Способ измерения массовой поверхностной плотности или толщины

 

СОК)Э СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН дл 4 G 01 В 15/02

l3, %БУЛЫ! Т .;;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4067387/24-25 (22) 18.02.86 (46) 07.07.88. Бюл, У 25 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) В.П.Петров, В.В,Андрейшин, Ю.С,Горшков, В.A.Âàñèëüåâ и В,И.Кутовой (53) 531.717.521(088.8) (56) Патент США М 3757122, кл,. G О! т 1/16, Патент США У 3681595, кл. G Ol Т 1/16, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОЙ ПОВЕРХностной плотности или толщины ,(57) Изобретение относится к спосо„„SU„, 1408213 А1 бам измерения толщины с помощью потоков элементарных частиц и предназначено для использования в черной металлургии для контроля горячего проката.

Цель — повышение точности. Способ включает в себя размещение контролируемого иэделия и эталонов в измерительном зазоре между источником и детектором-измерителем, Новым в способе является приведение неэкспоненциальной зависимости сигнала детектора от измеряемой величины к линейному закону и проведение градуировки и измерения массовой поверхностной плотности или толщины на основе указанной зависимости, 2 ил, Я

i.O8213

Изобретение относится к способам измерения толщины с помощью потоков элементарных частиц и предназначено для использования в черной металлургии для контроля горячего проката.

Цель изобретения — повышение точности калибровки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг, 2 — изображена зависимость

1n(C-U ) от поверхностной плотности или толщины d.

Источник 1 гамма-излучения блока

2 источника излучения и блок 3 детек-1S тирования расположены по разные стороны листового материала ч, непостоянно находящегося в измерительном зазоре между блоком 2 источника и блоком 3 детектирования. В блоке 2 источ2О ника излучения устанавливают калибровочный поглотитель 5, который может помещаться на пути потока излучения в сторону блока 3 детектирования. Выход последнего, работающего в пропор-25 циональном аналоговом режиме, соединяют с входом сумматора 6, на. второй вход которого подают репернык сигнал от перестраиваемого источника 7 напряжения. Выход сумматора 6 подключают 3р на вход преобразователя 8 напряжениечастота, который производит прямое пропорциональное управляемое преобразование входного сигнала в частоту.

С выхода преобразователя 8 частотный сигнал подают на вход вычислительного устройства 9, выход которого соединен с входом блока 10 отображения.

Вычислительное устройство 9 содержит средства для преобразования частотно- щ го сигнала с блока 8 в сигнал толщины, Между блоком 3 детектирования и сумматором включен RC-звенник 11, Кроме тоro, для реализации способа используют комплект (три) эталонных 45 поглотителей известной толщины, изготовленных из однородного материала, позволяющий получать необходимые значения толщин.

Устройство работает следующим об5G разом.

При отсутствии листового материала поочередно помещают в измерительный зазор эталонные поглотители с тремя по крайней мере значениями толщин

d, d, d, лежащих в диапазоне измерения толщиномера (фиг, 2), и определяют после преобразования на RC-звен-Р Р " -рР 1, I=I e ++-. Ы(1-<< где T !7 интенсивность падающего излучения; линейный коэффициент ослабления излучения; плотность листового материала; параметр, учитывающий многократное рассеяние, преобразований получают (лр4

1-Фе + -„ Ы (2) После

1=1 (Иэ (2) следует, что влияние рассеянного излучения сводится к постоянной для данной геометрии измерения добавке I 0t к экспотенциальной функции от толщины, Вычитая 10 из приводят эависимос;.ь к экспоненциальному виду: (1-1 ñ()=1 (1-с() е (3) Обозначив соответствующие электрические сигналы иэмери геля через C(I), U (+l о(), C,(I„), р (р) и х(рй), получают следующее соотношение:

C-U (Со-Uо) е () Определение коэффициента р производят следующим образом. Для трех градуировочных образцов толщиной определяют два соотношения

1п(С„-U)-1п(С,-U) й,-а (5) 1n(С2-U) -1n(С 3+13) г1Ь где U — напряжение источника 7 напряжения.

Сложение сигналов С, С2, Сэ с напряжением (-U ) произ водится в сумматоре 6. Методом подбора определяют значение U=U» прк котором указанные соотношения равны, Дпя значения на" пряжения U определяют коэффициент нике и сигнала детектора, соответствующие значения аналогового сигнала

С С Сэ °

Зависимость интенсивности прошедшего излучения 1. от толщины Й листового материала с учетом многократного рассеяния может быть представлена как

1408213

1 n(C>+U, )-1n(C>- } о

d1,— 2

1n(С,+Ц,)-1п(C +u } а -d, (б)

В этом случае обеспечивается линейная зависимость 1п(С-U ) от толО щи ны,, Затем производят регистрацию потоf0 ка излучения I при отсутствии поглотителя в измерительном зазоре и получают на выходе сумматора 6, с учетом ранее определенного значения U значение сигнала суммирования С -Uo, о соответствующее толщине поглотителя

d=0.

Используя полученный линейный характер изменения 1n(C-Uo) от толщины, определяют максимальное значение

20 измеряемой толщины (фиг. 2) 1n(Co -Uo) (7)

lAOlkC (о

Г "" "«C -U ).

С -С

М«КС

Отсюда N=f t„, а толщину определяют из соотношейия

d= — — 1nN/No.

1 о

50

Таким образом, изобретение Позволяет повысить точность за счет леаниризации градуировочной зависимости с учетом многократного рассеяния излучения в контролируемом материале.

Формула изобретения

Способ измерения массовой поверхНОСТНОИ ПЛОТНОСТИ ИЛИ ТОЛЩИНЫ, ВКЛЮи, вводя в измерительный зазор эталонный поглотитель с толщиной d щсщс получают сигнал C -U . Значение ф«кс

С, -U помещают в память вычислим«кс тельного устройства 9. Сигнал C+Uo в преобразователе частоты линейно преобразуют в частоту, так, что частота fg«„,, соответствующая сигналу

С -U удовлетворяет условию щ«МС . у ф1, yaaC ASM где t, — заданное время измерения, 35 а частота fo, соответствующая сигналу С -Uo, обеспечивает необходимую статическую погрешность при наборе заданного числа импульсов N =Г 11„ц.

40 тем самым устанавливается линейная зависимость между частотой f соответствующей толщине измеряемого листа, и аналоговым сигналом Сс1: чающий предварительное облучение по крайней мере трех образцов с известными значениями массовой поверхностной или толщины с, . (1, 1 регистрацию прошедшего излучения и преобразование его в аналоговые сигналы С, С, Сэ соответственно, Определение градуировочной зависимости и последующее измерение аналогового сигнала для контролируемого материала с последующим определением его массовой поверхностной плотности или толщины с помощью градуировочной зависимости, отличающийся тем, что, с целью повышения точиости, из аналоговых сигналов вычитают постоянный реперный сигнал U<, величина которого определяется из решений уравнения !

1п(C> U,)+1n(С1. U>) а,- <

1п(С,-U,)-1п(С -U, ) д

=ро

9 где р — постоянный коэффициент-,, эатем измеряют сигнал С -Uo при отсутствии поглотителя, определяют значение максимальной массовой поверхностной плотности или толщины

1n(Co-Uc)

Й р и облучают образец с массовой поверхностной плотностью или толщиной и регистрируют сигнал Сс „«„-U» преобразуют его в частоту fg »„с, удовлетворяющую условию fg t„ lil, где

IN «kC

1щ — заданное время измерения, преОбразу т сигнал Co-Uo в частоту fd, при которой выполняется заданное иэ условия обеспечения статической погрешности значение No=t„+o числа импульсов, преобразуют сигнал C U в частотный

fo - Им« с

=- — — — — iС-U )

С -C„ а о

О м««с определяют число импульсов sa время

t> N=f<"t>ü, а массоВую поверхностную плотность или толщину определяют из соотношения

d= — — 1nN/N

Ро р> при этом в Процессе измерений многократно проводят корректировку t öôoI

1 и Uo, -!408213

Фиг, Л

Составитель и,павленко

Редактор М.Вланар Техред . 1.Дпдьк

Корректор М Макси инед

Закаэ 3296/41 Тираж 680 Подписное

ВНКИПИ Государственного коиитета СССР

По делам иэобретсний и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушсхая наб., д. 6/5

Производственно-по .играфическое предприятие„ г. Ужгород, ул, Проектная,