Рентгеновский измеритель толщины Советский патент 1986 года по МПК G01B15/02 

«

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано при измерении толщины с помощью рент :геновского излучения, например толщины проката.

- Цель изобретения - повьщхение точности измерения отклонения толщины от заданной и сокращение времени перестройки измерителя на новый номинал толщины путем введения в измеритель двух индентичных усилителей с управляемыми коэффициентами усиления образующими пепи обратной связи с характеристиками, зависящими от режи- MOB работы измерителя.

На фиг.1 показана блок-схема рентгеновского измерителя толщины; на фиг.2 - блок-схема блока управления.

Измеритель толщины содержит источник 1 излучения у детекторы 2 и.З излучения, блок 4 команд, рабочий 5 и компенсирутоцщй 6 образид толщины, выполненные, например, в виде клиньев и связанные с вторым и первьм выходами блока 4 команд через исполнительные механизмы 7 и 8, регулятор 9.нап ряжен1|я, включенньш между третьим выходом блока 4 команд и источником 1 излучения, усилители 10 и 1 1. с управляемым коэффициентом усиления, входы которых подключе1 ы соответственно к выходам детекторов 2 и 3, а выходы - соответственно к первым и вторым входам блока 12 управления и дифференциального усилителя 13., Выход дифференциального усилителя 13 связан с входами блока 14 формирования сигнала отклонения и сервоусилителя 15, выход которого подключен к второму входу исполнительного механизма 8, перемещающего компенсирующий образец 6. Измеритель толщины содержит также логический блок 16, входы которого соединены с выходами блока 4 команд, а выход подключен к третьему входу блока 12 управления

Блок 12 управления выполнен в виде последоват. -льно соединенных за- датчика 17 напряжения,, управляемого переключателя 18 на три положения, фильтра 19 нижних частот и пропорционального регулятора 20, выход которого является выходом блока 12 управления . Дв.а входа переключателя 18 являются входами блока 12 управления, подключаемыми к усилителям 10 и 11, управляющий вход тгереключателя 18

, t

2314052

подключен к выходу логического блока 16.

Материал 21, толщина которого измеряется, располагается в потоке 5 рентгеновского излучения между источником 1 излучения и детектором 2 излучения .

Изм:еритель толщины работает следующим образом.

Источник 1 излучения генерирует импульсы рентгеновского излучения, . которые двумя одинаковыми потоками проходят соответственно через рабочий образец 5 к детектору 2 излучения и через компенсирующий образец 6 толщины к детектору 3 излучения. Потоки излучения, ослабленные образцами 5 и 6, вызывают на выходах детекторов 2 и 3 электрические .им-, пульсы, пропорциональные интенсивности потоков. Эти электрические импульсы усиливаются усилителями 10 и 11 и сравниваются на дифференциальном усилителе 13, разностный сигнал с выхода которого обрабатывается блоком 14 формирования сигнала отклонения и является сигналом разности толщин рабочего 5 и компенсирующего 6 образцов или сигналом разности толщин компен- сирутоЕ его. образца. 6 и измеряемого материала 21.

В режиме подготовки к измерению (перестройки измерителя толщины на новый номинал) осуществляемом в отсутствие в потоке излучения измеряемого материала 21, блок 4 команд через ре .гулятор 9 напряжения устанавливает режим работы источника 1 излучения,, через исполнительный механизм 7 устанавливает рабочий образец 5 ны в поток излучения так, что толщина образца 5 в потоке излучения равна заданному номиналу толщины, и через исполнительный механизм 8 приводит в дв1ажение компенсирующий образец 6, Перемещение образца 6 производится до уравнивания сигналов на входах дифференциального усилителя 1 3 , после чего образец 6 фиксируется исполнительным механизмом 8. При этом становятся равньми толщины образцов 5 и 6, а также потоки излучения, попавшие на детекторы 2 и 3.

Влияние нестабильности источника излучения и его питания, а также других элементов следящей системы уменьшается одновременным управлением коэффи1щентами усиления усилителей

3-

10 и П. Усилители 10 и 11, а также блок 12 управления и логический блок

16образуют систему регулирования с переменной структурой, которая по состояниям выходов блока 4 команд или фиксирует коэффициент усиления усилителей 10 и 11 на заранее заданном уровне, или, одинаково воздействуя через управляющие входы усилителей 10 и 11 на их коэффициенты уси- ления, поддерживает сигнал на выходе одного из усилителей на заранее заданном уровне.

В блоке 12 управления осуществляется коммутация на вход фильтра 19 нижних частот одного из трех сигналов , поданных на входы переключателя 18. выбор включенного входа переключателя 18 осуществляется по его управляющему входу сигналом от логичес кого блока 16. Отфильтрованный сигнал с выхода фильтра 19 поступает на вход пропорционального регулятора 20 выходной сигнал которого, поданный на управляющие входы усилителей 10 и 1, осуществляет управление их коэффициентами усиления.

Выбор режима работы блока 12 управления осуществляется логическим блоком 16, который в зависимости от сигналов на выходах блока 4 команд вырабатьшает командный сигнал для блока 12 управления по следующему алгоритму. Если меняется режим работы регулятора 9 напряжения или включен исполнительный механизм 7, то к входу фильтра 19 подключается задатчик

17напряжения; если включен исполнительный механизм 8 и осзпцествляется перемещение компенсирующего образца 6, то к входу фильтра 19 прдключает- ся выход усилителя 10; если через исполнительный механизм 7 образец 5 выведен из потока излучения (проводится измерение толщины материала 21), то к входу фильтра I9 подключается выход усилителя 11.

При изменениях режима работы источника 1 излучения, осуществляемых блоком 4 команд через регулятор 9 напряжения, а также при перемещениях исполнительным механизмом 7 рабочего -образца 5 коэффициенты усиления усилителей 10 и 11 фиксируются на постоянном уровне, что обеспечивает ад- повременно и перемещение исполнительным механизмом 8 компенсирующего образца 6. После заверщения работы ре4054

гулятора 9 напряжения и исполнительного механизма 7 логический блок 1 6 .через управляемый переключатель 18 подключает к входу фильтра 19 выход усилителя 10 и пропорциональный регулятор 20J воздействуя на управляющие ВХОДЫ-усилителей 10 и П, поддерживает сигнал на выходе усилителя 10 на заданном уровне.

После окончания перестройки толпщ на компенсирующего образца в потоке излучения равна заданному номиналу, а сигнал на выходе блока 14 формирования сигнала отклонения равен нулю. При измерении толщины материал 21 вводится в поток излучения вместо образца 5, которьш вьгоодится из потока излучения.

Если толщина материала 21 не равна заданной, то отличаются по величине и потоки излучения, попадающие на детекторы 2 и 3 излучения. Выходные сигналы детекторов 2 и 3 усиливаются усилителями 10 и 11 и сравниваются на дифференциальном усилителе 13, разностный сигнал с выхода которого попадает на вход блока 14 фор шрова- ния сигнала отклонения. Выходной сигнал блока 14 формирования сигнала отклонения является мерой отклонения толщины материала 21 от задапного значения..

Формула изобретения

Рентгеновский измеритель толщины, содержащий источник излучения, два детектора излучения, блок команд, два исполнительных механизма, компенсирующий и рабочий образцы толщины, механически соединенные соответственно с первым и вторым исполнительными механизмами, регулятор напряжения, дифференциальный усилитель, блок формирования сигнала отклонения и сервоусилитель , первый выход блока команд соединен с первым входом первого исполнительного механизма, второй выход - с входом второго исполнительного механизма, а третий - через регулятор напряжения с источником излучения, выход дифференцисшьного усилителя соединен с входами блока формирования сигнала отклонения и сервоусилителя, выход которого соединен с вторым входом первого исполнительного механизма, отличающий- с я тем, что, с целью повьшгения точS

ности измерения отклонения толщины от заданной и сокращения времени перестройки измерителя на новый номинал толщины, он снабжен двумя инден- тичными усилителями с управляемым коэффициентом усиления, логическим блокам и блоком управления, входы усилителей с управляемым коэффициентом усиления соединены соответственно с выходами первого и второго де314056

текторов излучения, а. выходы - соответственно с первыми и вторыми входами блока управления и дифференциального усилителя, выход блока управле- 5 ния соединен с управляющими входами усилителей с управляемым коэффициентом усиления, а третий вход блока управления соединен с выходомлогическо- го блока,входыкоторого соединенысоот- 10 ветственно с выходами блока команд.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерителям толщины образцов безконтактным способом путем облучения образца рентгеновским излучением, и может быть использовано при измерении толщины проката. Целью изобретения является повышение точности измерения и сокращение времени перестройки на новый номинал толщины за счет того, что в рентгеновский измеритель толщины, содержащий источник и детекторы излучения, блок команд, соединенный через два исполнительных механизма с образцами толщины и через регулятор напряжения с источником излучения, а также дифференциальный усилитель, блок формирования сигнала отклонения и сервоусилитель, дополнительно введень два идентичных усилителя с управляемым коэффициентом усиления, логический блок и блок управления, причем входы усилителей соединены с выходами детекторов, выходы усилителей подключены к входам дифференциального усилителя и блока управления, входы логического блока соединены с выходами блока команд, выход логического блока подключен к другому входу блока управления, выход которого соединён с управляющими входами усилителей. 2 ил. ш (Л

puf1

;ffL

It

ifivf.S

Редактор А.Огар

Составитель Ю.Курбатов Техред И.ПОП013ИЧ

Заказ 2556/47Тираж 670Подписное

ВНЮТПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рауп:ская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Ференц