专利名称：一种x射线测厚方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于射线测量领域，涉及一种X射线测厚方法及装置。
背景技术：
厚度是金属加工的尺寸质量指标之一，对金属器件的厚度尺寸，尤其是板带金属材料的厚度进行测量是材料加工及应用过程中非常重要的工作，因此，如何对金属板带材料的厚度进行测量一直是该领域研究的重点。目前，随着核物理技术的快速发展和日益成熟，根据射线与物质相互作用的原理，核技术在边缘科学、工业和医学等方面都有广泛的应用，从而利用射线进行测厚的方法也随之产生，该方法通过分析穿过待测材料后的射线的强度变化与材料厚度之间的关系，得出待测材料的厚度值，此种方法采用非接触式穿透测量法，不会伤害材料，也不会受板型、现场条件等因素的影响。目前在板带金属材料厚度测量中，所采用的射线测厚方法通常包括同位素测厚和X射线测厚。在同位素测厚中又以Y射线最为常用，Y射线测厚的优点在于Y射线为准单能射线，与物质相互作用时，衰减系数为一常数，数据处理方便准确，具有较高的可靠性，但缺点在于使用同位素放射源存在辐射危害的风险，不论是从操作人员的射线防护措施还是同位素放射源库房的管理上都会带来诸多不便，增加其测量复杂度和成本。而X射线测厚则不会出现上述问题，但X射线能量的分布是连续的，与物质相互作用时会出现“射束硬化”现象，衰减系数并不为固定常数，而是一个变化量，因而给厚度测量带来了困难。因此，针对以上提出的问题，目前急需一种经过改进的X射线测厚方法及装置，从而提高测量精度和可靠性。

发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种X射线测厚方法及装置，该测量方法具有X射线测厚校正功能，能够对材料厚度，尤其是金属板带材料的厚度进行准确测量，具有较高的可靠性。为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:一种X射线测厚方法，包括以下步骤:步骤(I):设置X射线发射器，调节其发射参数；步骤(2):开启X射线发射器，测量未放置物体时空气中的射线能量数据Itl ;步骤(3):开启X射线发射器，使X射线穿过厚度d已知的标准待测材料，测量穿过标准待测材料后的射
线能量数据I ;步骤(4):采用以下方法求取校正参数:根据公式:d=W^求得对应的线
μ
衰减系数μ，再根据公式:μ (d) = A(e_ad+i3)进行最小二乘曲线拟合标定得到校正参数
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A, α, β ;再根据公式:进行待测材料的厚度测量。进一步，上述测厚方法还包括以下步骤:测量未开启X射线发射器情况下，环境中已有的射线本底数据Ibkg;然后将步骤二和步骤三中得到的Itl和I分别减去本底数据Ibkg,从而得到抛开环境中已有射线影响时的实际射线能量数据，并带入步骤四中进行计算。进一步，在步骤三中，采用5件不同已知厚度的标准材料，从而得到5组射线能量数据I。本发明还提供了一种X射线测厚的装置，采用该装置能够精确的进行材料厚度的测量。该装置的技术方案如下:一种X射线测厚装置，包括X射线发射单元、X射线接收单元和数据处理单元，X射线发射单元用于发射X射线，X射线接收单元用于接收穿过待测材料后的X射线，数据处理单元用于对待测材料的厚度进行计算测量；所述数据处理单元包括
线衰减系数计算模块，该模块根据公式
权利要求
1.一种X射线测厚方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一:设置X射线发射器，调节其发射参数； 步骤二:开启X射线发射器，测量未放置物体时空气中的射线能量数据Itl ； 步骤三:开启X射线发射器，使X射线穿过厚度d已知的标准待测材料，测量穿过标准待测材料后的射线能量数据I; 步骤四:采用以下方法求取校正参数:根据公式
2.根据权利要求1所述的X射线测厚方法，其特征在于:还包括以下步骤:测量未开启X射线发射器情况下，环境中已有的射线本底数据Ibkg;然后将步骤二和步骤三中得到的Itl和I分别减去本底数据Ibkg，从而得到抛开环境中已有射线影响时的实际射线能量数据，并带入步骤四中进行计算。
3.根据权利要求1或2所述的X射线测厚方法，其特征在于:在步骤三中，采用5件不同已知厚度的标准材料，从而得到5组射线能量数据I。
4.一种X射线测厚装置，包括X射线发射单元、X射线接收单元和数据处理单元，X射线发射单元用于发射X射线，X射线接收单元用于接收穿过待测材料后的X射线，数据处理单元用于对待测材料的厚度进行计算测量； 其特征在于:所述数据处理单元包括线衰减系数计算模块，该模块根据公式计算材料的线衰减系数^，其中d为待测材料的已知标准厚度，Ι(ι为未放置物体时环境中的射线能量数据，I为穿过标准待测材料后的射线能量数据；校正参数计算模块，该模块根据公式μ (d) = A(e_ad+i3)进行最小二乘曲线拟合标定得到校正参数Α，α, β ； 材料厚度计算模块，该模块根据公Sd=计算待测材料的厚度。
5.根据权利要求4所述的X射线测厚装置，其特征在于:所述数据处理单元采用现场可编程门阵列FPGA。
6.根据权利要求4所述的X射线测厚装置，其特征在于:所述数据处理单元采用单片机。
7.根据权利要求4到6中任一项所述的X射线测厚装置，其特征在于:所述X射线接收单元采用X射线线阵探测器。
全文摘要
本发明公开了一种X射线测厚方法及装置，属于射线测量领域；该X射线测厚方法包括步骤(1)设置X射线发射器，调节其发射参数；步骤(2)开启X射线发射器，测量未放置物体时空气中的射线能量数据I0；步骤(3)开启X射线发射器，使X射线穿过厚度d已知的标准待测材料，测量穿过标准待测材料后的射线能量数据I；步骤(4)采用以下方法求取校正参数根据公式求得对应的线衰减系数μ，再根据公式μ(d)＝A(e-αd+β)进行最小二乘曲线拟合标定得到校正参数A,α,β；再根据公式进行待测材料的厚度测量；该方法客服了因X射线“射束硬化”现象带来的测量不准的问题，使得X射线测厚方法具有校正功能；该方法和装置简单易行，且准确度高，可靠性强。
文档编号G01B15/02GK103206931SQ20131007302
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者高富强, 陈赟飞, 周钦, 安康, 冯永, 严强, 李岭, 兰扬 申请人:重庆大学