Компенсационный бета-толщиномер Советский патент 1982 года по МПК G01B15/02 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения толщины материалов с помощью потоков элементарных частиц, в частности для измерения толщины листовых материалов с помощью потока бета-излучения.

Известен компенсационный бета-толщиномер с дифференциальной ионизационной камерой, содержащий рабочий источник бета-излучения, компенсационный источник бета-излучения, рабочую ионизационную камеру,, компенсационную ионизационную камеру, шторку, серводвигатель, предусилитель, усилитель, отсчетное устройство, сопротивление нагрузки tl.

Однако бета-толщиномер, построенный по такой схеме, обладает низким быстродействием, обусловленным временем отработки сигнала рассогласования механической системы компенсации (серводвигатель, шторка) , а наличие движущихся элементов ведет к

снижению надежности работы устройства.

Наиболее .близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является компенсационный бета-толщиномер, содержащий рабочий источник бета-излучения и рабочую ионизационную камеру, располагаемые по разные стороны от объекта контроля, компенсационный источник бета-излучения и компенсационную ионизационную камеру и предусилитель, камеры соединены по дифференциальной .схеме через общий собирающий электрод, подключенный к предусилителю 2.

Недостатком такого устройства является недостаточное быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что компенсационный бета-толщиномер снабжен блоком электростатического отклонения электронов и последовательно соединенными компаратором, вход которого подключен к выходу предусилителя, блоком управления и.блоком измерения, второй выход блока управления соединен с входом блока электростатического отклонения электронов установленного в пучке бета-излучения компенсационного источника. На чертеже изображена функциональ ная схема компенсационного бета-толщиномера. Бета-толщиномер содержит рабочий источник 1 бета-излучения, компенсационный источник 2 бета-излучения, рабочую ионизационную камеру 3. компенсационную ионизационную камеру , предусилитель 5, компаратор 6, блок 7 электростатического отклонения элект ронов (набор пластин специальной гео метрии) , блок 8 управления, выполнен ный, например, в виде источника пита ния с автоматической регулировкой напряжения на выходе, блок 9 измерения напряжения, например, выполненны в виде аналого-цифрового преобразователя, дтсчетное устройство 10, выполненное в виде набора газоразрядны цифровых индикаторов, сопротивление 11 нагрузки. Измеряемый лист 12 находится между рабочим источником 1 и ионизационной камерой 3Камеры 3 и соединены по диффере циальной схеме через общий собирающи электрод, подключенный к предусилителю 5. Компаратор 6, вхЬд которого подключен к выходу предусилителя 5 установлен последовательно с блоком 8 управления и блоком 9 измерения. Второй выход блока 8 управления соединен со входом блока 7 электростати ческого отклонения электронов, разме щенного в пункте бета-излучения компенсационного источника 2. Толщиномер работает следующим образом. Излучение рабочего источника 1 проходит через измеряемый лист 12 и попадает в рабочую часть ионизаци-онной камеры 3 вызывая ионизационный ток, величина которого зависит от толщины измеряемого листа 12. Излучение компенсационного источника 2 приводит к возникновению ионизационного тока в компенсационной камере t. Разностный ток рабочей и компенсационной ионизационных камер, проходя по сопротивлению 11 нагрузки создает на нем падение напряжения того или иного знака. Это напряжение поступает на предусилитель 5. усиливается и подается, на компаратор 6. В зависимости от полярности сигнала на сопротивлении 11 нагрузки, на выходе компаратора 6 получается положительный или отрицательный.перепад напряжения, который, поступая на вход блока 8 управления, автоматически управляет величиной напряжения на выходе, которое, поступая на блок 7 электростатического отклонения электронов, увеличивает или уменьшает величину электростатического поля между пластинами. При этом пучок электронов от компенсационного источника 2, взаимодействуя с электростатическим полем, частично выходит из зоны регистрации компенсационной камеры k или ослабляется на пластинах. Изменение количества электронов, попадающих в компенсационную камеру Ц, приводит к изменению компенсационного тока камеры. Таким образом, напряжение, приложенное к пластинам блока 7 электростатического отклонения электронов, определяет поток излучения компенсационного источника 2, попадающий в компенсационную камеру 4, и, следовательно, величину компенсационного тока в ней, и будет изменяться до тех пор, пока ионизационные токи в обеих ионизационных камерах не уравняются. Так как ток в рабочей камере 3 определяется толщиной измеряемого листа 12, то напряжение с блока 8 управления, поступающее на блок 9 измерения, однозначно связано с толщиной измеряемого листа 12. Величина напряжения с блока 8 управления измеряется блоком 9 измерения и передается на отсчетное устройство 10, проградуированное для соответствующего диапазона толщины измеряемого листа. Таким образом, быстродействие предлагаемого бета-толщиномера определяется постоянной времени ионизационных камер, а также быстродействием блока электростатического отклонения электронов, зависящего, в свою очередь, от его электрических параметров. Формула изобретения Компенсационный бета-толщиномер, содержащий рабочий источник бета-излучения и рабочую ионизационную камеру, располагаемые по разные стороны от объекта контроля, компенсационный