Радиоизотопный толщиномер Советский патент 1992 года по МПК G01B15/02 

1

(21)4641575/28 (22)26.01.90 (46)07.11.92. Бюл. №41 (72)З.А.Бунж

(56)Авторское свидетельство СССР № 1301089, кл. G 01 В 15/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР Мг 1241819, кл. G 01 В 15/02, 1985.

(54) РАДИОИЗОТОПНЫЙ ТОЛЩИНОМЕР

(57)Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для

измерения толщины материалов или покрытий. Повышение надежности достигается за счет упрощения устройства. Счетные импульсы с выхода измерительного преобразователя 1 подаются на счетный вход первого счетчика 2 импульсов, а импульсы с выхода кварцевого генератора 3 - на счетный вход второго счетчика 4 импульсов. Микроконтроллер 8 задает и контролирует время измерения, накапливает результаты измерения и выводит их на цифровое табло или дисплей. 3 ил.

1

в

f

7

4

ТО 71

К

6

D

О СО

ел о ю ю

фиа.1

ИчоЬрГТГНИ 1 (1 I H H KK Я К измерительной тохпике и мож- т быть использовано для измерения толщины млтрри. ыов или покрытий.

.r ih изобретения повышение надежности устройства за счет его упрощения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема, радиоизотопного толщиномера; на фиг. 2 диаграмма работы толщиномера; на фиг 3 - алгоритм работы толщиномера.

Радиоизотопный толщиномер содержит последовательно соединенные измерительный преобразователь 1 и первый счетчик 2 импульсов, последовательно соединенные кварцевый генератор 3, второй сиетчик 4 импульсов и триггер 5. элемент ИЛИ 6, конденсатор 7 и микроконтроллер 8 с двумя счетными входами, которые соединены соответственно с выходами элемента ИЛИ 6 и первого счетчика 2 импульсов, выход микроконтроллера соединен с входом сброса триггера 5 и входом установки в единичное состояние второго счетчика 4 импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 6, второй вход которого соединен с выходом триггера 5 и входом сброса первого счетчика 2 импульсов, кондсксэтлр 7 соединен - входом сброса микроконтроллера 8.

Нолиоизотопныи толщиномер работает ,, ющ . м обгазом.

Измерительный преобразователь I, со ащий источник, излучение которого взаимодействуем с объектом измерения, преобразует измеряемую -.зеличиг/ t серию , ;:/ п.ссо, 1нфор.-итчвным параметром вторых квляетсч их средняя частота. Эти -мпулы-ы с выхода измерительного поеоб- разователя 1 подаются на счетный вход первого счегчика 2 импульсов а импульсы с выхода кварцевого генераторо 3 поступают на счетный вход второго счетчика 4 импульсов.

После включения толщиномера через конденсатор 7, соединенный с общим проводом питания, поступает сигнал сброса, по окончании которого микроконтроллер 8 начинает выполнение программы, начиная с нулевого адреса, а на его первом выходе устанавливается сигнал уровня логической единицы, который приложен к входу сброса триггера 5 и входу установки в единичное состояние второго счетчика 4 импульсов, а сигнал с инверсного выхода триггера 5 устанавливает первый счетчик 2 в нулевое состояние. При этом как первый 2, так и второй 4 счетчики заблокированы импульсы, поступающие на их счетные входы, не могут изменить их состояние. Микроконтроллер 8 заносит в регистр своего первого счетчика

чигло, определяющее длительность цикла измерения СТ1 - Т (фиг. 3), и обнуляет регистр своего второго счетчика СТ2 - 0 (фиг. 3), то есть подготавливает микроконтроллер

8 к измерению, после чего он изменяет сигнал на своем выходе с единичного уровня на нулевой уровень 6 0 (фиг. 3). Снимается сигнал сброса триггера 5 и сигнал установки второго счетчика 4 в единичное состояние

(фиг. 2 б), но цикл измерения еще не начинается, так как первый счетчик 2 импульсов еще заблокирован. При поступлении следующего импульса с выхода кварцевого генератора 3 (фиг, 2 а) второй счетчик 4

переходит в нулевое состояние и своим выходным сигналом (фиг. 2 в) переводит в единичное состояние триггер 5, который сигналом с инверсного выхода (фиг, 2 г), снижает блокировку первого счетчика 2 импульсов. При этом на выходе элемента ИЛИ G сохраняется сигнал логической единицы до следующего изменения сигнала на выходе оторого счетчика 4 импульсов (фиг. 2 д). Этим обеспечивается сохранение точной

длительности времени измерения независящего от времени поступления сигнала на первый выход микроконтроллера 8 (фиг. 2 б) по отношению к частоте кварцевого генератора 3, частота которого может быть выбрана достаточно низкой без увеличения погрешности за счет изменения времени измерения толщиномера.

На фиг 2 приведена временная диаграмма работы толщиномера при коэффициенте пересчета второго счетчика 4 импульсов равного двум, а времени измерения равного трем периодам импульсов с выхода второго счетчика 4 импульсов. За

время измерительного цикла импульсы с выхода измерительного преобразователя 1 поступают на первый счетчик 2 импульсоа, где пересчитывается на его коэффициент пересчета и подаются на второй счетный

вход микроконтроллера 8, где они накапливаются. По истечении запрограммированного времени измерения микроконтроллер 8, который все время проверяет свой регистр первого счетчика, работающего на вычитание, на равенство нулю Т 0 (фиг. 2, 3), выдает сигнал единичного уровня на своем первом выходе (фиг. 2 б) или б 1 (фиг. 3), который останавливает цикл измерения. Микроконтроллер 8 считывает результат измерения с регистров своего второго счетчика и после ввода в регистр первого счетчика нового значения времани измерения и обнуления регистра второго счетчика может выдать сигнал (фиг. 2 б)для начали сппдующего цикла измерения.

Li ли ofipafioika не проподипась в тече ние времени измерения, то обрабатыгмется полученный ррчультат измерения в СОПТПРТ- ствии г, грядуиропочной зависимостью и выдается результат измерения на цифровое табло или дисплей в единицах измеряемого параметра. После подключения толщиномера в сети благодаря конденсатору б начинается первый цикл измерения и после завершения предыдущего цикла начинается следующий. Однако, если имеется необходимость начинать цикл измерения по выбору оператора, то параллельно конденсатору 7 нужно подключить пусковую кнопку, при нажатии которой начнется цикл измерения, а следующий цикл измерения будет проходить в зависимости от программы микроконтроллера 8, после окончания предыдущего цикла или при следующем нажатии пусковой кнопки.

В алгоритме (фиг. 3) также показана программная организация счетчика времени измерения при помощи микроконтроллера КМ1816 ВЕ48. После выдачи сигнала б О (фиг. 2 б) микроконтроллер 8 проверяет свой вход ТО и если он равен единице, то проверяет состояние флагового регистра FO. который в начале цикла измерения устанавливается в ноль. Пока ТО 1 флаг тоже равен нулю, происходит возврат к следующей проверке. При изменении сигнала на входе на ноль флаг устанавливается в единицу и возврат к следующей проверке. Если

й JTJTJTJTJTJTjnJTJT.

в

г д.

П0( /ч TQ(0 КЯК СИ Н,ЧЛ НЛ ГКОЛР ГО ПРрОЙДОТ

из сгччоннич О р гогточние единица при следующей прореркр ТО - 1 и фллг f О ТОЖР равен единице, то от содержимого регистра, в котором занесено время измерения, высчитывается единица, сбрасывается флаг и проверяется Т - 0, если 0, то происходит остановка цикла измерения, выдача сигнала б 1, в противном случае - возврат к дальнейшей проверке.

Формула изобретения Радиоизотопный толщиномер, содержащий последовательно соединенные измерительный преобразователь и первый счетчик импульсов, последовательно соединенные кварцевой генератор, второй счетчик импульсов и триггер, элемент ИЛИ, о т- личающийся тем. что, с целью увеличения надежности за счет его упрощения, он дополнительно содержит конденсатор и микроконтроллер с двумя счетными входами, которые соединены соответственно с. выходами элемента И Л И и первого счетчика

импульсов, выход микроконтроллера соединен с входом сброс,, григгера и входом установки в единичное состояние второго счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй

0 вход которого соединен с выходом триггера и входом сброса первого счетчика импульсов, конденсатор соединен с входом сброса микроконтроллера.

Фиг 2

/ Вывод /

,

фиг.З