Радиоизотопный толщиномер покрытий Советский патент 1992 года по МПК G01B15/00 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, к средствам неразрушающего контроля, в частности к радиоизотопным приборам для измерения толщины или поверхностной плотности покрытий.

Целью изобретения является ускорение и упрощение калибровки ча счет уменьшения количества измерения при калибровке до двух и отсутствие необходимости оператором устанавливать результат предыдущего измерения на соответствующих переключателях.

На чертеже показана функциональная схема радиоизотопного толщиномера.

Радиоизотопный толщиномер покрытий содержит измерительный преобразователь 1, последовательно соединенные генератор 2 импульсов, перйый счетчик 3 импульсов, первый триггер 4, второй счетчик 5 импульсов, третий счетчик 6 импульсов, второй триггер 7, пусковую кнопку 8, два элемента И 9 и 10, первый 11 и второй 12 переключатели, элемент ИЛИ 13, делитель 14, первый 15 и второй 16 мультиплексоры, первый 17, второй 18 и третий 19 регистры, дешифратор 20, элемент ИЛИ-НЕ 21, первый 22 и второй 23 одиовибраторы и резистор 24.

Пусковая кнопка 8 соединена с входами

сброса триггеров 4 и 7 и входом установки счетчиков 5 и 6 импульсов, выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ 13, выход которого соединен с входом установки второго триггера 7, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с вторыми входами первого 9 и второго 10 элементов И, выходы которых соединены соответственно с входом сложения и вычитания второго счетчика 5 импульсов, первые входы элементов И 9 и 10 объединены и соединены с выходом измерительного преобразователя 1. Инверсный выход первого триггера 4 соединен с входом разрешения счета второго счетчика 5 импульсов, резистор 24 соединен последовательно с вторым переключателем 12 между шинами питания, при этом цепь, соединяющая резистор 24 и второй переключатель 12, соединена с входами управления первого 15 и второго 16 мультиплексоров, входом сброса третьего счетчика 6 импульсов и третьим входом элемента ИЛИ-НЕ 21, выход которого соединен с входом сброса первого регистра 17, выходы которого соединены с входами установки второго счетчика 5 импульсов, выходы кото рого соединены с входами первою регист«

(/

сь

0

о

СД

СО

pa 17, первыми входами второго мультиплексора 16 и первыми, входами делителя 14, вторые входы которого соединены с-выходами первого мультиплексора 15, выходы делителя 14 соединены с вторыми входами второго мультиплексора 16 и входами второго регистра 18, выходы которого соединены с вторыми входами первого мультиплексора 15, первые входы которого соединены с первым переключателем 11. Выходы.второго мультиплексора 16 соединены с входами третьего регистра 19, вход записи которого соединен с входом разрешения делителя 14 и выходом первого одновибратора 22, вход которого соединен с выходом первого триггера 4 и входом третьего счетчика 6, выходы которого соединены с входами дешифратора 20, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 21, второй вход которого соединен с входами сброса триггеров 4 и 7. Вход записи первого регистра 17 связан с вторым выходом дешифратора 20, третий выход которого через второй одновибратор 23 соединен с входом записи второго регистра 18. При этом, если используются инверсные входы сброса у триггеров 4 и 7 и входы установки счетчиков 3 и 5 (кок показано на чертеже), то пусковая кнопка должна быть присоединена другим концом к корпусу, а если используются прямые входы сброса и предустановки, то к источнику питания « + .

Аналогично, если входы управления мультиплексоров 15 и 16 используются инверсные, т. е. при сигнале Нулевого уровня входы А соединены с выходами, входы сброса счетчика 6 и элемента ИЛИ-НЕ 21 - прямые, то резистор 24 соединятся с источником питания и переключатель 12 - с корпусом (как показано на чертеже). В случае, когда у мультиплексоров 15 и 6 используются прямые входы, а у счетчика 6 и элемента ИЛИ-НЕ 21 третий вход - инверсные, то к источнику питания «+ должен подсоединяться переключатель 12, а к корпусу - резистор 24

Радиоизогопный толщиномер покрытий работает следующим образом

Измерительный преобразователь 1 содержит источник, ионизирующее и иучение которого взаимодействует с объектом измере- 1ия, преобразует измеряемую величину, например голшину покрытия, в радиационный сигнал, который при помощи детектирующего преобразования преобразуется в серию импульсов со статистическим распределением во времени по закону Пуассона, информативным параметром которого является и- средняя частота. Эти импульсы с выхода измерительного преобразователя через элемент И 9 или 10 подаются па счетный вход второго счетчика 5 импульсов. С выхода генератора 2 импульсы со стабильной частотой поступают на сшчпый вход первого iчетчика 3 импульсов

0

При нажатии на пусковую кнопку К iриг- rep ы 4 и 7 устанавливаются в нулевое состояние, первый счетчик 3 - - в исходное состояние на объем счета, определяющий дли- тельность никла измерения, во втором счетчике 5 заносится число с регистра 17. После отпускания пусковой кнопки снимается блокировка входов установки счетчиков 3 и 5 и начинается цикл измерения, во время которого импульсы с выхода измерительного преобразователя 1 проходят через второй элемент И 10 на вычитающий вход второго счетчика 5 и вычитаются от установленного объема счетчика, а импульсы с выхода генератора 2 поступают на вход первого счетчика 3. При поступлении на вход счетчика 5 количества импульсов, равного установленному в начале цикла измерения, он оказывается в нулевом состоянии, (три этом через элемент ИЛИ 3 триггер 7 переходит в единичное состояние, сигнал с его инверсного выхода закрывает элемент И 10, а сигнал с прямого выхода триггера 7 открывает элемент И 9, т. е. переключает счетчик 5 с вычитания на сложение. В конце цикла измерения сигнал с выхода счетчика 3 переводит триггер 4 в единичное состояние, который сигналом с инверсного выхода блокирует счетчик 5. По завершении, цикла измерения в счетчике 5 записывается результат

ЛМгёГ-Л/,,,(И

-средняя частота импульсов на выходе измерительного преобразователя, имп/с;

-время измерения, с,

-число, записанное в регистре 7 (2)

Сигнал с выхода одновибрагора 22 запускает делитель 14, па выходе которого через время, необходимое для выполнения операции деления, появляется результат деления числа (1) на число, записанное в регистре 18, выход которого через мультиплексор 15 подключен к второму входу делителя 14. Длительность импульса одновибрагора 22 должна быть больше и т равной максимальному времени выполнения операции деления делителем 14 После окончания импульсов на выходе одновибрятора 22 результат деления

5

0

0

Ь

где п

Т

/V,,

z

N АГ

(3)

|деЛ7 -число, записанное в pmicipe 18, через второй мультиплексор 16 кпюсиггя в третий регистр 19, к котором) по1ключен индикатор.

Если градуировочная зависимое ь на выходе измерительного преобра юваюля 1 имеет линейно-возраст и ош.) ю или убывающую зависимость

п - Пн+Аг,(4)

где «и -- средняя частота на выходе тми

рителыюго щн оГф.пымпля при

А - коэффициент пропорциональности Видно, что с учетом выражении (1), (2) п (4) результат измерения (3) будет получен п единицах и 1мерения

л о/+/17 , - Л/п

71

AT

Х

(5)

Для калибровки толщиномера необходимо поставить на измерительный преобразователь I меру без покрытия и включить переключатель 12, при этом снимается блокировка по входу сброса счетчика 6 и элемента ИЛИ-НЕ 2 по его третьему входу, а мультиплексоры 15 и 16 переключаются так, что их первые входы соединены с выходом. При первом нажатии пусковой кнопки 8 счетчик 6 находится в нулевом состоянии, на первом выходе дешифратора 20 тоже имеется сигнал нулевого уровня, через элемент ИЛИ-НЕ 21 регистр 17 обнуляется В результате, кроме сброса триггеров 4 и 7 и установки счетчика 3 на время измерения, счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние и через элемент ИЛИ 13 триггер устанавливается состояние, когда ня его обоих выходах имеется сигнал единица, однако при отпускании кнопки 8 снимается сигнал сброса с трип ера 7 и его инверсный выход переходит в нулевое состояние..

Таким образом, с самого начала цикла измерения импульсы с выхода измерительного преобразователя 1 подаются только через первый элемент И 9 на суммирующий вход счетчика 5 и в конце первого цикла измерения при калибровке в счетчике 5 записывается результат (2). В конце цикла измерения вновь запускается одновибратор 22 и счетчик 6 переходит в первое состояние, соответственно на втором выходе дешифратора 20 появляется сигнал, который результат измерения or счетчика 5 переписывает в регистр 17, и по окончании сигнала на выходе одновибратора 22 результат-измерения от счетчика 5 через мультиплексор 16 также заносится в регистр 19 и выдается на индикатор.

Далее для калибровки на измерительный преобразователь необходимо установить меру с известным покрытием и значение этой меры х установить на переключатель II. Тогда после нажатия и отпускания пусковой кнопки 8 и окончания времени измерения , в счетчике 5 будет результат

Zi ATxt.(6)

Сигналом с выхода одновибратора 22 запускается делитель 14, на выходе которого получен результат деления (6) на х

После окончания этого цикла измерения счетчик 6 переходит во второе состояние и на третьем выходе дешифратора 20 появляется сигнал, запускающий одновибратор 23, длительность сигнала которого должна быть не менее длительности первого одновибратора, и тогда после выполнения операции деления результат деления AT пере

писывается в регистр 18 Па этом калибровка толщиномера закончена и можно переключатель 12 переключить в режим измерения, который проходит, как описано выше

Формула изобретения

Радчонзотопный толщиномер покрытий, содержащий измерительный преобразователь, последовательно соединенные генератор импульсов, первый счетчик импульсов и первый триггер, второй и третий счетчики импульсов, второй триггер, пусковую кнопку, соединенную с входами сброса обоих триггеров и входами установки первого и второго 15 счетчиков импульсов, два элемента И, два переключателя и элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами второго счетчика имл льсов, а выход соединен с входом установки второго триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно

10

20

с вторыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с входом сложения и вычитания второго счетчика импульсов, первые входы элементов И объединены и соединены с вы25 ходом измерительного преобразователя, а инверсный выход первого триггера соединен с входом разрешения счета второго счетчика импульсов, отличающийся тем. что, с целью ускорения и упрощения калибровки, он дополнительно с одержи и т делитель, два муль30 тнплексора, три регистра, дешифратор, элемент ИЛИ-НЕ, два одновибратора и резистор, соединенный последовательно с вторым переключателем между шинами питания, точка соединения резистора и второго переключателя соединена с входами управления

35 мультиплексоров, входом сброса третьего счетчика импульсов и третьим входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом сброса первого регистра, выходы которого соединены с входами установки второго счетчика импульсов, выходы кото- рого соединены с входами первого регистра, первыми входами второго мультиплексора и первыми входами делителя, вторые входы которого соединены с выходами первого мультиплексора, выходы делителя соедине 5 ны с вторыми входами второгр мультиплексора и входами второго регистра, выходы которого соединены с вторыми входами первого мультиплексора, первые входы которого соединены с первым переключателем, выходы второго мультиплексора соединены с вхо50 да ми третьего регистра, вход записи которого соединен с входом разрешения делителя и выходом первого одновнбратора, вход которого соединен с выходом первого триггера и входом третьего счетчика импульсов, выходы которого соединены с сходами де55 шифратора, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй - вход которого соединен с входами сброса триггеров, вход записи первого регистра

40

соединен с вторым выходом дешифратора, третий выход которого через второй одновибратор соединен с входом записи второго регистра.

Изобретение относится к радиоизотопным приборам неразрушающего контроля и позволяет упростить калибровку толщиномера за счет введения в толщиномер, содержащий измерительный преобразователь I, генератор 2, первый счетчик 3, триггер 4, второй счетчик 5, третий счетчик 6, второй триггер 7, кнопку 8, элементы И 9 и 10, переключатели 11 и 12. элемент ИЛИ 13 делителя 14, мультиплексоры 15 и 16, регистры 17 18 и 19, дешифратор 20, элемента ИЛИ-НЕ 21, одновибраторов 22 и 23 и резистора 24. Это позволяет ускорить калибровку и упростить работу оператора за счет полуавтоматической калибровки толщиномера. 1 ил.