Радиоизотопный флуоресцентный толщиномер покрытий

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройстве бесконтактного измерения толщины покрытий в технологических линиях различных отраслей. Целью изобретения является повышение точности измерения толщины покрытия на основаниях переменной толщины. Цель достигается за счет улучшения анализа информации, получаемой от датчика. С выхода дифференциального дискриминатора 14 импульсы постоянно поступают на вход счетчика 15 рассеянного излучения, который работает в циклическом режиме и в момент полного заполнения обнуляется и обнуляет добавочные счетчики 18 и 19. В этот момент на входах превышения цифровых компараторов 20, 21 устанавливается потенциал нуля. Одновременно на первые входы схем 16 и 17 антисовпадений поступает разрешающий сигнал, импульсы реперного излучения поступают на вход добавочного счетчика 18, а им-. пульсы флуоресцентного, излучения - на вход добавочного счетчика 19, В момент времени, когда число импульсов в добавочном счетчике 18 превысит установленное в блоке 22, компаратор 20 запретит прохождение импульсов реперного канала в счетчик 18, но разрешит их прохождение на вход таймерного счетчика 9. Аналогичным образом в момент превышения числа имо S (Л DO СП о САЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Ц) А1 (51) 4 G 01 В 15/02

I е (с!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ е °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4040040/24-28 (22) 24.03.86 (46) 23. 11.87. Бюл. Р 43 (7 1) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском политехническом институте им. С.M.Êèðoâà (72) В.И.Выстропов и Б.И.Капранов (53) 531.717(088.8) (56) Camегоn I.F. Applications of ion

energy Х-and gamma-гауз. Cordon and

Breach. — N.Y. — London, 1971.

Усанов В.С., Щекин К.И, Радиационная техника. Вып. 14, 1977, с. 174178. (54) РАДИОИЗОТОПНЫЙ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ

ТОЛЩИНОМЕР ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройстве бесконтактного измерения толщины покрытий в технологических линиях различных отраслей.

Целью изобретения является повышение точности измерения толщины покрытия на основаниях переменной толщины.

Цель достигается за счет улучшения анализа информации, получаемой от датчика. С выхода дифференциального дискриминатора 14 импульсы постоянно поступают на вход счетчика 15 рассеянного излучения, который работает в циклическом режиме и в момент полного заполнения обнуляется и обнуляет добавочные счетчики 18 и 19. В этот момент на входах превьппения цифровых компараторов 20, 21 устанавливается потенциал нуля, Одновременно на первые входы схем 16 и 17 антисовпадений поступает разрешающий сигнал, импульсы реперного излучения поступают на вход добавочного счетчика 18, а им-. пульсы флуоресцентного излучения— на вход добавочного счетчика 19. В момент времени, когда число импульсов в Побввочиом счетчике 18 превысит установленное в блоке 22, компаратор

20 запретит прохождение импульсов реперного канала в счетчик 18, но разрешит их прохождение на вход таймерного счетчика 9. Аналогичным образом в момент превьппения числа им"

1354031 пульсов в добавочном счетчике 19 над нала на счетчик 19 и разрешает нх числом в блоке 23 компаратор 2 1 за- прохождение в регистрирующее устройпрещает импульсы флуоресцентного ка- ство. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройстве бесконтактного измерения толщины покрытий в технологических линиях различных отраслей, Целью изобретения является повышение точности измерения толщины покрытий на основаниях переменной толщины за счет улучшения анализа информации, получаемой от датчика, На чертеже представлена структурная схема радиоизотопного флуоресцентного толщиномера покрытий.

Радиоизотопный флуоресцентный толщиномер покрытий содержит располагаемые по- одну сторону от объекта 1 контроля источник 2 излучения в контейнере 3 с коллимирующими отверстиями 4 и 5 реперного и рабочего пучков соответственно, детектор 6 излучения, к выходу которого подключены последовательно соединенные дифференциальный дискриминатор 7, элемент И 8, таймерный счетчик 9 и блок 10 управления, образующие реперный канал, дифференциальный дискриминатор 11, элемент И 12 и регистрирующее устройствЬ 13, образующие флуоресцентный канал, дифференциальный,цискриминатор 14 и счетчик 15, образующие канал рассеянного пучка, выход блока 10 управления подключен к вторым входам элементов И 8 и 12 реперного и флуоресцентного каналов соответственно, а также две схемы 16 и 17 антисовпадений, установленные соответственно в каналах реперного и флуоресцентного излучений, счетчики 18 и 19, два цифровых компаратора 20 и 21 и два блока 22 и 23 предварительной установки числа, оба элемента И 8 и 12 выполнены с тремя входами, выход счетчика

15 канала рассеянного излучения соединен с входами обнуления дополнительных счетчиков 18 и 19 в реперном и флуоресцентном каналах„ первая группа кодовых входов цифровых ком2

1 параторов 20 и 21 подключена поразрядно к группе выходов дополнительных счетчиков 18 и 19, вторая группа кодовых входов — к выходам .блоков 22 и

5 23 предварительной установки числа, а выходы превышения первого числа над, вторым цифровых компараторов 20 и 21 соединен с третБими входами элементов И 8 и 12 и первыми входами схем

16 и 17 антисовпадений, вторые входы которых подключены к выходам дифференциальных дискриминаторов 7 и 11 соответствующего канала, а выходы схем 16 и 17 антисовпадений соединены с входами добавочных счетчиков

18 и 19.

Таймерный счетчик 9 и счетчик 15 рассеянного излучения выполнены с

3 соотношением емкостей в диапазоне

2О 10-1000 раз.

Толщиномер работает следующим образом.

Детектор 6 регистрирует одновременно реперное излучение, поступающее непосредственно от источника 2 через отверстие 4 реперного пучка, флуоресцентное излучение покрытия 24 и рассеянное основанием 25 излучение, возникающее при облучении контролируемого объекта 1 рабочим пучком источника 2. Импульсы с выхода детектора 6 поступают на входы амплитудных дифференциальных дискриминаторов 7, 14 и

11, выделяющих из всего потока им35 пульсов соответственно потоки импульсов реперного, рассеянного и флуоресцентного каналов. С выхода дифференциального дискриминатора 7 импульсы канала реперного излучения постоянно

40 подаются на первый вход элемента И 8 и второй вход схемы 16 антисовпадений, с выхода дифференциального дискриминатора 11 канала флуоресцентного излучения — аналогично на вход эле45 мента И 12 и схемы 17 антисовпадений.

С выхода дифференциального дискриминатора 14 импульсы постоянно поступаз

135403 ют на вход счетчика 15 рассеянного излучения, который работает в циклическом режиме и в момент полного заполнения обнуляется сам и выдает сиг5 налы на входы безусловного обнуления .добавочных счетчиков 18 и 19. В этот момент на выходах превышения цифровых компараторов 20 и 21 устанавливается потенциал логического нуля (поскольку в блоках 22 и 23 предварительной установки записаны некоторые превышающие нуль числа), который одновременно запрещает по третьим входам эле ментов И 8 и 12 прохождение импульсов 15 в каналах реперного и флуоресцентного излучений на вход таймерного счетчика 9 и регистрирующего устройства 13 соответственно. При этом на первые входы схем 16 и 17 антисовпадений пос- 0 тупает разрешающий сигнал, вследствие чего импульсы канала реперного излучения начинают поступать на вход добавочного счетчика 18, а импульсы канала флуоресцентного излучения — на 25 вход добавочного счетчика 19. В момент времени, когда число импульсов, занесенное в добавочный счетчик 18, превышает число, установленное в блоке 22, на .выходе превышения цифрового компаратора 20 устанавливается потенциал логической единицы, который запрещает прохождение импульсов реперного канала с выхода дискриминатора 7 в счетчик 18, но разрешает по третьему входу элемента И 8 их прохождение на вход таймерного счетчика 9.

Аналогичным образом в момент превышения числа импульсов в добавоч40 ном счетчике 19 над .числом, установленным в блоке 23, на выходе цифрового компаратора 21 устанавливается потенциал логической единицы, запрещающий прохождение импульсов флуоресцен45 тного канала с дискриминатора 11 на вход счетчика 19 и разрешающий по третьему входу элемента И 12 их прохождение в регистрирующее устройство.

В момент очередного заполнения счетчика 15 íà его выходе возникает сиг50 нал обнуления, и цикл работы блоков повторяется.

Элементы И 8 и 12 находятся в нормально закРытом состоянии по втоРому входу от блока 10 управления. При на-. жатии пусковой кнопки блок 10 управления выдает разрешающий сигнал (потенциал логической единицы) на вторые

4 входы элементов И 8 и 12, с выходов которых соответствующие потоки импульсов начинают поступать в таймерный счетчик 9 и регистрирующее устройство 13 для счета импульсов и обработки информации. В момент заполнения таймерного счетчика 9 с его выхода поступает командный импульс в блок

10 управления, который возвращается в исходное состояние и одновременно закрывает по второму входу элементы

И 8 и 12. Импульсы флуоресцентного канала поступают в регистрирующее устройство 13 от дифференциального дискриминатора 11 (а импульсы реперного канала — в таймерный счетчик 9 от дискриминатора 7) в течение времени измерения (времени заполнения таймерного счетчика 9) отдельными порциями в соответствии с описанной циклической работой. блоков (отпирание элементов И 8 и 12 по третьему входу). При этом средняя частота импульсов, поступающих в регистрирующее устройство 13, оказывается на некоторую величину, пропорциональную средней частоте импульсов рассеянного излучения, меньше средней частоты выходных импульсов дифференциального дискриминатора 11 канала флуоресцентного излучения (аналогично средняя частота входных импульсов таймерного счетчика меньше средней частоты выходных импульсов дискриминатора 7 канала реперного излучения). Это поясняется следующим. Если средняя частота импульсов на выходе дифференциальных дискриминаторов 7, 14 и 11, соответственно равна и, пд, п,, емкость счетчика 15 рассеянного излучения равна Е,, а в блоки 22 и 23 предварительной установки занесены числа соответственно М и М з; В соответствии с описанной циклической работой блоков длительность цикла Т„ и время нахождения элемента И 12 в закрытом по третьему входу состоянии

Г g p (1) и, М23 +1

Т (2)

З А

«

Тогда средняя частота импульсов флуоресцентного канала, поступающая на вход регистрирующего устройства

13, равна

304 М + 1 и =n«(1 — — — )=и х

43

13 х и, (3) 54031 перного и рабочего пучков, детектор излучения, к выходу которого подключены последовательно соединенные дифференциальный дискриминатор, элемент И, таймерный счетчик и блок управления, образующие реперный канал, дифференциальный дискриминатор, элемент И и регистрирующее устройство, 15

25 ном и флуоресцентном первая группа

Формула и з о б р е т е н и я

В,Парнасов

Составитель

Редактор О.Головач

Техред Л.Сердюкова

KoppeKToD С.Шекмар

Тираж 677

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Заказ 5683/36

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 13

Аналогично средняя частота входных импульсов таймерного счетчика 9 равна

М г + 1 и = n и (4)

9 Е, Иэ выражений (3) и (4) следует, что, установив в блоках 22 и 23 необходимые значения чисел М,, М определенные, например, экспериментально по результатам предварительных измерений, можно добиться îцновремзнного устранения вклада рассеянного излучения (пропорционального потоку импульсов п, ) в потоки импульсов, поступающих на вход таймерного счетчика и и вход регистрирующего устройства и,, и достичь поставленной цели — повышение точности измерения толщины покрытий на основаниях переменной толщины, Для уменьшения ошибки,„ обусловленной отклонением отношения времени измерения к длительности цикла Т от целочисленного значения, необходимо счетчик 15 рассеянного излучения выполнить емкостью много меньше емкости таймерного счетчика 9.

Уменьшение емкости счетчика рассеянного излучения ухудшает точность задания чисел М,, М (уменьшается максимальная разрядность этих чисел), что отрицательно сказывается на точности измерения толщины покрытий, Оптимальное отношение между емкостями этих счетчиков, определяемое соотношением потоков импульсов п, и и и требуемой разрядностью чисел

М, М, в практически значимых случаях укладывается в диапазон 101000 раз.

1. Радиоизотопный флуоресцентный толщиномер покрытий, содержащий располагаемые по одну сторону от объекта контроля источник излучения в контейнере с коллимирующими отверстиями реL образующие флуоресцентный канал, дифференциальный дискриминатор и счетчик, образующие канал рассеянного пучка, выход блока управления подключен к вторым входам элементов И реперного и флуоресцентного каналов соответственно, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности измерения толщины покрытий на основаниях переменной толщины, он снабжен двумя схемами антисовпадений, установленными соответственно в реперном и флуоресцентном каналах, счетчиками, двумя цифровыми компараторами и двумя блоками предварительной установки числа, оба элемента И выполнены с тремя входами, выход счетчика канала рассеянного излучения соединен с входами обнуления дополнительных счетчиков, в каналах реперкодовых входов цифрового компаратора подключена поразрядно к группе выходов дополнительного счетчика, вторая группа кодовых входов — к выходам

35 блока предварительной установки числа, а выход превышения первого числа над вторым цифрового компаратора соединен с третьим входом элемента И и первым входом схемы антисовпадений, второй вход которой подключен к выходу дифференциального дискриминатора соответствующего канала, а выход схемы антисовпадений соединен с входом добавочного счетчика.

2 ° Толщиномер по II 1, о т л и ч а45 ю шийся тем, что таймерный счетчик и счетчик рассеянного излучения выполнены с соотношением емкостей в диапазоне 10-1000 раз.