Способ и устройство для обнаружения раковин в металлических изделиях Советский патент 1927 года по МПК G01N23/18 G01N23/08 

Применение просвечивания рентгеновыми лучами металлических нредметов, с целью обнаружения в них раковин, известно, однако, такое просвечиванме требует сложной аппаратуры и мощных высоковольтных трансформаторов для получения снимков от сколько-нибудь толстОГо слоя стали и представляет неуд,сбств.а нри длинных или очень крунмых предметах. Предлагаемый, способ основан на компенсационном методе измерения малых количеств радиоактивных веществ по -7 лучам н может применяться при просвечивании как толстых изделий из стали, теоретически до 40 сл1, так и тонких стержней или даже проволок.

На чертеже фиг. 1 схематически изображает компенсационный электроскоп и фиг. 2 - схему устройства для просвечивания.

Указанный метод компенсации разрядного тока электроокопа током В эманационной камере состоит в следующем. Сверх обычного, выложенного изнутри свинце™ У -электроскопа А (фиг. 1), помещается эманационная медная камера IS, значительно меньишх, по сравнению с электроскопом, размеров и отделенная от него янтарем. В отличие от обыкновенного эманационного электроскопа внешняя обкладка камеры соединяется не с землей, а с потенциалом на 200-300 V более в соким, чем зарядный потенциал электроскопа. В эманационную камеру вводится некоторое количество эманации порядка - 10 Кюри. Для более точных измерений лучше выпарить соответствующее количество раствора радия на дне эманационной камеры. Ионизационный ток через камеру будет заряжать листок электроскопа. Один из сравниваемых препаратов радия помещается на таком расстоянии от шкалы, чтобы разрядный ток электроскопа в точности равнялся зарядному току камеры и листок оставался бы на одном определенном делении шкалы электроскопа. Затем, постепенно удаляя 1-ый препарат и поднося второй, компенсируют ток камеры ионизационным током от второго препарата. Отношение числа ттлг,лиграмл металла будет равно обратному отношению квадратов расстояний

Bf

.э

т,

Прежде, чем приступить к изме.ре,ниям, необходимо выяснить те пределы, в которых изменение интенсивности ионизационного тока подчиняется закону квадратов расстояний

этой цели наблюдается обычным образом спадание листка па различных расстояниях, отсчитанных от геометрического центра электроскопа, и паносится кривая 1(11 Iff „ - 2 Iff R. Измерения можно производить лишь в тех пределах, где указанная зависимость выражается прямой линией. Для электроскопа, с которым были произведены опыты, указанная зависимость соблюдалась вполне уже на расстоянии 40 cjn. Ошибка наблюдения при пользовании изложенным методом очень мала. Перемещение препарата радия на 0,5 лш быстро вызывает уже заметадое отклонение листка, что лри 50 см расстояния дает ошибку в 0,1%. Если обозначить через /1 И /2 разрядные токи от первого и второго препаратов, через /- ток в камере и через г - паразитный ток через янтарь, то А + « /, /2 + , откуда: /i /2, какого бы знака и какой бы величины этот паразитный ток ни был, при условии, конечно, что не меняется во время наблюдения, в чем можно убедиться повторным измерением. Таким образом, поправка на натуральное рассеяние при пользовании этим методом отпадает, нет, следо1вательно, и добавочной ошибки, зависящей от точного определения натурального рассеяния. Вопрос о токе насыщения для обоих препаратов здесь также не имеет места, потому что /1 /2. Сравнение активности двух слабых препаратов, вызываюшИх в электроскопе токи /1 и /2, производится следующим образом. Пусть какой-либо препарат компенсирует установку без вещества, которое требуется сравнить на расстоянии R. Если при первом измеряемом препарате компенсирующий препарат радия помещается на расстоянии Лд, а при втором на расстоянии Н„, то имеем уравнения:

г I 0 -о ,, } I Л)

1 + а :й 2 + /4 М, откуда

7, ( - ДЗ) Да1у (Д/ Щ

Ниже приводится пример элементарного расчета предельного случая предлагаемого способа. Требуется определить присутствие раковины толщиною в 1 слг в куске стали прямоугольной формы, толщиною в 40 см. При расчете исходят из следующих данных. Для стали (железа) с плотностью 7, 6, толщина D слоя, уменьшающего наполовину интенсивпость наиболее жестких лучей от радия 6, равна 2,28 см. Таких слоев в 40 см плите помещается несколько меньще 18 (40 : 2,28). Тогда ослабление интенсивности /„ источника у лучей от 40 см плиты выразится коэффитиентоя (1 : 2) (1 :262144). Ослабление /о, в зависимости от расстояния, выразится коэффициентом (5 : 40),t (1 : 8) 1 : 64,; где 5 см есть ближайшее расстояние от центра электрометра, на котором может находиться источник излучения. На расстоянии 5 см предельная чувствительность установки с обычным грубым электроскопом равна 10 г радия металла. Полное уменьшение интенсивности излучения, в зависимости от квадрата расстояния и от поглощения в толще плиты, будет (1 :64) X X (1 : 2,6 . 10°) - 1 : 1, X 10 Иоиизационный ток будет:

7

0,6./„-10

/:

1,6-10

Вычисление произведено для случая /о от 1 г радия или от соответствующего по силе препарата эманации; опыт, вероятно, даст несколько худшие результаты. При сделанном подсчете не была принята во внимание сложность пучка жестких j-лучей. В действительности, при столь больших толщинах придется пользоваться лишь наиболее жесткими ко-мпонентами У -лучей Ra С, но, с другой стороны, можно пойти дальше в увеличении чувствительности; способа, применяя

более тонкие, чем обычный электроскоп, измерительные приборы.

Установка приборов и методы работы по предлагаемому способу состоят в следующем. Электроскоп 7 помеQiaeTCH на неподвижном столе 2 (фиг. 2), под электроскопом на столе 4 помещается испытуемое тело- 3, которое имеет поступательное и вращательное движение. Еще ниже, на отвесной линии с электроскопом, помещается препарат 5 радия или эманации. Листок электроскопа (нить электрометра и т. п.) компенсируется током в камере электроскопа и: препаратом радия, находящимся BI стороне, так, чтобы листок стал неподвижно в поле зрения микроскопа или зрительной трубы. Испытуемому телу дают вращательное или поступательное движение в горизонтальной плоскости соответственно его геометрической форме. Как только между радием и электроскопом окажется раковина, ионизационный ток усилится и листок электроскопа отклонится от положения равновесия. Изменяя расстояние находящегося сбоку препарата радия или эманации, можно измерить изменение ионизационного тока и получить приблизительное представление об общем обеме, занимаемом раковиной. Для испытания определенного типа изделий установка может быть упрощена или специально приспособлена для данной цели. Так, при просвечивании заготовок для проволок, стержню достаточно дать поступательное движение, а при просвечивании стенок пущки, необходимо ей дать, кроме поступательного движения, и вращательное вокруг оси, при чем препарат радия желательно поместить внутри жерла и т. п. Просвечивание по предлагаемому способу производится очень быстро, и лишь несколько б01льщее количество времени требуется для определения обема раковин.

ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА.

1.Способ обнаружения раковин в металлических изделиях, характеризующийся тем, что 7-лучи радия или эманации, пропускаемые через испытуемый материал, принимают на ионизационный измерительный прибор и по изменению ионизационного тока при передвижении и вращении испытуемого предмета судят о наличии в нем раковин, для измерения же величины раковин применяют добавочную, с различных расстояний, компенсацию отдельным препаратом радия.

2.Для осуществления охарактеризованного в п. 1 способа применение устройства, отличающегося тем, что оно состоит из компенсационного электроскопа /, установленного на неподвижном столе 2, непосредственно над имеющим поступательное и вращательное движение испытуемым телом 3, расположенным над столом 4, под верхней доской которого помещен препарат 5 радия или эманации, на одной отвесной линии с электроскопом.

3.При охарактеризОВанном в п. 2 устройстве, применение компенсационного электроскопа, состоящего из обычного, выложенного 1В1нутри свинцом, 7-электроскопа А, снабженного в верхней своей части эманационной, меньщего размера, медной камерой В, соединенной с электрическим источником потенциала в 200-300 У и с помещенным внутри его некоторым количеством эманации или другОГо « -излучателя.

Типо-литография «Красный ГЕечатник, Ленинград, Международный, 75.

R патенту л.в.ммсрБспого

фиг. I,

, 1