Устройство для измерения толщины материала Советский патент 1985 года по МПК G01B15/02 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной области техники и может быть использовано при измерении толщины материала переменной плотности.

Известно устройство для измерения толщины, содержащее источник излучения, детектор, счетчик и выходной показывающ1(й прибор lj .

Данное устройство не позволяет измерять толщину материала переменной плотности, так как измеряет массу материала. Точность измерения этим устройством толпщны материала переменной плотности низка и определяется диапазоном колебаний плотности контролируемого материала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения толщины материала, . содержащее коллимированный источник излучения, два коллимированных детектора, первьш счетчик, подключенный к выходу первого детектора, последовательно соединенные второй счетчик и олок вычитания 2J .

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения толщины материала переменной плотности.

Цель изобретения - повьшение точности измерения толщины материала переменной плотности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения толщины материала, содержащее коллимированный источник излучения, два коллимированных детектора, первый счетчик, подключенный к выходу первого детектора, последовательно соединенные второй счётчик и блок вычитания, снабжено третьим счетчиком последовательно соединенными сумматором, первый вход которого подключен к выходу первого счетчика, первым блоком логарифма отношений и блоком отношений, вторым блоком логарифма отношений, выход которого подключен к второму входу блока отношений, первьй вход подключен к выходу блока вычитания и второму входу сумматора, а второй вход подключен к выходу третьего счетчика и входам блока вычитания и первого блока логарифма отношений, и блоком коммутации, вход которого подключен

6552г

к второму детектору, а выходы соответственно к входам второго и третьего счетчиков.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения толщины материала.

Устройство содержит коллимированньй источник 1 излучения, два коллимированных детектора 2 и 3, 10 первый счетчик 4, подключенный к выходу первого детектора 2, последовательно соединенные второй счетчик 5 и блок 6 вычитания,третий счетчик 7, последовательно соединенные сумматор 8,первьй вход которого подключен к выходу первого счетчика 4,первьй блок 9 логарифма отношений и блок 10 отношений,второй блок 11 логарифма отношений,выход которого 0 подключен к второму входу блока 10 отношений, первьм вход подключен к выходу блока 6 вычитания и первого блока 9 логарифма отношений, и блок 12 к.омму5 тации, вход которого .подключен к

второму детектору 3, а выходы соответственно к входам второго 5 и третьего 7 счетчиков.

Приемные коллиматоры 13 и 14 g детекторов 2 и 3 установлены под равными углами об к коллиматору 15 источника 1 излучения, а внутренняя образующая коллиматора 13 в плоскости, проходящей через оптическую ось коллиматора 13 и ось коллиматора 15 источника, пересекается с оптической осью коллиматора 15 источника на расстоянии , ВС h от поверхности контролируемого изделия 16 внутри слоя материала контролируемого изделия.

Аналогичная образующая, коллиматора 14 пересекается оптической осью коллиматора 15 над поверхностью .изделия. Расстояние ВС не П15евьш1ает максимальную толщину контролируемого материала.

Устройство работает следующим образом.

0 Измерительный преобразователь в составе жестко закрепленных коллимированного источника 1 и двух коллимированных детекторов 2 и 3 устанавливается на поверхность

5 образца яз материала контролируемого изделия 16 произвольной .плотности при его толщине, превышающей толщину насыщения при мини3мальной плотности. Блок 12 коммутации устанавливают в положение, обеспечивающее поступление импульсов с выхода крллимированного детектора 3 в третий счетчик 7. Из лучение коллимированного источника 1, например рентгеновской трубки БХ-3 с молибденовым анодом и и энергией в максимуме спектра 17,4 кэВ, направляют на поверхност образца. Запускают устройство,блок зшравления (не показан) которого производит сброс счетчика 7 и включает его в режим счета. Рассея ное от образца излучение регистрируется детектором 3, с выхода которого сигналыпоступают в счетчик 7. Время измерения задается блоком управления, при этом количество импульсов Ne, поступивших в третий счетчик 7 от детектора 3, пропорционально поглощающей и рассеивающей способности контролируемого материала, не зависит от плотности контролируемого материала пр его толщине, превьшающей толщину насыщения. ..kd kd fU,+ (l( Р коэффициент пропорциональности, учитывающий эф фективность регистрации излучения детектора, геометрический фактор и инте сивность излучения источника 1; угол наклона коллиматора поверхности изделия, d - коэффициент рассеивания материала контролируемого изделия} (И, - коэффициент ослабления из лучения источника материа лом изделия{ (Hg- коэффициент ослабления рассеянного излучения ма териалом изделия (U2 . окончании цикла измерения N отображается вькодным кодом счетчи ка 7. После осуществления измерения на образце материала контролируемого изделия производят контрол толщины. Дпя этого устройство усд-а навливают на поверхность изделия, а блок 12 коммутации устанавливают 2. 4 в положение, обеспечивающее поступление импульсов с коллимированного детектора 3 во второй счетчик 5. Цикл измерения начинается с одновременного сброса первого и второго счетчиков 4 и 5 и запуска блока управления, разрешающего подсчет импульсов, поступающих с коллимированных детекторов 2 и 3 в течение интервала времени t, По окончании этого интервала выходные коды первого 4 и второго 5 счетчиков отображают число зарегистрированных импульсов N и Nj, ко-, торые засисят от толщины d и плотности р материала контролируемого изделия N .. 42) fU I ) ( . Мг(1-е-| °1.- (3) в дальнейшем в устройстве производится операция над числами N-t, N2 и Nj, представленные кодами соответствующих счетчиков в соответствии с алгоритмом, позволяющим получить информацию о толщине контро ируемого изделия. Поскольку индикация результата осуществляется лишь по окончании всего процесса вычислений и промежуточные результаты не индицируются, блоки 6 и 8-11 работают в асинхронном режиме и их работа описывается лишь с точки зрения реализации алгоритма без учета реальных условий распространения электрических сигналов. Числа N и Nj, представленные выходными кодами второго и третьего счетчиков 5 и 7, поступают на блок 6 вычитания, при этом результат вычитания представляется соотношением - |,(S ..ypj . N,-N,-ef . (4) Результат вычитания, представленньй кодом, поступает на первый вход сумматора 8, на второй вход которого поступает выходной код первого счетчика 4. Результат суммирования описывается вьфажением kd -pph N,+ N,-M2 ye После этого на первые входы блоков 9 и 11 логарифма отношений поступает число Nj, представленное выходным кодом третьего счетчика 7, а на вторые входы - результат- сум

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ МАТЕРИАЛА, содержащее коллимированный источник излучения, два коллимированных детектора, первый счетчик, подключенный к выходу первого детектора, последовательно соединенные второй счетчик и блок вычитания, отл-ичающееся тем, что, с целью повышения точности измерения толщины материала переменной плотности, оно снабжено третьим счетчиком, последовательно соединенньми сумматором, первый вход которого подключен к- выходу первого счетчика, первым блоком логарифма отношений и блоком отношений, вторьм блоке логарифма от- ношений, выход которого подключен к второму входу блока отношений,первый вход подключен к выходу блока вычитания и второму входу сумматора, а второй вход подключен к выходу третьего счетчика и входам блока вычитания и первого блока логариф(Л ма отношенийг, и блоком коммутации, с вход которого подключен к второму детектору, а вькоды соответственно к входам второго и третьего счетчиков. 4ib Од сл ел Ю