Способ определения рельефа и уровня поверхности Советский патент 1984 года по МПК G01B15/04 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к способам измерения рельефа и уровня поверхности вещества.

Известен способ определения рельефа и уровня поверхности, заключающийся в том, что контролируемую поверхность облучают коллимированным пучком гамма- или рентгеновского излучения с получением н поверхности облученной полосы, регистрируют отраженное излучение при помощи коллимированного приемника, по ориентации источника и приемника определяют координаты точек контролируемой поверхности, осуществляют сканирование поверхности, вращаемой вокруг одного из концов облученной полосой, коммутируют сигналы приемника в соответствии с фазой вращения облученной полосы, сравнивают сигналы, накопленные в течение полупериодов вращения и по результатам сравнения осуществляют управление движением приемника Cl .

Недостаток этого способа .состоит в том, что точность измерения значительно зависит от плотности и состава контролируемых материалов. Чем меньше плотность контролируемых материалов, тем больший их поверхностный слой взаимодействует с гамма-излучением и, следовательно, большая погрешность.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тга что согласно способу определения рельефа ;i уровня поверхности, заключающемуся в том, что контролируемую поверхность облучают коллимированиьм пучком гамма- или рентгеновского излучения с получением иа поверхности облученной полосы, регистрируют отраженное излучение при помощи коллимированного приемника, по ориентации источника и приемника определяют координаты точек контролируемой поверхности, вращаемой вокруг одного из концов облученной полосой, коммутируют сигналы применика в соответствии, с фазой вращения облученной полосы, сравнивают сигналы, накопленные в течение полупериодов вращения и по результатам сравнения осуществляют управление движением приемника, регистрируют частично поглощаемое контролируемыми материалами прямое излучение, определяют степень поглощения и корректируют результаты измерения координат точек контролируемой поверхности.

На чертеже изображена схема осуществления способа.

Коатролируем ю поверхность 1 облучгиот выводящим из блока 2 источника коллимирсваиным пучком 3 гаммаизлучения,вращающимся вокруг беи 4 ориентации блока источника так, что на поверхности образуется облученная полоса, вращающаяся вокруг центра 5 облученной зоны. Рассеянное излучение регистрируют коллимированным приемником 6, в который попадает излучение с ограниченной приемной зоной с центром в точке 7. Сигнал приемника 6 с помощью схемы 8 коммутации преобразуют так, что при изменении угла вращения пучка 3 в диапазоне от О до 180° сигнал приемника 6 направляют в накопитель 9, а при изменении угла в ди-апазоне от 180 до 360° - в накопитель 10. Сравнивая накопленные сиНсшы в блоке 11 сравнения, получают сигнал разбаланса, В соответсту ВИИ с величиной и полярностью сигнала разбаланса упрайляют движением блока 2 источника и приемника 6 с помощью соответствующих блоков 12 и 13 управления и сервоприводов 14 и 15. При нулевом сигнале разбаланса блок 2 источника и приемник 6 поворачивают таким образом, чтобы .центр 5 орлученной зоны и точка 7 приемной зон перемещались в одном направлении, например, справа налево. При отставании центра приемной зоны возникает положительный сигнал разбаланса. В соответствии с этим ускоряют движение блока приемника 6 и одновременно замедляют движение блока 2 источника до исчезновения сигнала разбаланса. При отставании центра облученной зоны возникает отрицательный сигнгш разбаланса, в соответствии с которым замедляют движение приемника, 6 и ускоряют движение блока 2 источника до исчезновения сигнала разбаланса.

При таком управлении движением блока 2 источника и приемника 6 точка 16 пересечения осей ориентации этих блоков (точка локации) перемещается справа налево по линии 17, проходящей ниже контролируемой поверхности 1 на величину методической погрешности измерения л . Эта погрешность обусловлена проникнвением гамма-излучения вглубь контролируемых материалов и обратно пропорционально зависит от плотности верхнего слоя материгшов (в перК

вом приближении л -г, где /и. - коэффициент поглощения гамма-излучения материалами, характеризующий в значительной степени плотность мате риалов; К - коэффициент пропорциональности, определяекый заранее экспериментально для контролиру-. емых материалов).

Координаты точки 16 локации определяют с помощью вычислительного устройства 18, связанного с датчиками 19 и 20, ориентации и блоков источника и приемника.

После определения координат нескольких точек начального (периферийного) участка поверхности в зону измерения перемещают детектор 21 гамма-излучения с помощью сервопривода 22 ч блока 23 управления в зависимости от вычисленных ординат этих точек так, чтобы ордината детектора 21 была больше ординаты (уровня), например, первой измеренной точки поверхности, т.е. ниже этой точки на заранее выбранную величину d. Далее с помощью детектора 21 принимают частично по ло1цаемое контролируемыми материа лами в зоне измерения прямое излучение блока 2, измеряют с помоцью интенсиметра 24 интенсивность импульсного сигнала детектора 21 и определяют с помощью вычислительного устройства 18 степень поглощения прямого гамма-излучения материалами в зоне измерения. В качестве показателя степени поглощения используют натуральный логарифм отношения заранее известной интенсиности JP сигналов детектора 21,рассчитываемой или определяемой заранее экспериментально в случае отсутствия материалов в зоие располог жения этого детечтора, к измеренной интенсивности 3 сигнала детектора 2 при наличии контролируемых материалов в зоне расположения детектора. Определяемая таким образом степень поглощения гамкю-излучеиия зависит от плотности верхнего слоя материалов (чем больше плотность, тем больше степень поглощения при прочих одинаковых условиях и наоборот) Иг следовательно, в значительной степени характеризует эту плотность. При достаточно малых размеpax детектора 21 определяемая по описанной методике степень поглощения, как известно, прямо пропорциональна коэффициенту поглощения

fi en .L , где L iKj (д+dl) путь

прохождения гамма излучения в контролируемых материалах в направлении от источника излучения к детектору 21; К2 - коэффициент пропорциональ0ности, зависящий от угла наклона .и уровня начального участка поверхности, который определяют с помо щью вычислительного устройства 18 по координатам измеренных точек этого участка поверхности.

5

Далее ординаты измЬренных точек поверхности корректируют с помощью вычислительного устройства 18, уменьшая их на величину (f, обратно пропорциональную степени поглоще0ния гамма-излучения материалами в начальной зоне измерения, и определяют поледующие участки рельефа, уменьшая ординаты измеренных точек на ту же величину. Ве5личину i определяют по известным значениям К, KJ , d, Jp и 3 в соответствии с формулой

(,

Сравнение приведенных соотношений показывает, что величина cJ близка к методической погрешности Л

Положительный эффект способа состоит в том, что существенно снижается погрешность измерения рельефа и уровня поверхности доменной шихты, обусловленная изменением . плотности верхнего слоя шихты. Кроме того, получаемая в этом способе информация о плотности верхнего слоя шихты имеет большое практическое значение при управлении доменной печью.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЛЬЕФА И УРОВНЯ ПОВЕРХНОСТИ; заключающийся В том, что контролируемую поверхность облучают коллимированным пучком гамма- или рентгеновскрро излучения с получением на тюверхности облученной полосы, регистрируют } I отраженное излучение при помощи колликярованного приемника, по ориентации источника и приемника определяют координаты точек контролируемой эверхности, вращаемой вокруг одного из концов oблsfчeннoй поло . сой, ко1 мутируют сигналы приемника в соответствии с фазой вращения облученной полосы, сравнивают сигналы, накопленные в течение полупериодов вращения и по результатам сравнения осуществляют управление движением приемника, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, регистрируют частично поглощаемое контролируегллми материалами прямое излучение, определяют степень поглощения и корректируют результаты из(Л мерения координат точек контролируемой пове-1хности.