基于碲锌镉探测器的高精度毫米级厚度测量技术研究

吕亮亮,刘军涛,李公平,高旭东,宗 畅,张正宏,孙淑义,潘小东,李 畅

(兰州大学 核科学与技术学院, 兰州 730000)

薄膜的生产对厚度有明确要求。在工业生产中,为了提高生产效率,实现高经济效益,需要对产品厚度进行精确测量,在GB/T 30768—2014中,明确要求食品包装用纸与塑料复合膜、袋的厚度偏差在±10%;钢厂冷轧钢板生产过程中需要对钢板厚度精确测量,这直接影响钢板的轧制质量[1],一般冷轧薄带钢厚度为0.6～2.5 mm,冷轧带钢的轧制要求厚度公差控制在±0.02 mm以内[2];在漆膜涂层制备中,涂层厚度若未达到规定要求,则会导致多种漆膜缺陷,影响涂层的黏结强度、有效寿命和产品功能等关键性能[3]。

目前,厚度测量方法分为破坏性测量法和无损测量法。破坏性测量法包括电解法、切割法和称重法等;无损测量法包括激光测量法、超声波测量法、磁感应法和射线测量法等。其中,破坏性测量法如电解法,对待测产品造成一定程度损伤,测量精度不高且使用范围不广[4];超声波测厚法、磁感应法和激光测量法等使用安全,不存在放射性,但是其中一些关键器件使用寿命相对较短,如激光测量法中的激光器使用寿命为2～3年[5]。射线测量法分为X射线测厚法和γ射线测厚法[6],其中X射线测厚法,厚度在15～25 μm的热缩膜,测量精度为±1 μm[7],测量水平与同位素法相当,但需要X射线发生装置,功率大,经济性一般[8]。而γ射线测厚法采用γ放射性同位素,无需提供电源,具有测量精度高、经济效益好和使用寿命长等优点,因此可基于γ放射性同位素测厚法研发高精度厚度测量装置。……