Радиоизотопный флуоресцентный толщиномер покрытий Советский патент 1987 года по МПК G01B15/02 

1354031

пульсов в добавочном счетчике 19 над нала на счетчик 19 и разрешает их числом в блоке 23 компаратор 21 за- прохождение в регистрирующее устрой- прещает импульсы флуоресцентного ка- ство. 1 з.п. , 1 ил.

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройстве бесконтактного измерения толщины покрытий в технологических линиях различных отраслей.

Целью изобретения является повышение точности измерения толщины покрытий на основаниях переменной толщины за счет улучшения анализа информации, получаемой от датчика.

На чертеже представлена структурная схема радиоизотопного флуоресцентного толщиномера покрытий.

Радиоизотопный флуоресцентный толщиномер покрытий содержит располагаемые по-одну сторону от объекта 1 контроля источник 2 излучения в контейнере 3 с коллимирующими отверстиями 4 и 5 реперного и рабочего пучков соответственно, детектор 6 излучения, к выходу которого подключены последовательно соединенные дифференциальный дискриминатор 7, элемент И 8, таймерный счетчик 9 и блок 10 управления, образующие реперный канал, диффер енциальный дискриминатор 11, элемент И 12 и регистрирующее устрой- ствЬ 13, образующие флуоресцентный канал, дифференциальный дискриминатор 14 и счетчик 15, образующие канал рассеянного пучка, выход блока 10 управления подключен к вторым входам элементов И 8 и 12 реперного и флуоресцентного каналов соответственно, а также две схемы 16 и 17 антисовпадений, установленные соответственно в каналах реперного и флуоресцентного излучений, счетчики 18 и 19, два цифровых компаратора 20 и 21 и два блока 22 и 23 предварительной установки числа, оба элемента И 8 и 12 выполнены с тремя входами, выход счетчика 15 канала рассеянного излучения соединен с входами обнуления дополнительных счетчиков 18 и 19 в реперном и флуоресцентном каналах,, первая группа кодовых входов цифровых ком5

0

параторов 20 и 21 подключена поразрядно к группе выходов дополнительных счетчиков 18 и 19, вторая группа кодовых входов - к выходам .блоков 22 и

5 23 предварительной установки числа , а выходы превьшения первого числа над. :вторым цифровых компараторов 20 и 21 соединен с третбими входами элементов И 8 и 12 и первыми входами схем

и 17 антисовпадений, вторые входы которых подключены к выходам дифференциальных дискриминаторов 7 и 11 соответствующего канала, а выходы схем 16 и 17 антисовпадений соединены с входами добавочных счетчиков 18 и 19.

Таймерный счетчик 9 и счетчик 15 рассеянного излучения вьтолнены с соотношением емкостей в диапазоне 10-1000 раз.

Толщиномер работает следующим образом.

Детектор 6 регистрирует одновременно реперное излучение, поступающее непосредственно от источника Z чере й отверстие 4 реперного пучка, флуоресцентное излучение покрытия 24 и рассеянное основанием 25 излучение возникающее при облучении контролир емо- го объекта 1 рабочим пучком источника 2. Импульсы с выхода детектора 6 поступают на входы амплитудных дифференциальных дискриминаторов 7, 14 и 11, вьщеляющих из всего потока им5 пульсов соответственно потоки импульсов реперного, рассеянного и флуоресцентного каналов. С выхода дифференциального дискриминатора 7 импульсы канала реперного излучения постоянно

0 подаются на первый вход элемента И 8 и второй вход схемы 16 антисовпадений, с выхода дифференциального дискриминатора 11 канала флуоресцентного излучения - аналогично на вход эле5 мента И 12 и схемы 17 антисовпадений. С выхода дифференциального дискрими- латора 14 импульсы постоянно поступа5

0

3ПЗ

ют на вход счетчика 15 рассеянного излучения, который работает в циклическом режиме и в момент полного заполнения обнуляется сам и выдает сигналы на входы безусловного обнуления добавочных счетчиков 18 и 19. В этот момент на выходах превышения цифровых компараторов 20 и 21 устанавливается потенциал логического нуля (посколь- ку в блоках 22 и 23 предварительной установки записаны некоторые превышающие нуль числа), который одновременно запрещает по третьим входам элементов И 8 и 12 прохождение импульсов в каналах реперного и флуоресцентного излучений на вход таймерного счетчика 9 и регистрирующего устройства 13 соответственно. При этом на первые входы схем 16 и 17 антисовпадений ПОС .тупает разрешаюдщй сигнал, вследствие чего импульсы канала р еперного излучения начинают поступать на вход добавочного счетчика 18, а импульсы канала флуоресцентного излучения - на вход добавочного счетчика 19. В момент времени, когда число импульсов, занесенное в добавочный счетчик 18, превышает число, установленное в блоке 22, на -выходе превьппения цифро- вого компаратора 20 устанавливается потенциал логической единицы, который запрещает прохождение импульсов реперного канала с выхода дискриминатора 7 в счетчик 18, но разрешает по третьему входу элемента И 8 их прохождение на вход таймерного счетчика 9.

Аналогичным образом в момент превышения числа импульсов в добавочном счетчике 19 над числом, установленным в блоке 23, на выходе цифрового компаратора 21 устанавливается потенциал логической единицы, запрещающий прохождение импульсов флуоресцентного канала с дискриминатора 11 на вход счетчика 19 и разрешающий по третьему входу элемента И 12 их прохождение в регистрирующее устройство В момент очередного заполнения счетчика 15 на его выходе возникает сиг- нал обнуления, и цикл работы блоков повторяется.

Элементы И 8 и 12 находятся в нормально закрытом состоянии по второму входу от блока 10 управления. При нажатии пусковой кнопки блок 10 управления выдает разрешающей сигнал (потенциал логической единицы) на вторые

5 Q 5 o

°

0

5

1

входы элементов И 8 и 12, с выходов которых соответствуюп(ие потоки импульсов начинают поступать в таймер- ный счетчик 9 и регистрирующее устройство 13 для счета импульсов и обработки информации. В момент заполнения таймерного счетчика 9 с его выхода поступает командный импульс в блок 10 управления, который возвращается в исходное состояние и одновременно закрывает по второму входу элементы И 8 и 12. Импульсы флуоресцентного канала поступают в регистрирующее устройство 13 от дифференциального дискриминатора 11 (а импульсы реперного канала - в таймерный счетчик 9 - от дискриминатора 7) в течение времени измерения (времени заполнения таймерного счетчика 9) отдельными порциями в соответствии с описанной циклической работой блоков (отпирание элементов И 8 и 12 по третьему входу) . При этом средняя частота импульсов, поступающих в регистрирующее устройство 13, оказывается на некоторую величину, пропорциональную средней частоте импульсов рассеянного излучения, меньше средней частоты выходных импульсов дифференциального дискриминатора 11 канала флуоресцентного излучения (аналогично средняя частота входных импульсов таймерного счетчика меньше средней частоты выходных импульсов дискриминатора 7 канала реперного излучения). Это поясняется следующим. Если средняя частота импульсов на выходе дифференциальных дискриминаторов 7, 14 и 11, соответственно равна п, п, , п , емкость счетчика 15 рассеянного излучения равна , а в блоки 22 и 23 предварительной установки занесены числа соответственно М и N23 В соответствии с описанной циклической работой блоков длительность цикла Тц и время нахождения элемента И 12 в закрытом по третьему входу состоянии Гзах равны

Т (1)

3«л

и

(2)

Тогда средняя частота импульсов флуоресцентного канала,.поступающая на вход регистрирующего устройства 13, равна м 4. 1

п„ п,, (1--V-M n,, .-t-lb-fi4i

X n

44

(3)

513540316

Аналогично средняя частота входных парного и рабочего пучков, детектор импульсов таймерного счетчика 9 равна излучения, к выходу которого подклюjr ,чены последовательно соединенные

Ё;

Пд - п.,Г1 . (4)дифференциальный дискриминатор, элеИз выражений (f) и (4) следует, аймерный счетчик и блок уп- г.то, установив в блоках 22 и 23 не-равления, образующие реперный канал, обходимые значения чисел М,,, М„ ,дифференциальный дискриминатор, эле- определенные, например, эксперимен- регистрирующее устройство, тально по результатам предварительныхЮ образующие флуоресцентный канал, диф- измерений, можно добиться одновремзн-Ференциальный дискриминатор и счетного устранения вклада рассеянного™ образующие канал рассеянного излучения (пропорционального потоку ° ° управления подклю- импульсов п,,) в потоки импульсов, элементов И ре- поступающих на вход таймерного счет-15 перного и флуоресцентного каналов чика п. и вход регистрирующего уст-соответственно, отличающий- ройства п. , и достичь поставленной « ° повышения точ- цели - цовьппение точности измерения . измерения толщины покрытий на толщины покрытий на основаниях пере-- основаниях переменной толщины, он менной толщины.20 снабжен двумя схемами антисовпадений,

Для уменьшения ошибки, обусловлен-Установленными соответственно в реной отклонением отношения времени флуоресцентном каналах,

мерения к длительности цикла Т отсчетчиками, двумя цифровыми компацелочисленного значения, необходимоРаторами и двумя блоками предварисчетчик 15 рассеянного излучения вы-25 тельной установки числа, оба элеменполнить емкостью много меньше емкости выполнены с тремя входами, выход

таймерного счетчика 9.счетчика канала рассеянного излучения

Уменьшение емкости счетчика рассе-соединен с входами обнуления дополни- янного излучения ухудшает точностьтельных счетчиков, в каналах репер- задания чисел М„, М (уменьшается30 ном и флуоресцентном первая группа максимальная разрядность этих чисел),кодовых входов цифрового компаратора что отрицательно сказывается на точ-подключена поразрядно к группе выхо- но сти измерения толщины покрытий. дополнительного счетчика, вторая

группа кодовых входов - к выходам

Оптимальное отношение между емкое-блока предварительной установки чистями этих счетчиков, определяемое со-ла, а выход превышения первого числа

отношением потоков импульсов Пу, п ,над вторым цифрового компаратора соп,| и требуемой разрядностью чиселединен с третьим входом элемента И

г2 ibt практически значимых слу-и первым входом схемы антисовпадений,

чая укладывается в диапазон 10-второй вход которой подключен к выхо1000 раз.ДУ дифференциального дискриминатс а

соответствующего канала, а выход схеФормула изобретениямы антисовпадений соединен с входом

добавочного счетчика.

1. Радиоизотопный флуоресцентный2. Толщиномер по п.1, о т л и ч атолщиномер покрытий, содержащий рас-ю щ и и с я тем, что таймерный счетполагаемые по одну сторону от объектачик и счетчик рассеянного излучения

контроля источник излучения в контей-. выполнены с соотношением емкостей в

нере с коллимирующими отверстиями ре- диапазоне 10-1000 раз.

I,

Составитель В.Парнасов Редактор О.Головач Техред Л.Сердюкова : Корректор С.Шекмар

Заказ 5683/36Тираж 677Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

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

.м-------- .- --i----™----- --- ----« I------ - ---- - ™- ----- - -----..- - - . - - - --.«. - ..«.

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

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройстве бесконтактного измерения толщины покрытий в технологических линиях различных отраслей. Целью изобретения является повышение точности измерения толщины покрытия на основаниях переменной толщины. Цель достигается за счет улучшения анализа информации, получаемой от датчика. С выхода дифференциального дискриминатора 14 импульсы постоянно поступают на вход счетчика 15 рассеянного излучения, который работает в циклическом режиме и в момент полного заполнения обнуляется и обнуляет добавочные счетчики 18 и 19. В этот момент на входах превышения цифровых компараторов 20, 21 устанавливается потенциал нуля. Одновременно на первые входы схем 16 и 17 антисовпадений поступает разрешающий сигнал, импульсы реперного излучения поступают на вход добавочного счетчика 18, а им-. пульсы флуоресцентного, излучения - на вход добавочного счетчика 19, В момент времени, когда число импульсов в добавочном счетчике 18 превысит установленное в блоке 22, компаратор 20 запретит прохождение импульсов реперного канала в счетчик 18, но разрешит их прохождение на вход тай- мерного счетчика 9. Аналогичным образом в момент превышения числа имо S (Л DO СП о САЭ