專利名稱：一種x射線測厚方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于射線測量領(lǐng)域，涉及一種X射線測厚方法及裝置。
背景技術(shù)：
厚度是金屬加工的尺寸質(zhì)量指標之一，對金屬器件的厚度尺寸，尤其是板帶金屬材料的厚度進行測量是材料加工及應(yīng)用過程中非常重要的工作，因此，如何對金屬板帶材料的厚度進行測量一直是該領(lǐng)域研究的重點。目前，隨著核物理技術(shù)的快速發(fā)展和日益成熟，根據(jù)射線與物質(zhì)相互作用的原理，核技術(shù)在邊緣科學、工業(yè)和醫(yī)學等方面都有廣泛的應(yīng)用，從而利用射線進行測厚的方法也隨之產(chǎn)生，該方法通過分析穿過待測材料后的射線的強度變化與材料厚度之間的關(guān)系，得出待測材料的厚度值，此種方法采用非接觸式穿透測量法，不會傷害材料，也不會受板型、現(xiàn)場條件等因素的影響。目前在板帶金屬材料厚度測量中，所采用的射線測厚方法通常包括同位素測厚和X射線測厚。在同位素測厚中又以Y射線最為常用，Y射線測厚的優(yōu)點在于Y射線為準單能射線，與物質(zhì)相互作用時，衰減系數(shù)為一常數(shù)，數(shù)據(jù)處理方便準確，具有較高的可靠性，但缺點在于使用同位素放射源存在輻射危害的風險，不論是從操作人員的射線防護措施還是同位素放射源庫房的管理上都會帶來諸多不便，增加其測量復(fù)雜度和成本。而X射線測厚則不會出現(xiàn)上述問題，但X射線能量的分布是連續(xù)的，與物質(zhì)相互作用時會出現(xiàn)“射束硬化”現(xiàn)象，衰減系數(shù)并不為固定常數(shù)，而是一個變化量，因而給厚度測量帶來了困難。因此，針對以上提出的問題，目前急需一種經(jīng)過改進的X射線測厚方法及裝置，從而提高測量精度和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種X射線測厚方法及裝置，該測量方法具有X射線測厚校正功能，能夠?qū)Σ牧虾穸?，尤其是金屬板帶材料的厚度進行準確測量，具有較高的可靠性。為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種X射線測厚方法，包括以下步驟:步驟(I):設(shè)置X射線發(fā)射器，調(diào)節(jié)其發(fā)射參數(shù)；步驟(2):開啟X射線發(fā)射器，測量未放置物體時空氣中的射線能量數(shù)據(jù)Itl ;步驟(3):開啟X射線發(fā)射器，使X射線穿過厚度d已知的標準待測材料，測量穿過標準待測材料后的射
線能量數(shù)據(jù)I ;步驟(4):采用以下方法求取校正參數(shù):根據(jù)公式:d=W^求得對應(yīng)的線
μ
衰減系數(shù)μ，再根據(jù)公式:μ (d) = A(e_ad+i3)進行最小二乘曲線擬合標定得到校正參數(shù)
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A, α, β ;再根據(jù)公式:進行待測材料的厚度測量。進一步，上述測厚方法還包括以下步驟:測量未開啟X射線發(fā)射器情況下，環(huán)境中已有的射線本底數(shù)據(jù)Ibkg;然后將步驟二和步驟三中得到的Itl和I分別減去本底數(shù)據(jù)Ibkg,從而得到拋開環(huán)境中已有射線影響時的實際射線能量數(shù)據(jù)，并帶入步驟四中進行計算。進一步，在步驟三中，采用5件不同已知厚度的標準材料，從而得到5組射線能量數(shù)據(jù)I。本發(fā)明還提供了一種X射線測厚的裝置，采用該裝置能夠精確的進行材料厚度的測量。該裝置的技術(shù)方案如下:一種X射線測厚裝置，包括X射線發(fā)射單元、X射線接收單元和數(shù)據(jù)處理單元，X射線發(fā)射單元用于發(fā)射X射線，X射線接收單元用于接收穿過待測材料后的X射線，數(shù)據(jù)處理單元用于對待測材料的厚度進行計算測量；所述數(shù)據(jù)處理單元包括
線衰減系數(shù)計算模塊，該模塊根據(jù)公式
權(quán)利要求
1.一種X射線測厚方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一:設(shè)置X射線發(fā)射器，調(diào)節(jié)其發(fā)射參數(shù)； 步驟二:開啟X射線發(fā)射器，測量未放置物體時空氣中的射線能量數(shù)據(jù)Itl ； 步驟三:開啟X射線發(fā)射器，使X射線穿過厚度d已知的標準待測材料，測量穿過標準待測材料后的射線能量數(shù)據(jù)I; 步驟四:采用以下方法求取校正參數(shù):根據(jù)公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線測厚方法，其特征在于:還包括以下步驟:測量未開啟X射線發(fā)射器情況下，環(huán)境中已有的射線本底數(shù)據(jù)Ibkg;然后將步驟二和步驟三中得到的Itl和I分別減去本底數(shù)據(jù)Ibkg，從而得到拋開環(huán)境中已有射線影響時的實際射線能量數(shù)據(jù)，并帶入步驟四中進行計算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的X射線測厚方法，其特征在于:在步驟三中，采用5件不同已知厚度的標準材料，從而得到5組射線能量數(shù)據(jù)I。
4.一種X射線測厚裝置，包括X射線發(fā)射單元、X射線接收單元和數(shù)據(jù)處理單元，X射線發(fā)射單元用于發(fā)射X射線，X射線接收單元用于接收穿過待測材料后的X射線，數(shù)據(jù)處理單元用于對待測材料的厚度進行計算測量； 其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理單元包括線衰減系數(shù)計算模塊，該模塊根據(jù)公式計算材料的線衰減系數(shù)^，其中d為待測材料的已知標準厚度，Ι(ι為未放置物體時環(huán)境中的射線能量數(shù)據(jù)，I為穿過標準待測材料后的射線能量數(shù)據(jù)；校正參數(shù)計算模塊，該模塊根據(jù)公式μ (d) = A(e_ad+i3)進行最小二乘曲線擬合標定得到校正參數(shù)Α，α, β ； 材料厚度計算模塊，該模塊根據(jù)公Sd=計算待測材料的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線測厚裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理單元采用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線測厚裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理單元采用單片機。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到6中任一項所述的X射線測厚裝置，其特征在于:所述X射線接收單元采用X射線線陣探測器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種X射線測厚方法及裝置，屬于射線測量領(lǐng)域；該X射線測厚方法包括步驟(1)設(shè)置X射線發(fā)射器，調(diào)節(jié)其發(fā)射參數(shù)；步驟(2)開啟X射線發(fā)射器，測量未放置物體時空氣中的射線能量數(shù)據(jù)I0；步驟(3)開啟X射線發(fā)射器，使X射線穿過厚度d已知的標準待測材料，測量穿過標準待測材料后的射線能量數(shù)據(jù)I；步驟(4)采用以下方法求取校正參數(shù)根據(jù)公式求得對應(yīng)的線衰減系數(shù)μ，再根據(jù)公式μ(d)＝A(e-αd+β)進行最小二乘曲線擬合標定得到校正參數(shù)A,α,β；再根據(jù)公式進行待測材料的厚度測量；該方法客服了因X射線“射束硬化”現(xiàn)象帶來的測量不準的問題，使得X射線測厚方法具有校正功能；該方法和裝置簡單易行，且準確度高，可靠性強。
文檔編號G01B15/02GK103206931SQ20131007302
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者高富強, 陳赟飛, 周欽, 安康, 馮永, 嚴強, 李嶺, 蘭揚 申請人:重慶大學