X射线测厚仪原理是根据X射线穿透被测物时的强度衰减来进行转换测量厚度的，即测量被测钢板所吸收的X射线量，根据该X射线的能量值，确定被测件的厚度。由X射线探测头将接收到的信号转换为电信号，经过前置放大器放大，再由专用测厚仪操作系统转换为显示给人们以直观的实际厚度信号。
X射线源辐射强度的大小，与X射线管的发射强度和被测钢板所吸收的X射线强度相关。一个在系统量程范围内的给定厚度，为了确定其所需的X射线能量值，可利用M215型X射线检测仪进行校准。在检测任一特殊厚度时，系统将设定义封线的留量值，使检测能够顺利完成。
在厚度一定的情况下，X射线的能量值为常量。当安全快门打开，X射线将从X射线源和探头之间的被测钢板中通过，被测钢板将一部分能量吸收，剩余的X射线被位于X射线源正上方的探头接收，探头将所接收的X射线转换为与之大小相关的输出电压。如果改变被测钢板的厚度，则所吸收的X射线量也将改变，这将使探头所接收的X射线量发生变化，检测信号也随之发生相应的变化。
一束X射线通过被测物体时会产生衰减，衰减的强弱与被测物体的厚度和材质有关，射线源发射出一束强度为I0的射线，通过被测物体的吸收，到达另外一侧传感器的强度为I。它们两者之间有如下关系：
其中：I0为放射源发出射线的强度，它与加在射线管两端电压的大小成正比；I为传感器接收射线的强度；μ为被测材料的吸收系数，它与自身的材质有关，在已知材料的情况下其为一个确定的值；d为被测材料的厚度。对上式求对数变形得:
X射线测厚仪主要应用在金属板材、纸张、薄膜等厚度的在线测量和控制。
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