Устройство для измерения плотности Советский патент 1992 года по МПК G01N9/24 

Изобретение относится к средствам измерения плотности с использованием потока излучения и предназначено для контроля плотности твердых и жидких сред в различных отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит источник 1 ионизирующего излучения, первый детектор 2 прошедшего через измеряемый объект 3 излучения, второй детектор 4, средство отсчета 5, регулятор 6 потока излучения, расположенный между источником и вторым детектором, сумматор 7, первый вычитающий счетчик 8, первый переключатель 9 предустановки, одновибратор 10, счетчик

11с регулируемым коэффициентом пересчета, второй вычитающий счетчик 12 и второй переключатель 13 предустановки. Входы сумматора 7 подключены к выходу первого 2 и второго 4 детекторов, вход -1 первого вычитающего счетчика 8 соединен с выходом сумматора 7, выход первого вычитающего счетчика 8 подключен ко входу одновибратора 10, первый переключатель 9 подключен к D-входу первого вычитающего счетчика 8, первый детектор 2 подключен ко входу +1 счетчика 11, выход которого соединен со входом -Г второго вычитающего счетчика 12, второй переключатель 13 подключен к D-входу второго вычитающего счетчика, выход которого соединен со входом средства отсчета 5, а входы управления первого 8 и второго 12 вычитающих счетчиел

4

сл о

коп, счетчика 1 I и средства отсчета 5 подключен к выходу одновибратора 10.

Устройство для измерения плотности работает следующим образом.

Перед началом измерения в первый 8 и второй 12 вычитающие счетчики заносится число от первого 9 и второго 13 переключателей, а в счетчике 11 с регулируемым коэффициентом пересчета устанавливается необходимый коэффициент пересчета К. Ионизирующие частицы или кванты от источника 1 ионизирующего излучения проходят через измеряемый объект 3, частично поглощаются в нем и попадают на детектор 2 излучения, одновременно ионизирующие частицы или кванты от источника 1 проходят через регулятор б потока излучения, частично поглощаются в нем и попадают на второй детектор 4 излучения. На выходах детектора 2 и 4 имеется пуассоновский поток электрических импульсов, информативным параметром которого является средняя частота их поступления.

Средняя частота импульса п на выходе первого детектора 2 при постоянной толщине измеряемого объекта 3 имеет экспоненциальную зависимость от плотности.

п ,(1)

где А и а - константы;

:; - измеряемый параметр.

При помощи регулятора 6 потока излучения устанавливают среднюю частоту импульсов па выходе второго детектора 4

В (2)

где при измерении в диапазоне от хмин до

0,5(хмпн+ Хмакс).{3}

8 начале цикла измерения снимают сиг-нал установки с первого 8 и второго 12 вычитающих счетчиков и начинается цикл измерения, во время которого импульсы с выходов первого 2 и второго 4 детекторов поступают на сумматор 7 импульсов, в котором они суммируются, и подаются на первый вычитающий счетчик 8, где они вычитаются из предустановленного объема счетчика Т. Одновременно с этим импульсы с выхода первого детектора 2 делятся в счетчике 11 на коэффициент деления К и подаются на второй вычитающий счетчик 12, где они вычитаются из предустановленного при помощи второго переключателя 13 объема Е.

Время измерения устройства t задается объемом Т предустановки первого вычитающего счетчика 8 и равно

irb-«

При этом в конце цикла измерения второй вычитающий счетчик 8 окажется в нуле

вом состоянии, и по его сигналу сработает одновибратор 10, который потенциальным сигналом со своего выхода заблокирует первый 8 и второй 12 вычитающие счетчики. В конце цикла измерения во втором вычитающем счетчике 12 будет результат измерения

г Т ,,

х Е-ГпТв (5)

Результат измерения из второго вычитающего счетчика 12 передается в средство отсчета 5 измеряемого параметра для индикации в нем в течение следующего цикла измерения. При этом передача информации

об измеряемом параметре производится передним фронтом сигнала с выхода одно- вибратора 10, а задним фронтом импульса восстанавливается объем Т первого вычитающего счетчика 8 и объем Е второго вычитающего счетчика 12, после чего цикл измерения повторяется, так как снимается потенциальный сигнал установки первого 8 и второго 12 вычитающих счетчиков.

С учетом равенства (1) результат измерения (5) описывает монотонно возрастающую функцию от измеряемого параметра, которая имеет точку перегиба в точке xi, вокруг которой она мало отличается от прямой. Задаваясь необходимым, в зависимости от допустимой статистической погрешности, временем измерения, из выражения (4) можно определить необходимый объем первого вычитающего счетчика 8.

Для получения результата измерения в единицах измеряемого параметра необходимо коэффициент пересчета счетчика 11 выбрать равным

(Ае ах2-в)Т

k

/е

2(X2-xi)10( + B)1 где I - число знаков до запятой в результате измерения, и

Х2 Хмин + 0,067 (Хмакс - Хмин)(7)

При выставлении посредством регулятора б потока излучения 12 определяемого по формуле (2) значения средней частоты импульсов на выходе второго детектора 4 излучения и установки величины

Е + Х2-10

(8)

устройство откалибровано для измерения в единицах измеряемого параметра. Использование изобретения позволяет повысить точность измерения и устранить погрешность измерения, вызванную радиоактивным распадом источника 1 ионизирующего излучения, за счет получения результата измерения устройства в виде отношения сигналов первого детектора 2 к сумме сигналов обоих детекторов Формула изобретения Устройство для измерения плотности, содержащее источник ионизирующего излучения, первый детектор прошедшего через измеряемый объект излучения и второй детектор и средство отсчета, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устройство дополнительно содержит регулятор потока излучения, расположенный между источником и вторым детектором, сумматор, первый вычитающий счетчик, первый переключатель предустановки, одновибратор, счетчик с регулируемым коэффициентом пересчета, второй вычитающий счетчик и второй переключатель предустановки, причем входы сумматора подключены к первому и второму детекторам вход первого вычитающего счетчика соединен с выходом сумматора, выход первого вычитающею счетчика подключен ко

входу одновибратора, первый переключатель предустановки соединен с D-входом первого вычитающего счетчика, первый детектор подключен ко входу счетчика с регулируемым коэффициентом пересчета,

выход которого соединен со входом второго вычитающего счетчика, второй переключатель предустановки подключен к D-входу второго вычитающего счетчика, выход которого соединен с входом средства отсчета, а

входы управления первого и второго вычитающих счетчиков, счетчика с регулируемым коэффициентом пересчета и средства отсчета подключены к выходу одновибратора.

Изобретение относится к радиоизотопным приборам неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля плотности твердых и жидких сред в различных отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение точности измерения. С этой целью в устройство, содержащее источник 1 ионизирующего излучения, первый 2 и второй 4 детекторы излучения и средство 5 отсчета измеряемого параметра, введены сумматор 7, первый вычитающий счетчик 8 с переключателем 9 предустановки, одновибратор 10, счетчик 11 с регулируемым коэффициентом пересчета, второй вычитающий счетчик 12 с переключателем 13 предустановки и регулятор 6 потока, установленный между источником 1 и вторым детектором 4. Это позволяет за счет получения результата измерения в виде отношения сигнала первого детектора 2, прошедшего через измеряемый материал 3, к сумме сигналов обоих детекторов получить результат измерения в единицах измеряемого параметра, повысить точность и компенсировать распад источника излучения 1. 1 ил. (Л