一種射線強(qiáng)度可調(diào)的紙張定量傳感器及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種射線強(qiáng)度可調(diào)的紙張定量傳感器及其控制方法，包括掃描架和設(shè)置在掃描架上且上下對(duì)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(dá)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。本發(fā)明能夠在測(cè)量不同紙種及放射源能量衰減時(shí)，根據(jù)所需電壓無級(jí)調(diào)整快門開度，連續(xù)調(diào)節(jié)β射線強(qiáng)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(cè)量精度降低的問題，并且檢測(cè)精度高。
【專利說明】-種射線強(qiáng)度可調(diào)的紙張定量傳感器及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于紙張定量測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種射線強(qiáng)度可調(diào)的紙張定量傳感 器及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 紙張定量在線檢測(cè)通常采用P射線穿透紙張時(shí)，紙張定量越高對(duì)射線吸收能力 越強(qiáng)，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(cè)射線能量并轉(zhuǎn)換成電壓 信號(hào)，經(jīng)過計(jì)算得到紙張定量數(shù)據(jù)。國(guó)內(nèi)外定量傳感器通常由放射源、快門機(jī)構(gòu)、快門控制 機(jī)構(gòu)、電離室、信號(hào)放大電路組成。從快門機(jī)構(gòu)發(fā)出的0射線穿透紙張后進(jìn)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(duì)射線的能量吸收不同，穿透紙張后進(jìn)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(hào)也不同。目前國(guó)內(nèi)外定量傳感器快門開 孔是固定不變的，放射源選定后，從快門機(jī)構(gòu)發(fā)射的3射線的強(qiáng)度無法變化；此外，所有放 射源均有半衰期，隨著使用時(shí)間的增加，放射源發(fā)射的能量也逐步衰減。這樣就會(huì)造成兩種 情況：1、在生產(chǎn)過程中，當(dāng)紙張定量增加時(shí)，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(huì)越來越弱。這兩種情況都會(huì)造成定量傳感器靈敏度降低，檢測(cè)精度變差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種射線強(qiáng)度可調(diào)的 紙張定量傳感器及其控制方法，本發(fā)明可以根據(jù)需求調(diào)節(jié)發(fā)射3射線強(qiáng)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(cè)量精度降低的問題，并且 檢測(cè)精度高。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種射線強(qiáng)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(duì)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(dá)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。
[0006] 進(jìn)一步地，快門控制裝置包括依次連接的PID快門開度控制器、能夠鎖定可調(diào)快 門的伺服電機(jī)控制器、伺服電機(jī)和減速齒輪，PID快門開度控制器與電離室連接，減速齒輪 和可調(diào)快門配合連接。
[0007] 進(jìn)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(duì)齊。
[0008] 進(jìn)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(duì)齊。
[0009] 進(jìn)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] 一種射線強(qiáng)度可調(diào)的紙張定量傳感器的控制方法，包括以下步驟：
[0011] 1)在掃描架的帶動(dòng)下，將紙張定量傳感器停至無紙時(shí)的庫(kù)位置，在無射線的情況 下測(cè)量電離室發(fā)出的電壓信號(hào)作為背景電壓vBadtgMmd;
[0012] 2)當(dāng)測(cè)量不同紙種時(shí)，根據(jù)所測(cè)紙種選擇空態(tài)電壓Vto作為電壓設(shè)定值；當(dāng)放射 源能量衰減時(shí)，將能量未衰減時(shí)的空態(tài)電壓Vto作為電壓設(shè)定值；
[0013] 3)通過快門控制裝置調(diào)整可調(diào)快門的開度，進(jìn)而調(diào)整射線的強(qiáng)度，使電離室發(fā)出 的電壓值與電壓設(shè)定值相等，然后鎖定可調(diào)快門；
[0014] 4)步驟1)至步驟3)結(jié)束后，紙張定量傳感器在掃描架的帶動(dòng)下行進(jìn)到紙面進(jìn)行 連續(xù)在線測(cè)量工作，并在測(cè)量過程中對(duì)紙張定量進(jìn)行計(jì)算。
[0015] 進(jìn)一步地，步驟2)中根據(jù)所測(cè)紙種選擇空態(tài)電SVto是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：在 紙張定量傳感器中放入標(biāo)準(zhǔn)紙樣，調(diào)整可調(diào)快門的開度，通過電離室發(fā)出的電壓信號(hào)測(cè)量 電壓值，選擇標(biāo)準(zhǔn)紙樣的定量計(jì)算值與標(biāo)準(zhǔn)紙樣的標(biāo)準(zhǔn)定量值偏差最小時(shí)的電壓值作為空 態(tài)電壓Vmp
[0016] 進(jìn)一步地，紙張定量通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：
[0017] Bff = BA〇+BA1X+BA2X2+BA3X 3 ；

【權(quán)利要求】
1. 一種射線強(qiáng)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(duì)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)快門（5)，放射 源（6)發(fā)出的射線⑷能夠穿過可調(diào)快門（5)到達(dá)電離室（2)，電離室⑵與可調(diào)快門（5) 之間連有能夠控制可調(diào)快門（5)開度并且能夠鎖定可調(diào)快門（5)的快門控制裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射線強(qiáng)度可調(diào)的紙張定量傳感器，其特征在于，快門控 制裝置包括依次連接的PID快門開度控制器（11)、能夠鎖定可調(diào)快門（5)的伺服電機(jī)控制 器（10)、伺服電機(jī)（7)和減速齒輪⑶，PID快門開度控制器（11)與電離室⑵連接，減速 齒輪（8)和可調(diào)快門（5)配合連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射線強(qiáng)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(duì)齊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種射線強(qiáng)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(duì)齊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種射線強(qiáng)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。
6. 權(quán)利要求1所述的射線強(qiáng)度可調(diào)的紙張定量傳感器的控制方法，其特征在于，包括 以下步驟： 1) 在掃描架（9)的帶動(dòng)下，將紙張定量傳感器停至無紙時(shí)的庫(kù)位置，在無射線（4)的情 況下測(cè)量電離室（2)發(fā)出的電壓信號(hào)（1)作為背景電壓VBadtgMmd; 2) 當(dāng)測(cè)量不同紙種時(shí)，根據(jù)所測(cè)紙種選擇空態(tài)電壓VAi，作為電壓設(shè)定值；當(dāng)放射源（6) 能量衰減時(shí)，將能量未衰減時(shí)的空態(tài)電壓作為電壓設(shè)定值； 3) 通過快門控制裝置調(diào)整可調(diào)快門（5)的開度，進(jìn)而調(diào)整射線（4)的強(qiáng)度，使電離室 (2)發(fā)出的電壓值與電壓設(shè)定值相等，然后鎖定可調(diào)快門（5); 4) 步驟1)至步驟3)結(jié)束后，紙張定量傳感器在掃描架（9)的帶動(dòng)下行進(jìn)到紙面進(jìn)行 連續(xù)在線測(cè)量工作，并在測(cè)量過程中對(duì)紙張定量進(jìn)行計(jì)算。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，步驟2)中根據(jù)所測(cè)紙種選擇空態(tài)電 壓乂&是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：在紙張定量傳感器中放入標(biāo)準(zhǔn)紙樣，調(diào)整可調(diào)快門（5)的開 度，通過電離室（2)發(fā)出的電壓信號(hào)（1)測(cè)量電壓值，選擇標(biāo)準(zhǔn)紙樣的定量計(jì)算值與標(biāo)準(zhǔn)紙 樣的標(biāo)準(zhǔn)定量值偏差最小時(shí)的電壓值作為空態(tài)電壓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，紙張定量通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：BW =ba〇+ba1x+ba2x2+ba3x3 ； 其中
；BW為紙張定量；BA。?BA3為計(jì)算系數(shù)；VBW、VBadtg_d和 分別為在線掃描電壓、背景電壓和空態(tài)電壓。
【文檔編號(hào)】G01N23/08GK104406996SQ201410712406
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】胡連華, 李新平, 湯偉, 方輝 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)