Способ градуировки радиоизотопного толщиномера

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к методам градуировки радиоизотопных приборов технологического контроля. Цель изобретения - повышение точности градуирозки толщиномера путем использования трех наборов аттестованных мер поверхностной плотности: одного натурного и двух базовых наборов, материалы которых подбирают по эффективным атомным номерам, а проверочную градуировочную характеристику строят с учетом участков с минимальной погрешностью градуировочных зависимостей двух базовых наборов. Используя измерения мер первого базового набора строят градуировочную характеристику ГХ1 зависимости выходных сигналов для мер этого набора, используя функцию параметрического вида, параметры которой определяют по измеренным значениям выходных сигналов от этих мер, аналогично строят ГХ2, применяя измерения мер второго базового набора. После этого строят проверочную градуировочную характеристику ГХ2 перехода с ГХ1 на ГХ2, определяют точность перехода и выбирают сочетание параметров функции ГХ1, изменяя которые можно достичь перехода с требуемой погрешностью построения градуировочной характеристики толщиномера. Установив такие сочетания, строят градуировочную характеристику толщиномера как зависимости выходных сигналов для имеющихся натурных мер, используя ГХ1 с численными значениями ее параметров, кроме выявленного сочетания , численные значения параметров которого определяют по значениям выходных сигналов для натурных мер. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) ((() (5!)5 6 01 В 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ,„ „" ®ЮЯц

ОПИСАНИЕ I43O6PETEНИЯ,. .,м„„ щщ:..;.,) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4672775/28 (22) 04.04,89 (46) 07.10,91, Бюл, М 37 (72) В.Д,Кугель и JI.Ô.Ïðoòàñîâà (53) 531.717.11 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1519323, кл. G 01 В 15/02, l988. (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ РАДИОИЗОТОПНОГО ТОЛЩИНОМЕРА (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к методам градуировки радиоизотопных приборов технологического контроля, Цель изобретения — повышение точности градуировки толщиномера путем использования трех наборов аттестованных мер поверхностной плотности: одного натурного и двух базовых наборов, материалы которых подбирают по эффективным атомным номерам, а проверочную градуировочную характеристику строят с учетом участков с минимальной погрешностью градуировочных зависимостей двух базовых наборов. Используя измерения мер первого базового набора строят

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к методам градуировки радиоизотопных приборов технологического контроля.

Цель изобретения — повышение точности градуировки толщиномера путем использования трех наборов аттестованных мер поверхностной плотности; одного натурного и двух базовых наборов, материалы которых подбирают по эффективным атомным номерам, а проверочную градуировочную характеристику строят с учетом участков с минимальной погрешностью градуировочных зависимостей двух базовых наборов. градуировочную характеристику ГХ1 зависимости выходных сигналов для мер этого набора, используя функцию параметрического вида, параметры которой определяют по измеренным значениям выходных сигналов от этих мер, аналогично строят ГХ2, применяя измерения мер второго базового набора. После этого строят проверочную градуировочную характеристику ГХ2 перехода с ГХ1 на ГХ2, определяют точность перехода и выбирают сочетание параметров функции ГХ1, изменяя которые можно достичь перехода с требуемой погрешностью построения градуировочной характеристики толщиномера. Установив такие сочетания, строят градуировочную характеристику толщиномера как зависимости вы- ф ходных сигналов для имеющихся натурных мер, используя ГХ1 с численными значениями ее параметров, кроме выявленного сочетания, численные значения параметров которого определяют по значениям выход- Я ных сигналов для натурных мер. 1 ил.

На чертеже изображены градуировочные характеристики (ГХ), иллюстрирующие способ:

ГХ1 построена по полному набору базовых образцов поверхностной плотности (ОБПП1);

ГХ2 построена по полному набору базовых образцов поверхностной плотности (ОБПП2);

ГХ2 построена из ГХ1 по полному набору базовых образцов поверхностной плотности (ОБПП2);

ГХн построена по полному набору натурных мер поверхностной плотности (НМПП);

1682775 (5) ГХ, построена из при

ГХ1 ограниченном нахождения параметров Х1 используют меколичестве натурных мер НМПП, тод вариационно-взвешенных квадратичСпособ поясняется примером конк- ных приближений (ВВКП). ретного построения градуировочной Тогда ГХ1 для меди имеет вид характеристики (ГХ) радиоизотопного аб- 5 (1 . -0,73906 10 П сорбционного толщиномера с источником f "(Г1) = 0,85483 Г + а ()— ионизирующего излучения (ИИИ) на базе

-0,46288 lo П изотопа Сз для измерения натурного ма- + 0,09340 Г териала — стали (атомный номер Zn = 26) в

+ . -1,83O73 10 П диапазоне поверхностных плотностей (ПП) 10 + 0,05177 Г (2) от 0,27 10 до 4,4 10 г/м при наличии че- ГХ2 для алюминия имеет вид тырех натурных мер поверхностной плотности (НМПП) с пределом дополнительной fa (П) =: 0,87384 1-0,74694 10 П+ погрешности ГХ, обусловленной ограничен+ 32 Г " + ным количеством натурных мер д = 1, 15 + 0,06326 Г +

+ 0,062290 Г

Способ Осуществляют следующим Об- - . -1,43047.10 Il (3) разом.

Выбирают аттестованные наборы баэо- Затем из базовои функции ГХ fa (), выхобразцовповерхностнойплотностиОБПП1 используя приведенные в таблицы данные

ОБПП2 формуле IZ -Z1l < IZ1-Z2l со- 20 для ОБПП 2, строят такую ГХ2, fall (O), чтоГХ2 ответственно из меди (Z1= 29) и алюминия бы ее относительное отклонение от (Z2 = 13) в количестве, обеспечивающем по- 4 (П), рассчитанное по формуле (4), не прегрешность ГХ базовых материалов меньше вышало заданного значения предела дополнительной погрешности д = +10 ..

Последователь о на каждый образец 25 д П, — П э направляют излучение от ИИИ и регист- П рируют значение выходного сигнала f 1 П вЂ” П

an

100, (4) радиоизотоп ного измерительного преобП разователя (РИП). где Пп — значение ПП, полученное

В таблице приведены нормированные 30 д1 П) значения измеренного выходного сигнала H — " = f,д1 П

0иорм для наборов образцов Cu, Al, четырех

1ап (у) — ОбратНая ky = fan (П) фуНКцИя. образцов стали, а также данные для полного

Для этого последовательно изменяют набоРа обРазцов стали, использУемые длЯ значения параметров функции ГХ1, начиная

ОЦенки точности пРеДла аемого способа по- с Одного и постепенно увеличивая количест- 35 строения ГХ. Нормировкаделается так, что- во варьируемых параметров. При ка ом бы ПРИ ОткРытом затвоРе ИИИ и ОТСУтствии изменении параметра проверяют значеобРазца в зоне,измеРениЯ (П = О) Unop = 1, ние д llo формуле (4) Варьирование параметров выполняют до тех пор, пока не

Относительная погрешность базовых будет выявлено сочетание параметров, и 40 натурных образцов ПП 0,1, погреш- при котором значение д станет меньше ность измерения выходного сигнала РИП заданного предела дополнительной по0,01 с учетом коэффициента фиэиче- грешности+ 1% В данномслучэе наиболее ской чувствительности метода Кфч = "- 5, 45 чувствительными к изменению материала оказываются параметры Х1 и Х3 выражения где ди — относительное изменение измеряе- (1). Значение этих параметров определяют могосигнала, П вЂ” относительноеиэменение методом ВВКП по данным таблицы для измеряемой ПП, погрешность измерения сигнала, пеРенесеннаЯ на ПП, составлЯет Найденная такимобраэом ГХ2 Al имеет

+ 0,05 . Поэтому погрешность базовых 50

ГХ =015, (П) = 0,87882 l-o,73006 1o п +

Далее по приведенным в таблице данным для ОБПП1 и ОБПП2 строят ГХ1 и ГХ2, 0 06934. -0,46288 10 П + используя функцию параметрического вида

y" + X,1 " + X6 I- ", (1) + 0,05177 I-1" 83073" и.

Затем, используя данные, приведенные где Xl параметры определяемые поэкспе в таблице для НМПП, из базовой функции

Риментальным данным иэ таблицы длЯ со- ГХ1с0 аналогичным образом строят ГХ „ ответствующих образцов (i = " 2, ", 6) Для для натурного материала — стали. При этом

1682775

10 определяют методом ВВКП численные значения только тех параметров (Х1 и Х3) функции ГХ1с„, изменением которых было достигнуто построение ГХ2 A) с заданным значением погрешности д = + 1 для алюминия, больше отличающегося по Z от первого базового материала, чем натурный материал, что соответствует соотношению !

Ест - ZC t < 1ЕС, - ZAi I . НайДеннаЯ таким образом ГХ ст, являющаяся искомой градуировочной характеристикой толщиномера для измерения заданного материала, имеет вид 5 ст(П) = 0 87194 i 0,73906 1К П +

+ 0 07629 ) 0,46288 10 и.s

+ 0 05 1 77 (1,83073 .10 и (6)

Для оценки тс ности ГХ,т относительно

ГХ т построим ГХС,, используя функцию (1) и приведенные в таблице данные для полного набора НМПП стали

Х "(П) = 0,86573 . -0,75239 10Ф1 +

-5

+ p pg233. -0,45884 10 П +

+ 0 04194 i,8аоа 10 и (7)

Таким образом, задача построенная

ГХ ст натурного материала с заданной точностью сводится к определению меньшего числа неизвестных параметров, В этом примере достаточно даже одной натурной меры соответствующей точности для определения коэффициентов Х1 и Хэ, учитывая их линейную связь из условия нормировки Х3 = 1 — X -0,05177, Используя большее количество натурных мер, можно повысить точность определения указанных параметров, а поэтому и самой ГХ т. Следовательно, способ позволяет достигнуть заданную дополнительную погрешность градуировки по натурным мерам при их ограниченном количестве и обеспечивает повышение точности градуировки толщиномера. Кроме того, обеспечивается создание метрологического обеспечения для радиоизотопных толщиномеров, предназначенных для измерения материалов, изготовление натурных мер из которых затруднительно.

Формула изобретения

Способ градуировки радиоизотопного толщиномера, заключающийся в том, что выбирают аттестованные натурные меры поверхностной плотности (НМПП) материала с эффективным атомным номером Z<, для измерения которого предназначен толщиномер, с последовательно изменяющейся

55 плотностью (ПП) в диапазоне измерения, последовательно направляют на НМПП излучение от рабочего источника ионизирующего излучения (ИИИ) и для каждой иэ них регистрируют значение выходного сигнала, выбирают аттестованные образцы ПП первого базового набора (ОБПП1) с последовательно изменяющимися в диапазоне измерения значениями ПП, число которых определяется из условия обеспечения заданного предела погрешности градуировочной характеристики (ГХ) 4 тол щи номера, последовательно направляют на ОБПП 1 излучение от рабочего ИИИ, для каждого из них регистрируют значение выходного сигнала и строят градуировочную характеристику ГХ1 зависимости выходных сигналов для ОБПП1. используя функцию параметрического вида, параметры которой определяют по измеренным значениям выходных сигналов для ОБПП1, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности ГХ толщиномера, дополнительно выбирают аттестованные образцы второго базового набора (ОБПП2) с последовательно изменяющимися значениями ПП в диапазоне измерения, число которых определяется из условий обеспечения заданного предела погрешности ГХ дт толщиномера, при этом эффективные атомные номера Z< и Z2 материалов базовых наборов должны отвечать соотношению (2н — Zl) + (Zt - Z2), на

ОБПП2 последовательно направляют излучение от рабочего ИИИ, для каждого из них регистрируют значение выходного сигнала, строят градуиравочную характеристику ГХ2 зависимости выходных сигналов для

ОБПП2, используя также функцию параметрического вида, параметры которой определяют по измеренным значениям выходных сигналов для ОБПП2, строят градуировочную характеристику ГХ2, используя значе- ние выходных сигналов для ОБПП2 и функцию ГХ1 с ее параметрами, находят разность ГХ2 и ГХ2, сравнивают ее с заданным значением дополнительной погрешности д, если разность превышает это значение, то изменяют численное значение одного из сочетаний параметров ГХ1 и каждый раз производят построение ГХ2 и сравнение ее с ГХ2 до тех пор, пока не будет получено сочетание параметров, при котором их разность станет не более значения д„, строят ГХ зависимости выходных сигналов для НМПП, используя ГХ1 с численными значениями ее параметров, кроме выявленного сочетания, численные значения параметров которого определяют по значениям выходных сигналов для НМПП.

1682775

Алюннн)а (Zp 3

IIe7Ib (Z, 29) 1

П е П е р/>> Jpop» -тбе, р/н Upp

Л е т f> р/н 0 op»

П е

-1-Р> > Г/м 0å>Ð>>

1>00000

0,7327

0,4083

1,227

С,4007

0,1936

2,244

4,478

0,04!65 хн

Составитель В, Парнасов

Редактор М, Стрельникова Техред M.Моргентал Корректор M. Шароши

Заказ 3402 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб>р 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

0,.1700

0,3384

0 5043

0,6709

0,8386

1,009

1,176

1,345

1,514

1,686

1,854

2,025

2,192

2,362

2,533

2,702

2, 868

3,036

3, 202

3,371

3,538

3,706

3,875

4,044

4,21!

4,380

1,00000

0,8781

0,7734

0,6834

0,6042

0,5346

0,4722

0,4186

0,3707

0,3286

0,29С9

0,2585

0,2292

0,2039

0,1812

0,1609

0,1431

0,1276

0,1137

0,1015

0,09056

0,08079

0,07215

0,06437

0,05738

0,05138

0,04590

О

0,2741

0,5481

0,8224

1,097

1, 3712

1,6426

l,9177

2; 1924

2, 465

2,740

3,013

З>286

3,56!

3,832

4, 106

4,38!

1,00000

0,81!3

0,6590

0,5377

0,4390

0,3593

0,2952

0,2422

0,1991

0,1644

0,1354

0,1121

0,09284

0,07684

0,06402

0,05332

0,04436

О

0,2039

0,4083

0>6127

0,8166

1,021

1,227

1,433

1,636

1 838

2>041

2, 244

2,439

2,642

2,847

3,052

3,256

3,461

3,664

З,S6S

4,071

4,274

4,478

1,ООСОО

0,8553

0,7327

0,6288

С,5407

0,4655

0,4007

0,3451

0,2983

0,2581

0,2234

0,1936

О, 16SS

О,!464

0,1268

0>1100

0,09553

0,08297

0,07227

0,06285

0,5474

0,04772

0 04165