x射线测厚仪的硬件设计与实现

论文摘要

薄膜厚度的均匀性是双向拉伸塑料薄膜的一个极其重要的质量指标。在自动化程度较高的薄膜生产线中，薄膜厚度都是采用精度较高的非接触式测厚仪和反馈控制系统进行自动检测和控制的。本文介绍了一种新型在线检测设备的硬件设计原理，研制的x射线测厚仪应用在双向拉伸塑料薄膜生产线上，取得了理想的测量和控制效果。首先，论文对当今工业生产中的在线与非在线测厚技术进行了简要的介绍，深入分析了各种在线测厚仪的优缺点。本课题选择了x射线作为测厚仪的射线源。文章分析了x射线的发射、接收原理，使用的C、K值薄膜厚度测量算法，经过实践检验，能够满足工厂实际生产的需要。其次，测厚仪探头部分的设计是实现整个系统的关键环节，将x射线探测器、制冷系统、供电系统相结合，构成了系统扫描探头。本文对该部分的设计原理和实现方法做了详细的说明，并对扫描机架的选择和使用做了介绍。详细阐述了测厚仪电控系统的设计原理与实现过程。本论文提出了以PLC为电控核心的控制系统，整个系统具有较高的运行可靠性和测量精度。对x射线测厚仪的数据采集、数据处理方法以及测厚算法的实现流程都做了说明。通过介绍测厚仪的使用方法，说明了系统标定、校零、机械校正等过程的重要意义。最后简要介绍了上位机运行界面，对生产状态实时显示、历史报表打印、故障记录、生产配方调整等功能做了说明。本系统已经成功运行在BOPP薄膜生产线上，测量结果和薄膜产品质量控制效果在文章中都有介绍，可以看出本课题研制的x射线测厚仪具有市场推广的价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 测厚仪技术概述
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 非在线测厚技术
• 1.1.3 在线测厚技术
• 1.2 x射线测厚仪在BOPP生产中的应用
• 1.2.1 BOPP薄膜生产线工艺介绍
• 1.2.2 x射线测厚仪在薄膜行业的应用
• 1.3 论文的主要内容
• 1.3.1 课题研究的背景和意义
• 1.3.2 课题创新
• 1.3.3 论文的主要内容
• 第二章 x射线测量技术
• 2.1 x射线简介
• 2.1.1 测量原理
• 2.1.2 吸收系数测量误差的产生原因分析及处理方法
• 2.2 x射线测厚算法
• 2.2.1 基本公式
• 2.2.2 C,K值厚度测量法
• 2.2.3 非线性模型测量法
• 2.3 本章小结
• 第三章 测厚仪扫描探头的设计原理与实现
• 3.1 测厚仪总体结构设计
• 3.2 扫描探头的设计
• 3.2.1 x射线光管
• 3.2.2 x射线探测器
• 3.2.3 制冷元件
• 3.2.4 探头供电系统
• 3.2.5 控制柜直流供电
• 3.2.6 探头电缆连接器
• 3.3 测厚仪机架设计
• 3.3.1 机架
• 3.3.2 传动轴
• 3.4 本章小结
• 第四章 测厚仪电控系统设计
• 4.1 PLC技术简介
• 4.1.1 PLC概要
• 4.1.2 S7-200/300PLC简介
• 4.2 PLC电控系统的开发
• 4.2.1 传统电控系统及其存在问题
• 4.2.2 电控系统构成与实现
• 4.2.3 数据通讯的实现
• 4.2.4 测厚仪操作
• 4.3 本章小结
• 第五章 PLC程序设计与数据处理
• 5.1 引言
• 5.2 数据采集
• 5.3 S7-300的程序设计
• 5.3.1 主程序设计
• 5.3.2 子程序设计
• 5.4 数据处理
• 5.4.1 机械抖动的原因分析
• 5.4.2 消除机械抖动的方法
• 5.5 本章小结
• 第六章 运行界面与运行效果
• 6.1 运行界面
• 6.1.1 组态王在本设计中的应用
• 6.1.2 功能介绍
• 6.1.3 数据通讯
• 6.2 运行效果分析
• 6.2.1 测厚算法的验证
• 6.2.2 现场运行及控制效果分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书