Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к неразрушающим способам измерения толщины покрытия на изделиях, основанным на использовании взаимодействия излучения радиоизотопных источников с веществом.
Наиболее близким к изобретению является способ раздельного излучения толщин слоев двухслойного покрытия, заключающийся в том, что контролируемое изделие поочередно облучают пучками бета-излучения с различными граничными энергиями Е1 и Е2 и регистрируют интенсивности n(П1, П2, Е1) и n(П1, П2, Е2) потоков обратнорассеянного бета-излучения с энергиями Е1 и Е2 поочередно облучают образец из материала основания и регистрируют интенсивности no(Е1) и no(Е2) потоков обратнорассеянного бета-излучения, пучками бета-излучения с энергиями Е1 и Е2 поочередно облучают образец из материала верхнего слоя покрытия и регистрируют интенсивности n∞ (Е1) и n∞ (Е2), рассчитывают нормированные сигналы
N(П1, П2, E1) = 
и N(П1, П2, E2) = 
и при помощи заранее составленных сетевых градуировочных графиков, связывающих нормированные сигналы с толщинами слоев П1 и П2, определяют значения П1 и П2 по координатам точки пересечения сигналов N(П1, П2, Е1) и N(П1, П2, Е2).
Недостатком способа-прототипа является то, что он не обеспечивает требуемую точность измерения толщины покрытия сложного переменного состава, так как этот способ применим лишь тогда, когда имеется возможность пучками бета-излучения Е1 и Е2 облучать образцы материала контролируемого покрытия с толщиной больше толщины насыщения и определять интенсивности n∞ (Е1) и n∞ (Е2) потоков непосредственно путем измерения, и неосуществим, когда невозможно иметь соответствующие образцы в наличии при измерении покрытий сложного переменного состава.
Цель изобретения - повышение точности измерения толщины покрытия переменного элементного состава.
Это достигается тем, что выбирают два пучка - бета-излучения с различными граничными энергиями Е1 и Е2 поочередно направляют каждый пучок на контролируемое изделие и регистрируют интенсивности n(П, Е1) и n(П, Е2) потоков обратнорассеянного бета-излучения, пучок бета-излучения, c большей граничной энергией Е2 направляют на образец из материала основания и регистрируют интенсивность no(E2) потоков обратнорассеян- ного бета-излучения, определяют интенсивность 
(E2) насыщенного потока обратнорассеянного излучения с граничной энергией Е2от материала покрытия, рассчитывают нормированный сигнал N (П, Е2)
N(П, E2) = 
, определяют контролируемую толщину П покрытия по заранее установленной градуировочной характеристике толщиномера П = = f[N(П, Е2)] , связывающей толщину П покрытия с нормированными сигналами N(П, Е2), при этом для определения интенсивности обратнорассеянного излучения 
(E2) выбирают вспомогательные образцы из материалов с близкими атомными номерами к измеряемому покрытию, последовательно направляют на каждый из них пучки бета-излучения с энергией Е1 и Е2 и каждый раз регистрируют интенсивности обратнорассеянного бета-излучения, а пучок с граничной энергией Е1 выбирают с условием обеспечения насыщения интенсивности потока обратнорассеянного бета-излучения в диапазоне контролируемых толщин, т. е. n(П, Е1) = n∞ (Е1), и расчет нормированного сигнала производят по формуле N(П, E2) = 
Суть способа заключается в следующем.
Выполнение необходимого условия насыщения интенсивности потока обратнорассеянного бета-излучения для пучка Е1 в диапазоне измеряемых толщин покрытия П можно обеспечить, используя справочные данные толщины насыщения для источников бета-излучения с различными граничными энергиями.
В качестве вспомогательных образцов целесообразно выбирать материалы с достаточно близкими атомными номерами, число образцов устанавливается из требований обеспечения точности измерения. В этом случае значение интенсивности насыщения потока 
(E2), необходимого для реализации предлагаемого способа, можно рассчитать по соотношению
(E2) = n(Z1, E2)+ 
× [n(Z2, E2)-n(Z1, E2)] .
В случае близких атомных номеров материала основания Zo и материала покрытия Z (| Z-Zo| ≅ 5) в качестве одного из вспомогательных образцов можно использовать образец материала, а расчет интенсивности 
(E2) насыщенного потока выполнить по соотношению:
(E2) = no(E2) + 
× n(Z1, E2)-no(E2) где no(Е1) - интенсивность потока обратно рассеянного бета-излучения источника с энергией Е1 от материала основания.
В общем случае для определения 
(E2) необходимо использовать заранее снятые зависимости интенсивностей насыщенного потока обратно рассеянного бета-излучения от образцов с атомными номерами Z в случаях источников Е1 и Е2.
Если проведено два измерения с источником с энергией Е1 с атомными номерами Z1 и Z2 и получены значения n(Z1, Е1) и n(Z2, Е1), и третье измерение на исследуемом покрытии и получено значение n∞ (Е1), то применив интерполяционный многочлен первой степени (см. М. Я. Выгодский. "Справочник по высшей математике", М. , Наука, 1973, с. 476), можно рассчитать приближенное значение атомного номера исследуемого покрытия в точке измерения:
= Z1+(Z2-Z1) 
.
Проведя затем измерения с источником с энергией Е2 на образцах с атомными номерами Z1 и Z2, получив значения n(Z2, Е1) и n (Z1, Е2) и, применив интерполяционный многочлен первой степени, рассчитываем значение интенсивности 
(E2) насыщенного потока:
(E2) = n(Z1, E2)+[n(Z2, E2)-n(Z1E2) 
,
Подставляя полученное выше значение ZHat, получаем соотношение для расчета интенсивности насыщенного потока в случае интерполяции многочленом первой степени:
(E2) = n(Z1, E2)+[n(Z2, E2)-n(Z1, E2)] 
В случае необходимости уменьшения доли погрешности измерения, обусловленной приближенным вычислением значения 
(E2) возможно применение интерполяционных многочленов более высокой степени, соответственно увеличивая число образцов с известными атомными номерами и соответствующих измерений с источниками с энергиями Е1 и Е2.
Изобретение поясняется графическим материалом, на котором представлены зависимости регистрируемых потоков обратно рассеянного бета-излучения с энергиями Е1 и Е2 от материалов вспомогательных образцов с атомными номерами Z. При выборе двух образцов атомных номера Z1 и Z2 оценка ZHat измеряемого покрытия с Z, позвляет получить оценку 
(E2) обратно рассеянного излучения от материала контролируемого покрытия насыщенного слоя n∞ (Е2). (56) Тумулькан А. Д. О раздельном измерении толщины слоев двухслойных покрытий методом регистрации обратнорассеянного бета-измерения. Дефектоскопия, N 6, 1980, с. 101-104.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| РЕНТГЕНОВСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ТОЛЩИНЫ МАТЕРИАЛА | 1993 |
|
RU2037773C1 |
| РАДИАЦИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ | 1987 |
|
SU1492908A1 |
| СПОСОБ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЙ СЕПАРАЦИИ МИНЕРАЛОВ | 2019 |
|
RU2715375C1 |
| СПОСОБ МУЛЬТИЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СКАНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА В СИСТЕМЕ ИНТРОСКОПИЧЕСКОГО СКАНИРОВАНИЯ | 2014 |
|
RU2591229C2 |
| Способ измерения толщины покрытия | 1990 |
|
SU1783297A1 |
| СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ТЕЛА | 1994 |
|
RU2086954C1 |
| РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР МИНЕРАЛОВ | 2019 |
|
RU2715374C1 |
| СПОСОБ ИСКЛЮЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ МНОГОЛУЧЕВОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ В ПРИЕМНИКЕ ДЛЯ ПРИЕМА СИГНАЛОВ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ОТ СПУТНИКА И ПРИЕМНИК ДЛЯ ПРИЕМА СИГНАЛОВ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ОТ СПУТНИКА | 1996 |
|
RU2178953C2 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СЛОЕВ | 2001 |
|
RU2204115C2 |
| Способ определения содержания редкоземельных элементов | 1988 |
|
SU1597704A1 |
Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения толщины многоэлементного покрытия переменного состава. Облучают вспомогательные образцы из материалов с близкими атомными номерами к материалу покрытия пучками бета-излучения с энергиями E1 и E2 и каждый раз регистрируют интенсивности обратнорассеянного бета-излучения, пучок с граничной энергией E1 выбирают с условием обеспечения насыщения интенсивности потока обратнорассеянного бета-излучения, интенсивность n∞(E2) насыщенного потока обратнорассеянного излучения с граничной энергией E2 от материала покрытия определяют по регистрациям потоков с граничными энергиями E1 и E2 от вспомогательных образцов и регистрации потока n(П,E1) от контролируемого изделия, рассчитывают нормированный сигнал по соотношению, указанному в описании, и определяют толщину покрытия по градуировочной характеристике толщиномера. 1 ил.
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ, заключающийся в том, что направляют пучки бета-излучения с различными граничными энергиями E1 и E2 поочередно на контролируемое изделие и регистрируют интенсивности n (П, E1) и n(П, E2) потоков обратнорассеянного бета-излучения, пучок бета-излучения с большей граничной энергией E2 направляют на образец из материала основания и регистрируют интенсивность n0(E2) потока, определяют интенсивность 
(E2) насыщенного потока обратнорассеянного излучения с граничной энергией E2 от материала покрытия, рассчитывают нормированный сигнал N(П, E2) и определяют контролируемую толщину П покрытия по градуировочной характеристике толщиномера П = f[N(П, E2)] , отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения толщины многоэлементного покрытия переменного состава, выбирают вспомогательные образцы из материалов с близкими атомными номерами к материалу покрытия, последовательно направляют на каждый из них пучки бета-излучения с энергиями E1 и E2 и каждый раз регистрируют интенсивности обратнорассеянного бета-излучения, пучок с граничной энергией E1выбирают с условием обеспечения насыщения интенсивности потока обратнорассеянного бета-излучения в диапазоне контролируемых толщин, т. е. n(П, E1) = n∞(E1), интенсивность 
(E2) насыщенного потока обратнорассеянного излучения с граничной энергией E2 от материала покрытия определяют по зарегистрированным интенсивностям потоков обратнорассеянного бета-излучения с граничной энергией E1 и E2 от вспомогательных образцов и потока n∞ (E1) от контролируемого изделия, а расчет нормированного сигнала производят по соотношению
N(П, E2) = 
.
