專利名稱:一種射線強度可調的紙張定量傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種射線強度可調的紙張定量傳感器，包括掃描架和設置在掃描架上且上下對齊的上頭箱和下頭箱，上頭箱中設有電離室，下頭箱中設有放射室，放射室的內部設有放射源，上部設有可調快門，放射源發出的射線能夠穿過可調快門到達電離室，電離室與可調快門之間連有能夠控制可調快門開度并且能夠鎖定可調快門的快門控制裝置。本實用新型能夠在測量不同紙種及放射源能量衰減時，根據所需電壓無級調整快門開度，連續調節β射線強度，解決了傳統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、測量精度降低的問題，并且檢測精度高。
【專利說明】-種射線強度可調的紙張定量傳感器

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于紙張定量測量【技術領域】，具體設及一種射線強度可調的紙張定量 傳感器。

【背景技術】
[0002] 紙張定量在線檢測通常采用0射線穿透紙張時，紙張定量越高對射線吸收能力 越強，穿透紙張后的射線能量衰減符合貝爾定量，利用電離室檢測射線能量并轉換成電壓 信號，經過計算得到紙張定量數據。國內外定量傳感器通常由放射源、快口機構、快口控制 機構、電離室、信號放大電路組成。從快口機構發出的0射線穿透紙張后進入電離室，引起 電離室內惰性氣體電離。不同克重的紙張對射線的能量吸收不同，穿透紙張后進入電離室 的射線能量也不同，經過電離室轉換成的電壓信號也不同。目前國內外定量傳感器快口開 孔是固定不變的，放射源選定后，從快口機構發射的0射線的強度無法變化；此外，所有放 射源均有半衰期，隨著使用時間的增加，放射源發射的能量也逐步衰減。該樣就會造成兩種 情況；1、在生產過程中，當紙張定量增加時，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 量也會越來越弱。該兩種情況都會造成定量傳感器靈敏度降低，檢測精度變差。 實用新型內容
[0003] 為了克服上述現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種射線強度可 調的紙張定量傳感器，本實用新型可W根據需求調節發射0射線強度，解決了傳統定量傳 感隨紙張克重增加和放射源能量衰減帶來的靈敏度降低、測量精度降低的問題，并且檢測 精度高。
[0004] 為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：
[0005] 一種射線強度可調的紙張定量傳感器，包括掃描架和設置在掃描架上且上下對齊 的上頭箱和下頭箱，上頭箱中設有電離室，下頭箱中設有放射室，放射室的內部設有放射 源，上部設有可調快口，放射源發出的射線能夠穿過可調快口到達電離室，電離室與可調快 口之間連有能夠控制可調快口開度并且能夠鎖定可調快口的快口控制裝置。
[0006] 進一步地，快口控制裝置包括依次連接的PID快口開度控制器、能夠鎖定可調快 口的伺服電機控制器、伺服電機和減速齒輪，PID快口開度控制器與電離室連接，減速齒輪 和可調快口配合連接。
[0007] 進一步地，上頭箱和下頭箱通過設置在兩者上的光電傳感器對齊。
[000引進一步地，光電傳感器包括設在上頭箱下部的光電傳感器發射端和設在下頭箱上 部的光電傳感器接收端，且光電傳感器發射端和光電傳感器接收端上下對齊。
[0009] 進一步地，下頭箱上還設有指示燈，且指示燈與光電傳感器接收端連接。
[0010] 與現有技術相比，本實用新型具有W下有益的技術效果：
[0011] 本實用新型提供的紙張定量傳感器，可W根據需求調節放射源發射的射線強度， 當紙張定量克重低時，通過快口控制裝置使可調快口開度減小，此時射線強度降低，；當紙 張定量克重高時，通過快口控制裝置使可調快口開度增大，此時射線強度升高；當放射源使 用年限增加時，快口根據設定電壓自動調節開度，補償因放射源半衰期帶來的能量衰減快； 本實用新型通過控制可調快口的開度實現調節射線強度，解決了傳統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、測量精度降低的問題，并且檢測精度高。
[0012] 進一步地，本實用新型的上頭箱和下頭箱上分別設置有光電傳感器發射端和光電 傳感器接收端，當上下頭箱對準時，光電傳感器接收端輸出高電平，指示燈亮，可W實現快 速準確對準，解決了傳統掃描架上下頭箱目測對準有誤差和標尺對準繁瑣的問題。

【附圖說明】

[0013] 圖1是本實用新型結構示意圖；
[0014] 圖2是本實用新型可調快口機構及調節原理圖；
[0015] 圖3是本實用新型的工作示意圖；
[0016] 圖4是本實用新型電壓調節閉環控制原理圖。
[0017] 其中，1、電壓信號；2、電離室；3、紙張；4、射線；5、可調快口；6、放射源；7、伺服電 機；8、減速齒輪；9、掃描架；10、伺服電機控制器；11、PID快口開度控制器；12、上頭箱；13、 下頭箱；14、光電傳感器發射端；15、光電傳感器接收端；16、指示燈；17、放射室。

【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：
[0019] 參見圖1至圖3,一種射線強度可調的紙張定量傳感器，包括掃描架9和設置在掃 描架9上且上下對齊的上頭箱12和下頭箱13,上頭箱12中設有電離室2,下頭箱13中設 有放射室17,放射室17的內部設有放射源6,上部設有可調快口 5,放射源6發出的射線4 能夠穿過可調快口 5到達電離室2,電離室2與可調快口 5之間連有能夠控制可調快口 5開 度并且能夠鎖定可調快口 5的快口控制裝置。快口控制裝置包括依次連接的PID快口開度 控制器11、能夠鎖定可調快口 5的伺服電機控制器10、伺服電機7和減速齒輪8, PID快口 開度控制器11與電離室2連接，減速齒輪8和可調快口 5配合連接。上頭箱12和下頭箱 13通過設置在兩者上的光電傳感器對齊，光電傳感器包括設在上頭箱12下部的光電傳感 器發射端14和設在下頭箱13上部的光電傳感器接收端15,且光電傳感器發射端14和光電 傳感器接收端15上下對齊，下頭箱13上還設有指示燈16,且指示燈16與光電傳感器接收 端15連接。
[0020] 本實用新型的控制原理如圖4所示，電壓設定值與電壓檢測值比較后偏差經PID 快口開度控制器11運算，輸出控制信號至伺服電機控制器10,由伺服電機控制器10驅動 伺服電機7,在伺服電機7帶動下，經過減速齒輪8改變可調快口 5開度進而改變射線4強 度，經電離室2改變輸出電壓信號1，直到電壓檢測值與電壓設定值一致。
[0021] 下面結合附圖對本實用新型的具體操作過程作進一步說明：
[0022] 傳統紙張定量傳感器在測量不同紙種時，空態電壓VMt不變，隨紙張定量增加，定 量傳感器靈敏度降低，檢測精度下降；射線能量衰減時，空態電壓VMt也會降低從而導致定 量傳感器靈敏度降低，檢測精度下降。
[0023] 測量不同紙種時，在掃描架9的帶動下，先將定量傳感器停至無紙時的庫位置，在 電壓信號1處測量背景電壓在紙張定量傳感器中放入標準紙樣，調整可調快口 5 的開度，通過電離室2發出的電壓信號1測量電壓值，選擇標準紙樣的定量計算值與標準紙 樣的標準定量值偏差最小時的電壓值作為空態電壓Vaw并將此空態電壓VMt作為電壓設定 值，此時電壓設定值與電壓檢測值比較后偏差經PID快口開度控制器11運算，輸出控制信 號至伺服電機控制器10,在伺服電機7的帶動下，經過減速齒輪8,改變可調快口 5的開度， 調整由快口機構5發射的0射線強度，達到電壓設定值后，鎖定可調快口 5開度，然后在掃 描架9的帶動下行進到紙面進行連續在線測量工作。
[0024] 射線能量衰減時，在掃描架9的帶動下，先將定量傳感器停至無紙時的庫位置，在 電壓信號1處測量背景電壓將射線能量未衰減的空態電壓VMt作為設定值，此時 電壓設定值與電壓檢測值比較后偏差經PID快口開度控制器11運算，輸出控制信號至伺服 電機控制器10,在伺服電機7的帶動下，經過減速齒輪8,改變可調快口 5的開度，調整經可 調快口 5發射的0射線強度，當達到電壓設定值時，鎖定可調快口 5開度，然后在掃描架9 的帶動下行進到紙面進行連續在線測量工作。
[0025] 本實用新型的射線強度可調的的定量傳感器結構中的可調快口 5在伺服電機7帶 動下，經過減速齒輪8,可實現由全關到全開、全開到全關的動作，伺服電機7的旋轉角度， 由伺服電機控制10控制。PID快口開度控制器11，根據穿透紙張3后的電壓信號1，輸出改 變快口開度信號，輸出控制信號至伺服電機控制器10。可調快口 5可連續無級可調，達到需 求開度時，由伺服電機控制器10實現鎖止。
[0026] 放射源6放出的射線4穿過紙張3時，射線4衰減符合比爾定律原理，衰減后的0 射線經電離室2和放大電路轉化為電壓信號；
[0027] BW = BA0+BA1X+BA2X2+BA3X3; V -V
[002引其中，X=Ln( BW Baekg刪U,); gW為紙張定量；BA。?BA 3為計算系數；V eW、 V Air V Back貧ound 和Vut分別為在線掃描電壓、背景電壓和空態電壓。
[0029]同時，當向上頭箱12和/或下頭箱13中安裝部件時或者故障檢修時，需要將上頭 箱12和下頭箱13左右錯位，對紙張定量傳感器進行檢修，安裝完或者檢修后需要將上頭箱 12和下頭箱13對準，本實用新型的上頭箱12和下頭箱13上分別設置有光電傳感器發射 端14和光電傳感器接收端15,當上下頭箱對準時，光電傳感器接收端15輸出高電平，指示 燈16亮，可W實現快速準確對準，解決了傳統掃描架上下頭箱目測對準有誤差和標尺對準 繁瑣的問題。
【權利要求】
1. 一種射線強度可調的紙張定量傳感器，其特征在于，包括掃描架（9)和設置在掃描 架（9)上且上下對齊的上頭箱（12)和下頭箱（13)，上頭箱（12)中設有電離室（2)，下頭箱 (13)中設有放射室（17)，放射室（17)的內部設有放射源化），上部設有可調快口巧），放射 源做發出的射線（4)能夠穿過可調快口妨到達電離室（2)，電離室似與可調快口巧） 之間連有能夠控制可調快口（5)開度并且能夠鎖定可調快口（5)的快口控制裝置。2. 根據權利要求1所述的一種射線強度可調的紙張定量傳感器，其特征在于，快口控 制裝置包括依次連接的PID快口開度控制器（11)、能夠鎖定可調快口（5)的伺服電機控制 器（10)、伺服電機（7)和減速齒輪（8)，PID快口開度控制器（11)與電離室似連接，減速 齒輪（8)和可調快口（5)配合連接。3. 根據權利要求1所述的一種射線強度可調的紙張定量傳感器，其特征在于，上頭箱 (12) 和下頭箱（13)通過設置在兩者上的光電傳感器對齊。4. 根據權利要求3所述的一種射線強度可調的紙張定量傳感器，其特征在于，光電傳 感器包括設在上頭箱（12)下部的光電傳感器發射端（14)和設在下頭箱（13)上部的光電 傳感器接收端（15)，且光電傳感器發射端（14)和光電傳感器接收端（15)上下對齊。5. 根據權利要求4所述的一種射線強度可調的紙張定量傳感器，其特征在于，下頭箱 (13) 上還設有指示燈（16)，且指示燈（16)與光電傳感器接收端（15)連接。
【文檔編號】G01N23-08GK204287082SQ201420742674
【發明者】胡連華, 李新平, 湯偉, 方輝 [申請人]陜西科技大學