清华大学测厚仪QNT-2型说明书.doc

QNT2型直读式同位素测厚仪使 用 说 明 书清华大学核能与新能源技术研究院北京清能创新科技有限公司一、仪器的安装：1. 放射源的安装：1）.把C形架放倒如图a所示，打开放射源源盖如图b所示。注意：在打开源盖时放射源正表面不要对人！ 2）.把放射源按图c所示用四条螺丝固定在C形架底部。3）.在安装完放射源后，把放射源保护盖（图d）用两条螺丝固定在C形架底部，完全盖住放射源。2. 探头和仪表的安装：1）.探头的安装：打开C形架探头保护筒上盖（下盖安装橡胶密封圈和铝板后），把图f所示探头装入C形架图g，并用三条带钢（如图e带钢宽约12毫米，对折后长100毫米）把探头塞紧，使探头在保护筒内完全不能晃动。2）.测厚仪接线：把信号电缆七芯插头从C形架后部钢管穿至C形架探头保护筒内，把七芯插头凹槽对准探头七芯插座凸起，直接插入并拧紧插头。把图h所示橡胶密封塞套住钢管并用胶布缠绕固定。加O形圈拧紧保护筒上盖。再把信号电缆另一个七芯插头凹槽对准测厚仪二次仪表信号输入七芯插座凸起，直接插入并拧紧插头。注意：插头和插座必须对准一次插入，不允许用插头在插座内转动对槽，否则将损害探头！二、测厚仪的调整1.测厚仪校零：测厚仪接线完毕后，确认C形架放射源和探头之间无被测材料及其他物品，打开测厚仪电源开关。1）.按下量程选择按钮，即选择测量的最后一位显示为0.001毫米，当此时测厚仪显示不为零，如图12）.如图2调整调零旋纽，使显示值为0.000或-0.000，释放量程选择按钮（再按，即选择测量的最后一位显示为0.01毫米，此时测厚仪显示为0.00或-0.00，如图3：3）.校零完毕。除校零外严禁调整调零旋钮！2.测厚仪校准：在C形架放射源和探头之间放入已知厚度被测材料（钢带或铜带），本例材料的实际厚度为0.500，下面讲述如何分别校准0.01和0.001档。1）.量程0.01的校准：量程选择按钮处于弹出位置在确认C形架放射源和探头之间无被测材料及其他物品，显示如图3时，再在C形架放射源和探头之间放入已知厚度被测材料（钢带或铜带）本例材料的实际厚度为0.500，当显示不为0.50（如图4）调整0.01档校准电位器使测厚仪显示为0.50（如图5）严禁调整调零旋钮使厚度为0.50 ！2）.量程0.001的校准：量程选择按钮处于按入位置在确认C形架放射源和探头之间无被测材料及其他物品，显示如图2时，再在C形架放射源和探头之间放入已知厚度被测材料（钢带或铜带）本例材料的实际厚度为0.500，当显示不为0.500（如图6）调整0.001档校准电位器使测厚仪显示为0.500（如图7）严禁调整调零旋纽使厚度为0.500 ！3）校准标准板应采用相应量程测量值偏厚一些的样板，这样的标定结果误差小。例如0.001量程用0.500以上的标准板，0.01量程用1.5mm及以上的标准板。三、概述：射线和物质相互作用时，射线的强度随所穿透的物体的厚度而变化。利用射线强度和吸收物体厚度之间的关系已经制造了多种厚度计，用于测量和控制生产过程。本仪器配上为不同的对象而设计的A/D变换器，可用于钢板和其他有色金属板材的测量和控制。也可以用于非金属板材，如玻璃、橡胶、石膏等的测量和控制。QNT2型测厚控制仪由探头和仪器两部分组成。另有C形架和导轨可选。探头由QHD6型充氙高压薄窗电离室和静电计组成。电离室的灵敏度为7.210-8A/R/H。静电计采用超低输入电流运算放大器。仪器部分直接指示被测物的厚度。由于专门设计了能把探头输出电压直接转换成厚度值的A/D变换器，使本仪器能做到精度高、读数快、稳定性好、价格便宜。四、工作原理1.探测原理，图1画出了探测原理示意图。本仪器使用Am241低能射线源，其光子能量为59.5Kev，半衰期为433年。放射源装入钢制的准直屏蔽盒，保证射线照射电离室，而其他方向的射线被吸收。进入电离室的射线，和电离室壁以及电离室内所充的气体发生光电效应和散射。其次级电子电离电离室内的气体产生正负离子。在电离室电极电压的作用下分别流向正、负极。正负极收集到的电流为10-9A量级。通过静电计转变为电压信号。放射源和电离室加上钢板后，由于钢板吸收掉一部分射线。使电离室的电离电流减小。静电计的输出电压U也就随之变化。钢板愈厚电离电流就愈小。钢板的半减弱层为0.8mm。也就是钢板厚度每增加0.8mm，电离电流就减少一半。因此静电计的输出电压U和钢板厚度d将存在确定关系U（d）。1.电离室2.静电计3.被测钢板4.Am241源5.屏蔽准直器图1 探测原理图2.仪器原理：根据静电计的输出电压U（d）和d的关系，把电压U转变成厚度d是电子仪器部分的任务。由探头输出的电压信号U（d），通过电压/厚度A/D转换器，得到厚度数字值，其最低位为0.001mm或0.01mm，由用户选择。电压/厚度A/D变换器由7107电路构成。7107的字段输出信号通过74HC04反向功率驱动，通过多芯电缆送到现场显示器，点亮1.2英寸共阴极数码管，显示出被测材料的厚度。图2 仪器方框图五、技术指标1.量程：4位数字指示，钢板最大测量厚度4mm2.灵敏度：最后一位指示0.001mm或0.01mm（由用户开关选择）3.指示误差：小于0.3%或3m4.采样时间：3次/秒，或根据用户要求设计5.温度稳定性：环境温度0-50读数变化小于0.5%6.电压稳定性：电网电压变化10%，读数变化小于0.4%7.工作环境：温度045，温度85%8.仪器重量：探头6公斤，仪器5公斤六、使用方法1.根据现场条件，准备好探头移动导轨、C形架及仪器台架。2.准备好交流稳压器，保证供电波动在220伏10%以内。3.按图3安装放射源屏蔽盒。详细安装方法见本说明上第一部分。4.电缆线应通过铁管由控制室连到现场。5.探头应安装在有足够强度的钢套内，避免被带钢打坏。6.C形架应保证源和探头的距离无相对变化。7.源到探头表面的距离不大于7cm。8.将探头、放射源、仪表安装好并连接好电源线和信号电缆线，保证放射源是打开的，源和探头间无任何物体。首先将量程开关置于0.001档，调节调零电位器使显示读数为0（0.001档调整的0点更精确些）。再将标准板放到放射源和探头之间，分别调整两档的校正电位器，使显示器显示标准板的厚度（注意厚一些的标准板相对误差小些）。1.C形架底座2.源盒3.Am241源4.源盒底座5.填料6,7.螺钉图3 放射源装配图七、检修步骤（1）检修仪器一般规律是首先检查电源是否正常，电源板上标明的15V，15V，5V，3.7V（调0电位器上断连接的电压）和400V如果不正常，更换相应的元件，使其正常为止。如果仪器不能正常工作，首先判断是探头损坏还是二次仪表损坏，其方法如下：从二次仪表后面板取下七芯电缆插头，按图4接线。由七芯电缆插座头取出15V电压，经电阻R1，电位器R2分压后，送入信号输入端。先调节电位器R2经头输入1V电压，调节调零电位器，使仪表读数为0。再调节电位器R2给头输入0.5V电压，仪表应指示0.80左右，或者可以调节校正电位器得到稳定指示的0.80左右。再调节电位器R2为0.25V，仪表指示1.60左右则二次仪表正常，否则二次仪表损坏。（2）若二次仪表不正常，首先检查15V和5V电源是否正常，若不正常则要判断是三端稳压器损坏还是整流滤波部分或者变压器损坏。若电源正常则更换7107电路。还要注意有无断线和短路。（3）若二次仪表正常，检查探头，步骤如下：a.取下探头电缆插头，测量电缆插头上的15V，430V是否正常，若不正常则电缆损坏。b.打开探头上盖测AD549组件各脚电压是否正常。（AD549各脚电压见附录）c.若AD549各脚电压正常，调节探头板上的电位器（称失调电位器）AD549的输出端（或电缆插座1脚）从-10mv至+10mv变化，则放大器AD549正常，否则更换AD549。d.如果AD549组件正常，打开探头下盖检查电离室是否漏气，电离室漏气时，电离室的不锈钢膜可以用手指按凹（动作要轻）。也可能是电离室电极短路或绝缘子潮湿或不清洁。(注意:因电离室充有三个大气压的氙气,这一步要特别小心,不要磕碰,以免伤及人身)e.电离室绝缘子潮湿或不清洁可以造成读数不稳定，此时可用无水酒精擦绝缘子后用吹风机吹干。（4）显示器字段不亮或总亮而二次仪表显示正常。a.首先按图纸找到字段相连对应74HC04输出端管脚，检查该输出电平是否正确。字段亮时为+5V，不亮时为0V。b.若74HC04输出电平正确，可能是24芯电缆或数码管坏，进一步检查显示器的管脚，高电平不亮，或低电时亮则数码管坏。八注意事项1要求电网波动小于15%否则可能出现误码或乱跳。2有400V电压，当电离室铝窗损坏时，更换后再使用，以免接近其它物体时，机械损伤或放电损坏电离室。3请勿打开放射源盒，避免丢失（此放射源无人身危险）。4每天使用前请用标准钢板检查仪器精度，如有变化时，调整校正电位器到应有的厚度值。5仪器如发生故障，不要盲目修理，请参看检修步骤或与我院联系。6仪表安装后，必须在放射源上加罩，以免带钢将放射源打掉。7探头上的小气球，用来隔离探头内外的气体。如果没有气球，温度升高时由于探头内气体膨胀，一部分气体要跑出来；当温度降低时气体收缩，将一部分含有水蒸气的外部气体和水吸入探头内。这样多次膨胀和收缩就会在探头内积累比较多的水造成漏电，使探头不能正常工作或损坏。务必要保证小气球完整不漏气，如发现漏气或老化及时更换。8本