國內(nèi)外定量傳感器通常由放射源、快口機構(gòu)、快口控制 機構(gòu)、電離室、信號放大電路組成。從快口機構(gòu)發(fā)出的0射線穿透紙張后進入電離室，引起 電離室內(nèi)惰性氣體電離。不同克重的紙張對射線的能量吸收不同，穿透紙張后進入電離室 的射線能量也不同，經(jīng)過電離室轉(zhuǎn)換成的電壓信號也不同。目前國內(nèi)外定量傳感器快口開 孔是固定不變的，放射源選定后，從快口機構(gòu)發(fā)射的0射線的強度無法變化；此外，所有放 射源均有半衰期，隨著使用時間的增加，放射源發(fā)射的能量也逐步衰減。該樣就會造成兩種 情況；1、在生產(chǎn)過程中，當紙張定量增加時，穿透紙張后的射線能量越來越弱；2、隨著定量 傳感器使用年限的增加，即使紙張定量不變，由于放射源能量的衰減，穿透紙張后的射線能 量也會越來越弱。該兩種情況都會造成定量傳感器靈敏度降低，檢測精度變差。 實用新型內(nèi)容
[0003] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種射線強度可 調(diào)的紙張定量傳感器，本實用新型可W根據(jù)需求調(diào)節(jié)發(fā)射0射線強度，解決了傳統(tǒng)定量傳 感隨紙張克重增加和放射源能量衰減帶來的靈敏度降低、測量精度降低的問題，并且檢測 精度高。
[0004] 為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0005] 一種射線強度可調(diào)的紙張定量傳感器，包括掃描架和設(shè)置在掃描架上且上下對齊 的上頭箱和下頭箱，上頭箱中設(shè)有電離室，下頭箱中設(shè)有放射室，放射室的內(nèi)部設(shè)有放射 源，上部設(shè)有可調(diào)快口，放射源發(fā)出的射線能夠穿過可調(diào)快口到達電離室，電離室與可調(diào)快 口之間連有能夠控制可調(diào)快口開度并且能夠鎖定可調(diào)快口的快口控制裝置。
[0006] 進一步地，快口控制裝置包括依次連接的PID快口開度控制器、能夠鎖定可調(diào)快 口的伺服電機控制器、伺服電機和減速齒輪，PID快口開度控制器與電離室連接，減速齒輪 和可調(diào)快口配合連接。
[0007] 進一步地，上頭箱和下頭箱通過設(shè)置在兩者上的光電傳感器對齊。
[000引進一步地，光電傳感器包括設(shè)在上頭箱下部的光電傳感器發(fā)射端和設(shè)在下頭箱上 部的光電傳感器接收端，且光電傳感器發(fā)射端和光電傳感器接收端上下對齊。
[0009] 進一步地，下頭箱上還設(shè)有指示燈，且指示燈與光電傳感器接收端連接。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有W下有益的技術(shù)效果：
[0011] 本實用新型提供的紙張定量傳感器，可W根據(jù)需求調(diào)節(jié)放射源發(fā)射的射線強度， 當紙張定量克重低時，通過快口控制裝置使可調(diào)快口開度減小，此時射線強度降低，；當紙 張定量克重高時，通過快口控制裝置使可調(diào)快口開度增大，此時射線強度升高；當放射源使 用年限增加時，快口根據(jù)設(shè)定電壓自動調(diào)節(jié)開度，補償因放射源半衰期帶來的能量衰減快； 本實用新型通過控制可調(diào)快口的開度實現(xiàn)調(diào)節(jié)射線強度，解決了傳統(tǒng)定量傳感隨紙張克重 增加和放射源能量衰減帶來的靈敏度降低、測量精度降低的問題，并且檢測精度高。
[0012] 進一步地，本實用新型的上頭箱和下頭箱上分別設(shè)置有光電傳感器發(fā)射端和光電 傳感器接收端，當上下頭箱對準時，光電傳感器接收端輸出高電平，指示燈亮，可W實現(xiàn)快 速準確對準，解決了傳統(tǒng)掃描架上下頭箱目測對準有誤差和標尺對準繁瑣的問題。

【附圖說明】

[0013] 圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2是本實用新型可調(diào)快口機構(gòu)及調(diào)節(jié)原理圖；
[0015] 圖3是本實用新型的工作示意圖；
[0016] 圖4是本實用新型電壓調(diào)節(jié)閉環(huán)控制原理圖。
[0017] 其中，1、電壓信號；2、電離室；3、紙張；4、射線；5、可調(diào)快口；6、放射源；7、伺服電 機；8、減速齒輪；9、掃描架；10、伺服電機控制器；11、PID快口開度控制器；12、上頭箱；13、 下頭箱；14、光電傳感器發(fā)射端；15、光電傳感器接收端；16、指示燈；17、放射室。

【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：
[0019] 參見圖1至圖3,一種射線強度可調(diào)的紙張定量傳感器，包括掃描架9和設(shè)置在掃 描架9上且上下對齊的上頭箱12和下頭箱13,上頭箱12中設(shè)有電離室2,下頭箱13中設(shè) 有放射室17,放射室17的內(nèi)部設(shè)有放射源6,上部設(shè)有可調(diào)快口 5,放射源6發(fā)出的射線4 能夠穿過可調(diào)快口 5到達電離室2,電離室2與可調(diào)快口 5之間連有能夠控制可調(diào)快口 5開 度并且能夠鎖定可調(diào)快口 5的快口控制裝置?？炜诳刂蒲b置包括依次連接的PID快口開度 控制器11、能夠鎖定可調(diào)快口 5的伺服電機控制器10、伺服電機7和減速齒輪8, PID快口 開度控制器11與電離室2連接，減速齒輪8和可調(diào)快口 5配合連接。上頭箱12和下頭箱 13通過設(shè)置在兩者上的光電傳感器對齊，光電傳感器包括設(shè)在上頭箱12下部的光電傳感 器發(fā)射端14和設(shè)在下頭箱13上部的光電傳感器接收端15,且光電傳感器發(fā)射端14和光電 傳感器接收端15上下對齊，下頭箱13上還設(shè)有指示燈16,且指示燈16與光電傳感器接收 端15連接。
[0020] 本實用新型的控制原理如圖4所示，電壓設(shè)定值與電壓檢測值比較后偏差經(jīng)PID 快口開度控制器11運算，輸出控制信號至伺服電機控制器10,由伺服電機控制器10驅(qū)動 伺服電機7,在伺服電機7帶動下，經(jīng)過減速齒輪8改變可調(diào)快口 5開度進而改變射線4強 度，經(jīng)電離室2改變輸出電壓信號1，直到電壓檢測值與電壓設(shè)定值一致。
[0021] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體操作過程作進一步說明：
[0022] 傳統(tǒng)紙張定量傳感器在測量不同紙種時，空態(tài)電壓VMt不變，隨紙張定量增加，定 量傳感器靈敏度降低，檢測精度下降；射線能量衰減時，空態(tài)電壓VMt也會降低從而導(dǎo)致定 量傳感器靈敏度降低，檢測精度下降。
[0023] 測量不同紙種時，在掃描架9的帶動下，先將定量傳感器停至無紙時的庫位置，在 電壓信號1處測量背景電壓在紙張定量傳感器中放入標準紙樣，調(diào)整可調(diào)快口 5 的開度，通過電離室2發(fā)出的電壓信號1測量電壓值，選擇標準紙樣的定量計算值與標準紙 樣的標準定量值偏差最小時的電壓值作為空態(tài)電壓Vaw并將此空態(tài)電壓VMt作為電壓設(shè)定 值，此時電壓設(shè)定值與電壓檢測值比較后偏差經(jīng)PID快口開度控制器11運算，輸出控制信 號至伺服電機控制器10,在伺服電機7的帶動下，經(jīng)過減速齒輪8,改變可調(diào)快口 5的開度， 調(diào)整由快口機構(gòu)5發(fā)射的0射線強度，達到電壓設(shè)定值后，鎖定可調(diào)快口 5開度，然后在掃 描架9的帶動下行進到紙面進行連續(xù)在線測量工作。
[0024] 射線能量衰減時，在掃描架9的帶動下，先將定量傳感器停至無紙時的庫位置，在 電壓信號1處測量背景電壓將射線能量未衰減的空態(tài)電壓VMt作為設(shè)定值，此時 電壓設(shè)定值與電壓檢測值比較后偏差經(jīng)PID快口開度控制器11運算，輸出控制信號至伺服 電機控制器10,在伺服電機7的帶動下，經(jīng)過減速齒輪8,改變可調(diào)快口 5的開度，調(diào)整經(jīng)可 調(diào)快口 5發(fā)射的0射線強度，當達到電壓設(shè)定值時，鎖定可調(diào)快口 5開度，然后在掃描架9 的帶動下行進到紙面進行連續(xù)在線測量工作。
[0025] 本實用新型的射線強度可調(diào)的的定量傳感器結(jié)構(gòu)中的可調(diào)快口 5在伺服電機7帶 動下，經(jīng)過減速齒輪8,可實現(xiàn)由全關(guān)到全開、全開到全關(guān)的動作，伺服電機7的旋轉(zhuǎn)角度， 由伺服電機控制10控制。PID快口開度控制器11，根據(jù)穿透紙張3后的電壓信號1，輸出改 變快口開度信號，輸出控制信號至伺服電機控制器10?？烧{(diào)快口 5可連續(xù)無級可調(diào)，達到需 求開度時，由伺服電機控制器10實現(xiàn)鎖止。
[0026] 放射源6放出的射線4穿過紙張3時，射線4衰減符合比爾定律原理，衰減后的0 射線經(jīng)電離室2和放大電路轉(zhuǎn)化為電壓信號；
[0027] BW = BA0+BA1X+BA2X2+BA3X3; V -V
[002引其中，X=Ln( BW Baekg刪U,); gW為紙張定量；BA。?BA 3為計算系數(shù)；V eW、 V Air V Back貧ound 和Vut分別為在線掃描電壓、背景電壓和空態(tài)電壓。
[0029]同時，當向上頭箱12和/或下頭箱13中安裝部件時或者故障檢修時，需要將上頭 箱12和下頭箱13左右錯位，對紙張定量傳感器進行檢修，安裝完或者檢修后需要將上頭箱 12和下頭箱13對準，本實用新型的上頭箱12和下頭箱13上分別設(shè)置有光電傳感器發(fā)射 端14和光電傳感器接收端15,當上下頭箱對準時，光電傳感器接收端15輸出高電平，指示 燈16亮，可W實現(xiàn)快速準確對準，解決了傳統(tǒng)掃描架上下頭箱目測對準有誤差和標尺對準 繁瑣的問題。
【權(quán)利要求】
1. 一種射線強度可調(diào)的紙張定量傳感器，其特征在于，包括掃描架（9)和設(shè)置在掃描 架（9)上且上下對齊的上頭箱（12)和下頭箱（13)，上頭箱（12)中設(shè)有電離室（2)，下頭箱 (13)中設(shè)有放射室（17)，放射室（17)的內(nèi)部設(shè)有放射源化），上部設(shè)有可調(diào)快口巧），放射 源做發(fā)出的射線（4)能夠穿過可調(diào)快口妨到達電離室（2)，電離室似與可調(diào)快口巧） 之間連有能夠控制可調(diào)快口（5)開度并且能夠鎖定可調(diào)快口（5)的快口控制裝置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射線強度可調(diào)的紙張定量傳感器，其特征在于，快口控 制裝置包括依次連接的PID快口開度控制器（11)、能夠鎖定可調(diào)快口（5)的伺服電機控制 器（10)、伺服電機（7)和減速齒輪（8)，PID快口開度控制器（11)與電離室似連接，減速 齒輪（8)和可調(diào)快口（5)配合連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射線強度可調(diào)的紙張定量傳感器，其特征在于，上頭箱 (12) 和下頭箱（13)通過設(shè)置在兩者上的光電傳感器對齊。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種射線強度可調(diào)的紙張定量傳感器，其特征在于，光電傳 感器包括設(shè)在上頭箱（12)下部的光電傳感器發(fā)射端（14)和設(shè)在下頭箱（13)上部的光電 傳感器接收端（15)，且光電傳感器發(fā)射端（14)和光電傳感器接收端（15)上下對齊。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種射線強度可調(diào)的紙張定量傳感器，其特征在于，下頭箱 (13) 上還設(shè)有指示燈（16)，且指示燈（16)與光電傳感器接收端（15)連接。
【文檔編號】G01N23-08GK204287082SQ201420742674
【發(fā)明者】胡連華, 李新平, 湯偉, 方輝 [申請人]陜西科技大學(xué)