Способ измерения толщины радиоизотопным толщиномером Советский патент 1991 года по МПК G01B15/02 

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к радиоизотопным способам измерения толщины (поверхностной плотности) материала.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем многократного определения разности значений выходного сигнала толщиномера при введенном контролируемом материале и его отсутствии в измерительном зазоре при различных интенсивностях первичного потока излучения.

Способ осуществляется следующим образом.

Направляют поток излучения на контролируемый материал (например, стальной лист толщиной Ж 5 мм) и регистрируют значение выходного сигнала YK детектирующего устройства (равное, например, 4700). Дополнительно регистрируют значение выходного сигнала Ун при нулевом значении измеряемой величины (например, 5994) и

определяют разность Д У значений выходного сигнала ( д у 1294). Повторяют i раз при различных интенсивностях первичного потока излучения указанные действия по определению разностей А У( значений выходного сигнала. При этом каждый раз про- веряют, попадают ли пары значений выходного сигнала в диапазон значения выходного сигнала Ун - УК.

Вычисляют среднее арифметическое

А У значение разностей (например, равное 640,8).

Вычисляют искомое значение толщины по уравнению

YH-kYk| (А 495 ММ

X

ON

ч

ЧЭ

00 О

из которого также следует соотношение погрешностей определения A Y и вычисления X:

Хк

д(ду)

Предельное значение А(Д определяется как двусторонняя интервальная оценка при заданной доверительной вероятности:..

A(AY) tpWT,

где tp - квантиль распределения случайной величины, соответствующая доверительной вероятности Р и числу степеней свободы (I -1);

S - среднее квадратичное отклонение разностей значений выходного сигнала детектирующего устройства; i - количество определений разностей значений выходного сигнала детектирующего устройства.

Исходя из величины i (равной, например, 10) полученых измерений определяют среднее квадратическое отклонение

S - У% (AYi - АУТ 348,5.

(i-1)

По известному S и доверительной вероятности 0,90, которой соответствует квантиль toeo 1.83, определяется A(AY) 201,7;

затем определяется погрешность AX 1,6 мм.

Таким образом, доверительный интервал, в котором с вероятностью 0,9 находится искомая величина, определяется в виде

Х-4,95-1,6мм.

При этом доверительный интервал уменьшается с увеличением {.

В соответствии с данным способом измерения градуировка сводится к определению двух предельных в диапазоне измерения значений выходного сигнала детектирующего устройства, соответствующих пределам измерения измеряемой величины, причем один из пределов минимальный, соответствующий нулевому значению измеряемой величины. В случае использования абсорбционных толщиномеров это означает отсутствие материала в зоне измерения, а в случае использования альбедных толщиномеров покрытий - наличие в зоне измерения только одной подложки без покрытия. Для градуировки в этом случае требуется значительно меньшие трудозатраты, так как сокращается продолжи- тельность градуировки, упрощаются операции и уменьшается количество необходимого для градуировки оборудования.

Линейный характер градуировочной зависимости, обеспечиваемый в предлагаемом способе измерения, сохраняется неизменным при различных видах воздействия: при изменении состава контролируемого материала, внешних условий измерений, а также в течение времени, что в конечном итоге приводит к повышению точности измерения. Кроме того, линейный характер градуировочной характеристики снимает вопрос о точности восстановления градуировочной характеристики по экспериментальным точкам, представляющийсложную задачу в случаях нелинейных характеристик и вносящий существенный вклад в суммарную погрешность измерения.

Формула изобретения

Способ измерения толщины радиоизотопным толщиномером с предельным значением Хк диапазона измерения, заключающийся в том, что направляют первичный поток излучения на контролируемый материал с искомым значением X измеряемой толщины, регистрируют вторичный поток излучения, определяют соответствующее ему значение выходного сигнала радиоизотопного толщиномера и используют его для определения измеряемой толщины, о т- лмчающийся тем. что, с целью повышения точности измерения, дополнительно регистрируют вторичный поток излучения при

нулевом значении измеряемой величины и определяют соответствующее ему значение YH выходного сигнала радиоизотопного толщиномера, определяют разность AY значений выходного сигнала, соответствующих

нулевому и искомому значениям измеряемой величины, дополнительно определяют разность AY значений выходного сигнала при различных интенсивностях первичного потока излучения, а количество 1 повторений устанавливают из условия обеспечения заданного доверительного интервала погрешности измерения с учетом отбора только тех пар значений выходного сигнала радиоизотопного толщиномера, которые попадают в диапазон значений выходного сигнала YH - YK, соответствующих начальному значению Хн и предельному значению Хк, вычисляют среднее Д7 ариф- метическое значение разностей отобранных

пар значений выходного сигнала радиоизотопного толщиномера и искомое значение X измеряемой толщины определяют из соот

ношения

X Хх

I YH - Ykl

AY.

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к радиоизотопным способам измерения толщины (поверхностной плотности) материала. Целью изобретения является повышение точности измерения путем многократного определения разности значений выходного сигнала толщиномера при введенном контролируемом материале и его отсутствии в измерительном зазоре при различных ин- тенсивностях первичного потока излучения. Производят i раз при различных интенсив- ностях первичного потока регистрацию прошедшего излучения через объект контроля двух крайних толщин (нулевой и предельной толщины). Определяют искомое значение толщины с учетом среднего арифметического значения разностей значений выходного сигнала.