Прибор для автоматического бесконтактного измерения толщины листовых материалов Советский патент 1961 года по МПК G01B15/02 G01N23/02 

Известны приборы для автоматического бесконтактного измерения толщины листовых материалов циклического действия с двумя источниками радиоактивного излучения и автоматической компенсацией (см. авт. св. № 111390 по кл. 42Ь, II).

Недостатком этих приборов является их непродолжительное быстродействие, что обусловлено инерциональностью механических элементов.

Предложенный прибор лишен указанного недостатка. Сущность изобретения заключается в том, что в приборе использована динамическая компенсация с автоматическим установлением коэффициента усиления ФЭУ - фотоэлектронного умножителя путем изменения на предпоследнем диноде напряжения.

На чертеже изображена блок-схема прибора.

В приборе используется два источника радиоактивного излучения цезия-137, один из которых а (измерительный) располагается над измеряемым листом б, а другой (компенсационный) в находится в приемном блоке прибора.

Детектором излучения служит сцинтилляциониый счетчик, состоящий из кристалла йодистого натрия и фотоэлектронного умножителя.

С помощью двух вращающихся с постоянной скоростью свинцовых обтюраторов / на сцинтилляционный счетчик 2, расположенный между ними, попеременно пропускаются потоки гамма-излучения от измерительного и компенсационного источников, причем поток от измерительного источника проходит через измеряемый лист и сектор «грубого клина 3, а поток от компенсационного источника - через компенсационный клин 4.

Клин 3 изготовлен в виде кольца, разделенного на несколько участков с различной толщиной (величина участка 3 лш), и предназначен

№ 1413Г7- 2 для доведения полной толщины, через которую проходит измерительный поток до размера 41-44 мм.

Поворот клина 3 производится синхронно с переключением диапазонов измерения на блоке индикации.

Компенсационный клин 4 представляет собой полудиск переменной толщины, дополняющий свинцовый обтюратор до полного диска. При помощи этого клина производится измерение толщины листа в пределах 41-44 мм.

Прибор действует циклично (цикл соответствует одному обороту обтюратора и по длительности равен одной секунде).

Цикл измерения состоит из двух полуциклов: измерительного и компенсационного и начинается с момента, когда открывается измерительный поток и на детектор поступает излучение, прошедщее через измеряемый лист.

Одновременно с началом цикла с формирователя 5 поступает импульс, который взводит триггеры 5 и 7 и устанавливает напряжение на выходе генератора 8 пилообразного напряжения, равное максимальному (соответствующее минимальному коэффициенту усиления ФЭУ).

По окончании импульса от формирователя 5 напряжение на выходе генератора 8 начинает уменьшаться.

Для управления коэффициентом усиления ФЭУ с генератора 8 подается напряжение на тринадцатый диод. По мере уменьшения напряжения на выходе из генератора 8 (а тем самым на диноде ФЭУ) коэффициент усиления ФЭУ увеличивается и растет его анодный ток.

Это продолжается до тех пор, пока напряжение на выходе сцинтилляционного счетчика 2 не достигнет величины, при которой срабатывает дискриминатор 9. Срабатывание дискриминатора вызывает возвращение триггера в нормальное состояние, который запирает генератор 8 и напряжение на диноде перестает изменяться.

Таким образом, коэффициент усиления ФЭУ принимает значение, при котором ток ФЭУ равен некоторому значению (независимо от толщины измеряемого листа).

Далее поток излучения измерительного источника перекрывается и открывается поток, проходящий через клин 4.

В начале компенсационного полуцикла импульс от формирователя 10 взводит дискриминатор (возвращает его в исходное состояние). Напряжение на выходе ФЭУ в начале компенсационного полуцикла превышает напряжение запирания дискриминатора, так как толщина в начальный момент наибольшая из всего диапазона возможного изменения толщины листа.

По мере вращения обтюратора ноток излучения, проходящий через компенсационный клин, увеличивается в связи с уменьшением его толщины, что вызывает падение анодного напряжения ФЭУ. Это продолжается до тех пор, пока анодный ток ФЭУ не достигнет величины, при которой срабатывает дискриминатор.

Срабатывание дискриминатора свидетельствует о том, что толщина клина в данный момент эквивалентна толщине измеряемого листа. Угол поворота клина, соответствующий этому моменту, фиксируется по числу импульсов, поступивщих от датчика 11 на счетную схему через формирователь 12 и ключ 13.

После того, как дискриминатор сработает, ключ отпирается и импульсы от формирователя 12 начинают поступать на счетную схему 14. Считывание результата измерения осуществляется с цомощью триггера 7, который управляется от формирователя 10. Импульсом в начале измерительного полуцикла триггер возбуждается, а импульсом в начале компенсационного нолуцикла сбрасывается.

Триггер в течение измерительного полуцикла возбуждает реле, управляющее дешифрирующей схемой, которая преобразует результат измерения из двоичной формы в десятичную.

Результат измерения фиксируется на световом табло в течение измерительного полуцикла, затем лампочки гаснут. Одновременно сбрасываются показания счетной схемы.

По сообщению Центрального научно-исследовательского института черной металлургии им. Бардина, прибор, согласно изобретению, передан в промышленную эксплуатацию.

Предмет изобретения

Прибор для автоматического бесконтактного измерения толщины листовых материалов циклического действия с двумя источниками радиоактивного излучения и автоматической компенсацией, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия прибора, применена динамическая компенсация с автоматическим установлением коэффициента усиления фотоэлектронного умножителя изменением напряжения на предпоследнем диноде.

,5