大成X Ray面密度测量仪操作手册

X Ray面密度测量仪使用说明书

2015年6月8日

目录

1．测量原理 (3)

a)X射线测重原理 (3)

b)温修机制 (3)

c)标定原理 (4)

d)误差来源 (5)

2．X Ray的特性 (6)

a)高稳定性 (6)

b)高扩展性 (7)

c)高精度 (7)

d)高效率 (7)

e)高效的远程控制 (8)

f)创新绿色设计 (8)

3．使用步骤 (9)

a)开启电源 (9)

b)启动工控主机 (9)

c)启动软件 (9)

d)打开X射线互锁 (10)

e)开启X射线 (10)

f)设置操作单 (10)

g)启动测量、对位、扫描 (12)

4．相关设置 (12)

a)系统设置 (12)

b)可控IP地址设置 (14)

5．图表说明 (15)

a)重量扫描图 (15)

b)重量横向趋势图 (15)

c)重量纵向趋势图 (16)

6．运动控制说明 (16)

a)手动控制与自动控制 (16)

b)其他运动控制命令说明 (17)

c)控制命令的互锁关系 (17)

d)运动控制举例 (18)

7．其他命令说明 (19)

a)清零 (19)

b)复位温修记录 (19)

c)数据库管理器 (19)

d)数据实验室 (19)

e)导出本卷数据 (19)

f)帮助文档、关于 (19)

8．错误提示与处理方法 (20)

a)重要提示 (20)

b)运动控制错误 (20)

c)数据库操作错误 (21)

d)网络连接错误 (21)

e)采集卡操作错误 (22)

9．目录规划 (24)

a)程序目录 (24)

b)数据目录 (24)

10．标定方法 (25)

11．校验方法 (27)

12．快捷键一览 (28)

1．测量原理

a)X射线测重原理

X射线穿透物质时，被物质反射、散射、吸收，导致穿透的射线强度相对于入射射线强度有一定的衰减。衰减比例与被穿透物体的厚度/密度呈负指数关系。通过测量穿透前后的射线强度，即可推断出物质的量（面密度、厚度、重量）。

射线强度与重量的关系式如下：

其中I表示穿透物质之后的射线强度；I0表示穿透物质之前的射线强度；λ表示单位物质的吸收系数；m表示被测物质的量，如果被测量对象是薄膜，则该参数表示单位面积薄膜的重量。

b)温修机制

实际使用过程中，由于环境温度湿度在不停变化，射线强度、射线感应器性能也随时间缓慢漂移。要把该测量原理应用到工业场合，提高测量精度，必须在该模型中实时加入温修补偿机制。二代

X Ray系统采用两点温修的修正模型。在扫描架的一端留有足够的空气空间以保证扫描架能正确采样射线穿透空气后的强度，该值称为温修值。在扫描行程的另一端配置了一块热性能和机械性能稳定的Mylar样本，系统会定期扫描该样本，采样穿透样本的射线强度，该值称为样本AD。知晓温修值、样本AD和Mylar的等效重量后，以上公式中的λ就被唯一指定，一条内部物质吸收曲线即被确定下来。温修值和样本AD如同X Ray系统的脉搏一样，能正确反映测量系统所处的状态，也决定了系统的稳定性和测量精度。

采样样片

c)标定原理

使用不同配方的浆料和不同重量的基材做出的电池极片内部结构差异较大。要实现高精度测量，必须针对每一个品种单独做标定。标定是使内部物质吸收曲线修正之后与某个品种极片真实的吸收曲线在测量的局部范围内重合。修正模型采用y=Ax+B形式，A 称为比例系数，B称为平移系数。两系数通过X Ray原实测值与电

子称的值做相关而得。

典型标定图表

d)误差来源

标定某个品种之后，由于真实吸收曲线与内部吸收曲线只是在局部范围内重合，当受到外界干扰（温湿度变化，扫描架采样位置变化，Mylar积尘，传感器窗积尘，电压不稳定等）后，内部吸收曲线将发生漂移，通过标定系数转换之后就将会直接影响重量。随着时间推移，放射源的强度会逐步衰减，内部吸收曲线也会发生缓慢漂移，从而缓慢影响重量。由于有这么多因素会对测量精度产生影响，所以标定一个品种后，当前设备测量当前品种是非常准确的，当离标定时间越久，误差将不断增大。综上所述，X Ray在使用的过程中，需要在出货时进行校验，时刻监控机器的稳定性，保证测量仪器的准确性。

2．X Ray的特性

X Ray系统外观

a)高稳定性

皮实的整体机械结构和优化后的运动驱动系统为精确采样空气和样本余留了较宽裕的空间；高精度伺服电机和丝杆，保证了采样位置的精度。保证了机器长期运行的稳定性。

大理石O型架、丝杆驱动驱动系统

b)高扩展性

软件系统的自主研发和机械结构的自行设计使得整个系统的扩展性能大为改观。该系统为后期开发余留了众多电气接口，可支持快速开发并满足将来产线更高的需求。

c)高精度

采用了凌华高速高性能采集卡，以100K的采样频率采集传感器输出。在经过硬件、软件滤波之后可得到较稳定的海量信号，保证了重量信号的采集精度。软件修正了老机中的内部物质吸收曲线，使用的新曲线更接近于极片的特性，使得标定一次使用的时间更长，可测量的重量宽度范围更大。软件中对来回行程的重量差异进行位移补偿，较好地消除来回行程差异，提高系统测量重复性和行程无关性。间隙涂布时测量的间隙数据的过滤采用滑动均方差的微分量作为主要依据，过滤数据更精确合理。

多功能数据采集卡

d)高效率

采用变周期自动校准方案：即开机时校准频率较高，随着扫描