Способ измерения массовой поверхностной плотности или толщины Советский патент 1988 года по МПК G01B15/02 

о

00 1C

Изобретение относится к способам измерения толщины с помощью потоков Элементарных частиц и предназначено для использования в черной метгшлур- гии для контроля горячего проката.

Цель изобретения - повышение точности калибровки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - изображена зависимость 1п(С-ид) от поверхностной плотности или толщины d,

Источник гамма-излучения блока 2 источника излучения и блок 3 детектирования расположены по разные стороны листового материала 4, непостоянно находящегося в измерительном зазоре между блоком 2 источника и блоком 3 детектирования. В блоке 2 неточ ника излучения устанавливают калибровочный поглотитель 5, который может помещаться на пути потока излучения в сторону блока 3 детектирования. Выход последнего, работающего в пропорциональном аналоговом режиме; соединяют с входом сумматора 6, на. второй вход которого подают реперный сигнал от перестраиваемого источника 7 напряжения. Вьпсод сумматора б подключают на вход преобразователя 8 напряжениечастота, который производит прямое пропорциональное управляемое преобразование входного сигнала в частоту, С выхода преобразователя 8 частотный сигнал подают на вход вычислительного устройства 9, выход которого соединен с входом блока 10 отображения. Вычислительное устройство 9 содержит средства для преобразования частотного сигнала с блока 8 в сигнал толщину. Между блоком 3 детектирования и сумматором включен КС-звенник 1I,

Кроме того, для реализации способа используют комплект (три) эталонных поглотителей известной толщины, изготовленных из однородного материалаэ позволяющий получать необходимые значения толщин.

I

Устройство работает .следующим образом,

При отсутствии листового материала поочередно помещают в измерительный зазор эталонные поглотители с трмя по крайней мере значениями d, d, d, лежащих р диапазоне измерения толщиномера (фчг. 2)} и определяют после преобразо1 ания на НС-звеннике и сигнала детектора, соответствующие значения аналогового сигнала г f р

Ь 5 3

Зависимость интенсивности прошедшего излучения I от толщины d листового материала с учетом многократного рассеяния может быть представлена как

1.1„е- :„„ие-), (О

где 1,, интенсивность падающего излучения ;

1л - линейшлй коэффициент ослабления излучения;

р - плотность листового материала;

с/ - параметр, учитывающий многократное рассеяние. После преобразований получают

-(Upci

,(l-c)e ..

(2)

Из (2) следует, что влияние рассеянного излучения сводится к постоянной для данной геометрии измерения добавке к экспотенциальной функции от толщины. Вычитая 1ро( из I, приводят зависимость к экспоненциальному виду;

: 1-1 с() 1(1-0) е

-.ро

3)

Обозначив соответствующие электрические сигналы измерителя через C(l), Uj(+I,o), Codo), /bo(f) и x(pd), по- лучают следующее соотнощение:

C-Uo(Co-Uo) е

-Лс 1

(4)

Определение коэффициента произ- следующим образом. Для трех градуировочных образцов толщиной определяют два соотнощения

ln(Ci-U)-ln(Ci-y)

ln(Ci-U)-ln(C3+U)

(5)

где и - напряжение источника 7 напряжения .

Сложение сигналов С, С, С с напряжением (-U) производится в сумматоре б. Методом подбора определяют значение , при котором указанные соотношения равны, Пля значения на- прязсения и определяют коэффициент

PC

ln(,d,-dj

ln Ci+Uo)-ln(C3+y)

d.-d

в этом случае обеспечивается линейная зависимость In(C-Up) от толщины. ,

Затем производят регистрацию потока излучения 1 при отсутствии поглотителя в измерительном зазоре и получают на выходе сумматора 6, с учетом ранее определенного значения U, значение сигнала суммирования Cg-U, соответствующее толщине поглотителя .

Используя полученный линейный характер изменения ln(C-Uj,) от толщины, определяют максимальное значение измеряемой толщины (фиг. 2)

In(Cc-Uo)

MdkC

Ро

и, вводя в измерительный зазор эталонный поглотитель с толщиной d «ц,, получают сигнал С, -U., Значение

,. тт«М«КС

Cj -и. помещают в память вычислнМО(КС

тельного устройства 9. Сигнал C+Uo в преобразователе частоты линейно преобразуют в частоту, так, что частота соответствующая сигналу Cj (((.в удовлетворяет условию

cf wKC-W

где заданное время измерения, а частота fp, соответствующая сигналу C(,-U, обеспечивает необходимую статическую погрешность при наборе заданного числа импульсов (,|j. тем самым устанавливается линейная зависимость между частотой f, соответствующей толщине измеряемого листа, и аналоговым сигналом

f. ,-и„).

Co-Cd

макс

Отсюда -t, а толщину определяют из соотношения

d - 1- InN/Nj,. Ро

Таким образом, изобретение позволяет повысить точность за счет леани- ризации градуировочной зависимости с учетом многократного рассеяния излучения в контролируемом материале. Ф ормула изобретения

Способ измерения массовой поверхНОСТНОЙ плотности или , ВКЛЮ

чающий предварительное облучение по крайней мере трех образцов с известными значениями массовой поверхностной

плотности или толщины d

1 t

регистрацию прошедшего излучения и преобразование его в аналоговые сиг

налы С,

С, соответственно, опреJ , У Vv , Д 4 VJWJiJS -i 3til -J - j

деление градуировочной зависимости и последующее измерение аналогового сигнала для контролируемого материала с последующим определением его массовой поверхностной плотности или толщины с помощью градуировочной зависимости, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности, из аналоговых сигналов вычитают постоянный реперный сигнал IL , величина которого определяется из решений уравнения

25

30

35

40

45

-

50

55

i2l2i-Uo)+in( d,::d

1 ln(C,-Uo)-ln(CA-Uo)| А

1--5;:а;- --jгде - постоянный коэффициент7, затем измеряют сигнал при отсутствии поглотителя, определяют значение максимальной массовой поверхностной плотности или толщины

d

Moinc i

И облучают образец с массовой поверхностной плотностью или толщцной (, регистрируют сигнал Cj,-Uj, преобразуют его в частоту „«це Удовлетворяющую условию ® usM заданное время измерения, преобразуют сигнал Сд-Ид в частоту f, при которой вьшолняется заданное из условия обеспечения статической погрешности значение числа импульсов, преобразуют сигнал C/-U в частотный

f fo-fc(M«w/p II d сГ-сТ bf

° «(««КС

определяют число импульсов за время tti массовую поверхностную плотность или толщину определяют из соотнощения

d - 1- InK/N,,

при этом в процессе измерений многократно проводят корректировку

и Uo .

1ИПИ

XJllilL,

i

w

1п{С У,} in(CiU,)

%

ifffc-i )-- - tn(