Радиоизотопный толщиномер

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Повышение точности измерений достигается за счет использования одного источника 1 ионизирующего излучения и двух идентичных детекторов 4 и 5 излучения. Над одним из детекторов устанавливается эталон ЗГСчетчик 10 фиксирует количество импульсов, зависящее от толщины контролируемого слоя и от толщины эталона, а счетчик 12 - количество импульсов, зависящее от толщины контролируемого слоя. После получения в счетчике 12 числа, равного числу в съеме 14 сравнения кодов, счет импульсов прекращается и подается команда на блок 20 умножения и блок 19 деления на обработку информации с цифроаналоговых преобразователей 15 и 18. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G01 В 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4703203/28 (22) 09.06.89 (46) 15.10.91. Бюл. М 38 (72) К.Ф.Амарандос и М.М.Кухалеишвили (53) 531,717.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 815496, кл. G 01 В 15/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N 1241818, кл.G 01 В 15/02, 1985. (54) РАДИОИЗОТОПНЫЙ ТОЛЩЙНОМЕР (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Повышение точности измерений достигается эа счет использования одного источника 1 ионизиИзобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к ра- диоизотопным автоматическим средствам контроля толщины материалов как в твердом состоянии (тонкие ленты, металлические фольги идр.), так и плотности в жидком, газовом, и может быть использовано на прокатных станах при производстве лент, на газонасосных станциях, газоперегонных заводах и в других областях радиоиэотопного приборостроения.

Целью изобретения является повыше-. ние точности измерения за счет автоматического изменения времени измерения в зависимости от изменения толщины образца и условий измерения.

На чертеже представлена функциональная схема толщиномера.

Радиоизотопный толщиномер содержит коллимированный источник1 ионизирующего излучения, расположенный по одну. Ы,, 1684595 А1 рующего излучения и двух идентичных детекторов 4 и 5 излучения. Над одним иэ детекторов устанавливается эталон 3. Счетчик

10 фиксирует количество импульсов, зависящее от толщины контролируемого слоя и от толщины эталона, а счетчик 12 — количество импульсов, зависящее от толщины контролируемого слоя. После получения в счетчике 12 числа, равного числу в съеме 14 сравнения кодов, счет импульсов прекращается и подается команда на блок 20 умножения и блок 19 деления на обработку информации с цифроаналоговых преобразователей 15 и 18, 1 ил. сторону контролируемого объекта 2, эталон

3, устанавливаемый над одном иэ двух идентичных детекторов 4 и 5 излучения, расположенных по другую сторону контролируемого объекта 2 так, что каждый детектор захватывает половину зоны излучения источника, первый и второй усилите. ли-нормализаторы 6 и 7, первый и второй одновходовые ключи 8 и 9, реверсивный счетчик 10, одновибратор 11. реверсивный счетчик 12, третий многовходовый ключ 13, схему 14 сравнения кодов, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 15, многопозиционный переключатель 16, многоканальный управляемый ключ 17 с объединенными входами управления, второй ЦАП 18, блок 19 деления, блок 20 умножения, блок 21 индикации и задатчик 22.

Выход детектора 4 соединен через последовательно включенный усилитель-нормализатор.6 и управляемый ключ 8 с входом

1684595

25

35 входом "Сброс" счетчиков 10 и 12.

Толщиномер работает следующим образом. 40

В начале цикла измерения сигналом, 45

55 сложения "+" реверсивного счетчика 10. Выход детектора 5 соединен через последовательно включенные усилитель-нормализатор 7 и управляемый ключ 9 с вычитающим "-" входом реверсивного счетчика

10 и счетным входом счетчика 12. Выход реверсивного счетчика 10 соединен через последовательно соединенный управляемый ключ 13 и ЦАП 15 с одним из входов блока 19 деления. Выходы счетчика 12 поразрядно связаны с входами схемы 14 сравнения и входами многовходового ключа 17, Выходы последнего поразрядно соединены с входами ЦАП 18, выход которых соединен с одним из входов блока 20 умножения. Второй вход последнего соединен с задатчиком

22, а выход — с вторым входом блока 19 деления, Выход последнего соединен с входом блока 21 индикации. Вторые схемы 14 сравнения кодов поразрядно соединены с общими контактами блока 16 переключателей, один из коммутируемых контактов которого соединен с шиной "1", а другой — с шиной "0". Выход схемы 14 сравнения соединен с входом $ одновибратора. Прямой выход 0 одновибратора соединен с объединенными входами управляемых ключей 13 и

17, входами блоков 19,20 и 21 умножения, индикации, с отрицательным полюсом диода и одним концом переменного резистора

R3, второй конец которого соединен с положительным полюсом диода и одним концом времязадающего конденсатора СЗ. Второй конец последнего соединен с входом R одновибратора, Обратный выход Q одновибратора соединен с входами ключей 8 и 9 и через дифференцирующую цепь С4 — R4 с формируемым при включении питания .на дифференцирующей цепи, на вход "Сброс" реверсивных счетчиков 10 и 12 поступает импульс, устанавливающий их на нуль, а на управляющие входы ключей 8 и 9 с инверсного выхода Q одновибратора 11 подается сигнал, открывающий их, а с прямого выхода Q одновибратора 11 на управляющие входы ключей 13 и 17 и блоки 19,20 и 21 подается сигнал, закрывающий их, При этом предварительно в блоке 14 сравнения кодов устанавливается переключателями 16 код числа, обеспечивающий заданную статическую погрешность измерения.

Во время счета с детектора 4 через усилитель-нормализатор б импульсов и открытый ключ 8 на вход сложения "+" реверсивного счетчика 10 поступают импульсы средней частоты, определяемые по

15 известной зависимости. При прохождении через слой среды поток излучения ослабляется по закону

N l = Np exp f — pp (d + Л д ) ), (1) где Nt — поток частиц, прошедших через контролируемый слой (число импульсов);

Np — поток частиц (число импульсов), падающих на контролируемый слой; ,и- массовый коэффициент ослабления среды; плотность среды;

d + hd) — толщина контролируемого слоя среды плюс толщина эталона.

Из формулы (1) получаем

Ь, =,ир(д+Ла).

С выхода детектора 5 через усилительнормалиэатор 7 и открытый ключ 9 на счетный вход счетчика 12 и вычитающий вход "-" реверсивного счетчика поступают импульсы средней частоты, определяемые формулой

Nо

In — =,ирб. й1

НЪ выходе счетчика 12 за время г счета, . определяемое кодом (числом); набраннИм блоком 16 переключателей, записывается число

N<> =In — t =ppdt, о

N> а в реверсивном счетчике 10 — число (In N» — Ь й1 — ln Np — ln Мг) г =,и р Л бг .

По истечении времени счета (набора заданного числа импульсов, соответствующих коду числа схемы 14 сравнения) на выходе схемы 14 появляется импульс, перекидывающий одновибратор, ключи 8 и 9 закрываются и открываются ключи 13 и 17 и одновременно на блоки 19,20 и 21 поступает разрешение на обработку информации.

Выход счетчика 12 через ключи 17 соединяется с входом ЦАП 18, а выход реверсивного счетчика 10 через ключи 13 — с входом ЦАП 15, В преобразователях 18 и 15 числа преобразуются в аналоговые сигналы .соОтветственно pp dt и/ РЛй. Сигнал ,ир Й с выхода ЦАП 18 поступает на первый вход блока 20 умножения, на второй вход которого с задатчика 22 поступает сигнал

Лб, На выходе блока 20 умножения формируется сигнал,иоЬdtd. поступающий на второй вход блока 19 деления, на первый вход которого в это время с выхода ЦАП 15 подается сигнал pphdt. На выходе блока

19 деления формируется сигнал

ppdht/pphdt=d. не зависящий от внешних условий и численно равный толщине листа 2. Этот сигнал поступает в блок 21 индикации, Время индикации определяется

1И l595

Составитель А.Куликов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Редактор А,Лежнина

Заказ 3498 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 101 постоянной времени одновибратора и может регулироваться.

Следующий цикл измерения начинается по переднему фронту с выхода Q одновибратора. Через дифференцирующую 5 цепь С4-R4 происходит обнуление счетчиков 10 и 12, отключаются ключи 8 и 9 и закрываются ключи 13 и 17 и снова начинается описанный выше процесс измерения.

Формула изобретения 10

Радиоизотопный толщиномер, содержащий источник излучения и два идентичных детектора, каждый из которых расположен в половине диаграммы направленности источника излучения, над одним 15 из детекторов установлен эталон, выходы детекторов через усилители и управляемые ключи подсоединены один к суммирующему входу, а другой к вычитающему входу реверсивного счетчика и счетному входу дополни- 20 тельного счетчика, выход последнего через е первый блок управляемых ключей и цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) подключен к одному из входов схемы умножения, второй вход которой соединен с выходом 25 задатчика, а выход схемы умножения соединен с вторым входом блока деления, первый вход блока деления соединен через последовательно включенные второй блок управления ключей и ЦАП с выходом 30 реверсивного счетчика, выход блока деления соединен с входами управления блоков индикации и управления, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен одновибратором с регулируемой длительностью импульса, дифференцирующей цепью обнуления счетчиков и и-входовой схемой сравнения кодов и блоком переключателей, выход схемы сравнения кодов соединен с запускающим входом одновибратора, а первые п-входов схемы сравнения кодов соединены поразрядно с п-выходами дополнительного счетчика и входами блока ключей, вторые и-входов поразрядно соединены с общими контактами двухполюсных переключателей, а коммутируемые контакты последних соединены один с шиной "0", а другие с шиной

"1" толщиномера, прямой выход одновибратора соединен с входами управления блоков деления, умножения, индикации, объединенными управляющими входами блоков ключей, и с одним иэ выводов времяэадающей цепи одновибратора, а обратный — с входами управления управляемых ключей и с одним выводом конденсатора дифференцирующей цепи обнуления, второй вывод конденсатора соединен с входами обнуления реверсивного и дополнительного счетчиков и с одним выводом резистора цепи обнуления счетчиков, второй вывод резистора соединен с общей шиной.