Радиоизотопный толщиномер Советский патент 1992 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля толщины листовых материалов.

Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений за счет уменьшения статистической погрешности путем обеспечения возможности использования излучения более высокой интенсивности и исключения необходимости периодической перекалибровки при радиоактивном распаде источника.

На чертеже представлена функциональная схема толщиномера.

Толщиномер содержит источник 1 ионизирующего излучения, контейнер 2 с двумя

коллимационными отверстиями 3 и 4, в который помещен источник 1, первый 5 и второй 6 измерительные преобразователи, оптически связанные с источником 1 соответственно через первое 3 и второе 4 коллимационные отверстия, первый 7 и второй 8 счетчики, соединенные последовательно соответственно с первым 5 и вторым б преобразователями, последовательно соединенные дешифратор 9. выходы которого соединены соответственно с выходами второго счетчика 8, и пять одновибраторов 10- 14. Толщиномер также содержит первый, второй и третий задатчики 15, 16, 17 соответственно первой, второй и третьей калибровочных констант, первый 18 и второй 19

СП

VI

N) 00

делители, сумматор 20, умножитель 21, вы- читатоль 22, индикатор 23, входы которого соединены соответственно с выходами вы- читателя 22, переключатель 24 и пускатель 25 выполненный в виде кнопки, первый контакт которого соединен с входом установки счетчика 8 и входами сброса счетчика 7 и вычитателя 22, второй контакт - с общей шиной. При этом входы предустановки счетчиков 8 и первая группа входов делителя 18 объединены и соединены с одним из контактов переключателя 24, второй контакт которого соединен с общей шиной, вторая группа входов делителя 18 соединена соответственно с выходами задатчика 15, Входы разрешения счета счетчиков 7 и 8 объединены и соединены с выходом дешифратора 9, и выходы первого 10 - пятого 14 одновибра- торов соединены с входами разрешения счета соответственно делителя 18, сумматора 20, умножителя 21, делителя 19 и вычитателя 22, первая группа входов сумматора 20 соединена соответственно с выходами делителя 18,а вторая группа входов объединена соответственно с первой группой входов умножителя 21 и соединена соответственно с выходами счетчика 7. Выходы задатчика 16 соединены соответственно с второй группой умножителя 21, а выходы задатчика 17 соединены соответственно с первой группой входов вычитателя 22, вторая группа входов которого соединена соответственно с выходами делителя 19, первая группа входов которого соединена соответственно с выходами умножителя 2, а зторая группа входов - соответственно с выходами сумматора 20.

Радиоизотопный толщиномер работает следующим образом.

Измеряемый объект (листовой материал) 26 устанавливается на рабочую позицию в поперечном сечении потока излучения, выходящего из первого коллимационного отверстия 3. При нажатии кнопки пускателя 25 в счетчик 8 заносится число от переключателя 24, определяющее длительность цикла измерения, а счетчик 7 и оычитатель 22 устанавливаются в нулевое состояние. При этом, если на переключателе 24 установлено число, отличное от нуля, счетчик 8 устанавливается на это число и на выходе дешифратора 9 появляется единичный сигнал, который приложен к разрешающим входам первого 7 и второго 8 счетчиков. После отпускания кнопки пускателя 25 снимается блокировка первого 7 и второго 8 счетчиков и начинается цикл измерения. Ионизирующее излучение источника 1, находящегося в рабочем контейнере 2. проходит через первое коллимационное

отверстие 3, ослабляется в измеряемом материале 26 и регистрируется преобразователем 5, На выходе последнего имеется импульсный сигнал со средней частотой п, имеющей экспоненциальную зависимость

от толщины измеряемого материала гТ Ае-эх,

0

0

5

0

t

(2)

(D

где А и а - коэффициенты пропорциональности.

Одновременно излучение источника 1, прошедшее через второе коллимационное отверстие 4, регистрируется идентичным первому вторым измерительным преобразователем б и подается на счетный вход счетчика 8, работающего на вычитание. После поступления на вход счетчика 8 количества импульсов, равного числу Т, установленному на переключателе 24, он оказывается в нулевом состоянии и на выходе дешифратора 9 появляется сигнал нулевого уровня, который заблокирует счетные входы первого 7 и второго 8 счетчиков. Время измерения толщиномера X

7Т1

где ni - средняя частота импульсов на выходе преобразователя 9.

За время измерительного цикла счетчика 7 накапливаются импульсы с выхода преобразователя 5 и в конце цикла измерения в нем записывается

N- nt(3)

После окончания цикла измерения сигналом с выхода дешифратора 9, которым блокируются счетчики 7 и 8, запускается од- новибратор 10, на выходе которого появляется сигнал, запускающий делитель 18. Длительность В сигнала на выходе одновиб- ратора 10 должна быть больше или равна максимальному времени деления делителя 18, после которого на его выходе появляется результат деления.

Т С

где С - число, установленное на задатчике 15 первой калибровочной константы.

По окончании этой операции появляется сигнал на выходе одновибратора 11, который запускает сумматор 20, производящий суммирование значений формул (3) и (4). Аналогично длительность сигнала второго одновибратора 11 должна быть больше или равна максимальному времени суммирования. Затем появляется сигнал на выхо- 5 де одновибратора 12, который запускает умножитель 21, умножающий число 3 на число К, установленное на задатчике 16 второй калибровочной константы. После окончания операции умножения аналогичным образом запускается четвертый одновибратор 13,

5

0

5

0

5

В- i.

(4)

cm нал с выхода которого запускает делитель 19, на выходе которого появляется результат деления. После выполнения операции деления запускается пятый одно- вибратор 14. сигнал с выхода которого запу- екает вычитатель 22. После выполнения операции вычитания в выходном регистре вычитателя 22 появляется результат измерения, который выводится на индикатор 23.

--Ј

где Е - число, установленное на задатчике 17 третьей калибровочной константы. При этом цикл измерения заканчивается. Для получения необходимого времени из- мерения толщиномера - на переключателе 24 нужно установить число

T m-t(6)

С учетом формул (3), (4) и (6) результат измерения формулы (5) можно представить в виде

I - г k ffт

L E ТТ1/С+ПW

Следовательно, результат измерения и калибровочные константы не зависят от установленного времени измерения толщиномера. При радиоактивном распаде источника ионизирующего излучения до некоторого значения а от его первоначального значения одновременно изменяются и средние частоты импульсов на выходах .первого и второго измерительных преобразователей 5 и 6. При этом количество зарегистрированных импульсов (3) в первом счетчике 7 за время цикла измерения не изменяется за счет соответствующего увеличения времени измерения толщиномера

««-;гй 8

Формула изобретения

Радиоизотопный толщиномер, содержащий источник ионизирующего излучения в контейнере с двумя коллимационными отверстиями, первый измерительный преобразователь, оптически связанный с источником через первое коллимационное отверстие, два счетчика, входы разрешения которых объединены между собой, а счетный вход первого счетчика соединен с выходом мерного преобразоп.пипч переключи тель, первый контакт которого соединен с входами предустановки второго сметчика, а второй - с общей шиной, пускатель в виде кнопки, первый контакт которого соединен с входом сброса первого счетчика и входом установки второго счетчика, а второй - с общей шиной, и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, он снабжен вторым измерительным преобразователем, оптически связанным с источником через второе коллимационное отверстие, выход которого соединен с счетным входом второго счетчика, последовательно соединенным дешифратором, входы которого соединены соответственно с выходами второго счетчика, и пятью одновибра- торами, тремя задатчиками калибровочных констант, двумя делителями, первая группа входов первого делителя соединена с первым контактом переключателя, вторая группа входов соединена соответственно с выходами первого задатчика, сумматором, первая группа входов которого соединена соответственно с выходами первого делителя, вторая группа входов соединена соответственно с выходами первого счетчика, умножителем, первая группа входов которого соединена соответственно с выходами первого счетчика, вторая группа входов соединена соответственно с выходами второго задатчика и вычитателем, выходы которого соединены соответственно с входами индикатора, первая группа входов которого соединена соответственно с выходами третьего задатчика, вход сброса соединен с первым контактом пускателя, вторая группа входов соединена соответственно с выходами второго делителя, первая группа входов которого соединена соответственно с выходами умножителя, вторая группа входов соединена соответственно с выходами сумматора, а выходы дешифратора и пяти одновибраторов соединены с входами разрешения счета соответственно первого счетчика, первого делителя, сумматора, умножителя, второго делителя и вычитателя.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности и производительности измерений за счет уменьшения статистической погрешности путем обеспечения возможности использования излучения более высокой интенсивности и исключения необходимости периодической перекалибровки при радиоактивном распаде источника. Измеряемый материал 26 помещается в поперечном сечении потока ионизирующего излучения от источника 1. Излучение, проходящее через материал 26, претерпевает ослабление и регистрируется первым измерительным преобразователем 5, откуда поступает на вход первого счетчика 7. Одновременно излучение от источника 1 регистрируется вторым измерительным преобразователем 6, идентичным первому. Положительный эффект обеспечивается наличием второго измерительного преобразователя 6, соединенного с ним последовательно второго счетчика 8 и организацией связей между ними и остальными элементами толщиномера, обеспечивающими независимость результата измерения и значений калибровочных кон- сгант от установленного времени измерения толщиномера путем автоматического изменения времени измерения соответственно среднему значению частот импульсов на выходах измерительных преобразователей 5 и 6. 1 ил. Ё