Способ измерения толщины покрытия Советский патент 1989 года по МПК G01B15/02 

также только в случае постоянства параметров водородсодержащего слоя (толщины, концентрации элементов). При изменении указанных параметров возникает погрешность в измерении толщины металлического экрана, что оВусловлено изменением замедляющих и поглощающих свойств водородсодержащего слоя по отношению к нейтронам Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерения. Поставленная цель достигается тем что дополнительно регистрируют интенсивность гамма-излучения радиационного захвата медленных нейтронов ядрами элементов материала покрытия и по отношению интенсивностей регистрируемых потоков излучения судят толщине покрытия. При увеличении толщины покрытия поток регистрируемых медленных нейтронов на поверхности покрытия уменьшается из-за удаления замедляющего материала подложки от источника и де тектора и из-за поглощения обратно рассеянных в подложке медленных ней:тронов материалом покрытия (в частности, при реакции радиационного за хвата). В отличие от потока медленных нейтронов на поверхности покрытия поток гамма-излучения радиационнего захвата, согласно экспериментальным данным, с увеличением толщины покрытия увеличивается. Так как поле медленных нейтронов на поверхности покрытия (при данной его толщ не) и поле медленных нейтронов в ма териале покрытия полностью определяются полем медленньк нейтронов, создаваемым водородосодержащей подложкой (по аналогии с прототипом), то и флукз:уации этого поля (флук.-цуации свойств материала подложки по отно- шению к нейтронам) приводят к соответствующим изменениям регистрируемых потоков медленных нейтронов и г ма-квантов радиационного захвата на поверхности покрытия, то есть, с увеличением поля медленных нейтроно создаваемого подложкой, пропорцио.нально увеличиваются регистрируемые потоки излучений на поверхности покрытия (при данной его толщине). Сл довательно, измерение отношения рег стрируемых потоков излучений дает возможность исключить, зависимости регистрируемого параметра (отношени от флуктуации свойств материала подложки и тем самым позволяет существенно повысить точность измерения толщины покрытия (экрана) по сравнению с известным способом. Поскольку регистрируемые потоки излучений в зависимости от толщины покрытия имеют обратный характер, то есть один регистрируемый параметр возрастает, а другой - убывает с увеличением толщины покрытия, то измерение отношения регистрируемых потоков приводит к увеличению чувствительности способа по сравнению с известным. Таким образом, регистрируя на поверхности покрытия дополнительно к потоку медленных нейтронов поток гамма-квантов, возникающих при радиационном захвате медленных нейтронов ядрами элементов в материале покрытия, и измеряя отношение регистрируемых потоков можно существенно повысить точность и чувствительность способа по сравнению с известным. Данное изобретение можно пояснить на примере измерения толщины стенки стального трубопровода, по которому транспортируется вода или пульпа (за медляющая среда). На чертеже представлены.экспериментальные зависимости потока медленных нейтронов на поверхности трубы (кривая 1 - известный способ) и потока гамма-квантов радиационного захвата медленных нейтронов ядрами железа стенки трубы (кривая 2) в относительных единицах (нормированы на соответствующие величины потоков при минимальной толщине стенки трубы в проведенном эксперименте). На кривых 1 и 2 соответствующими цифрами отмечены величины регистрируемых потоков при данной толщине стенки трубопровода (d) в зависимости от изменения свойств замедляющей среды (воды, пульпы) , которые определяются в данном примере следующими факторами: изменением водородосодержания транспортируемого материала за счет появления в воде дузьфьков воздуха или газа, изменением концентрации твердого материала в пульпе, неодинаковым заполнением трубопровода транспортируемым материалом (вода, пульпа) в разных местах трубопровода и в различные моменты времени. В данном эксперименте изменение параметров замедляющего слоя имитировалось различным заполнением трубопровода водой. Из анализа кривой 1 видно, что разброс значений определяемой толщины известным способом довольно велик (bd) при флуктуациях параметров водородосодержащего в предложенном способе такая погрешность практически полностью устраняется (кривая 3). Кривая 3 представляет функцию отношения регистрируемых потоков излучений (потока гамма-кванто

радиационного захвата к потоку медленных нейтронов) от толщины стенки трубопровода. Из анализа кривых фиг, 1 можно сделать вьгоод, что предложенный способ практически полностью устраняет зависимость регистрируемого параметра от флукз;уаций свойств замедляющего материала подложки и повьшает чувствительность во всем диапазоне исследуемых толщин стенки трубопровода примерно в 2 раза.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ, например металлического, на подложке из водосодержащего материала, заключающийся в том, что облучают объект контроля быстрыми нейтронами и регистрируют интенсивность потока излучения обратно рассеянных медленных нейтронов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерения, дополнительно регистрируют интенсивность гамма-излучения радаа— ционного захвата медленных нейтронов ядрами злементов материала покрытия и по отношению интенсивностей реги- стрируемьк потоков излучения судят о тол1Й,ине покрытия.(Л1Изобретение относится к области нейтронных способов контроля материалов, а именно - к способам измерения толщины покрытия на подложке из во- дородосодержащих материалов при одностороннем доступе к объекту контроля .Известен способ, заключающийся в облучении объекта быстрыми нейтронами и регистрации интенсивности обратно рассеянных замедлившихся в во- дородсодержащем слое нейтронов. Способ используется для определения толщины водородосодержащих покрытий на металлических подложках, что указы- в^ет на большую зависимость регистрируемого параметра от толщины водо- родсодержащего слоя. Применительно к измерению толщины металлических покрытий или экранов на водородосо-держащих подлоясках известный способ может использоваться лишь при постоянной толщине подложки и концентрации ядер водорода в материале подложки. В противном случае возникает большая погрешность в измерении толщины из-за флуктуации указанных параметров.Наиболее бJ?изким по сущности к предложенному способу является спо-- соб измерения толщины покрытия, например, металлического, на под- . ложке из водородсодержащего материала, заключающийся в том, что облучают объект контроля быстрыми нейтронами и регистрируют интенсивность излучения обратно-рассеянных медленных нейтронов. Точное определение толщины металлического экрана известным способом возможноО5•^Nj^ •^ Ю

tl,HH