Радиоизотопный толщиномер покрытий

 

С(}Н11 с,ОВЕ. ГСКИХ

СО11ИА!111СТИЧЕ СКИХ

Р Е С11У В1111К (Я)1 G 01 В 15/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684025/28 (22) 24.04,89 (46) 07. 11.92. Бюл. N . 41 (72) 3,А.Бунж и В.С,Парнасов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1301089, кл. С 01 В 15/02, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1309702, кл. С 01 В 15/02, 1987. (54) РА4ИОИЗОТОПНЫЙ ТОЛЩИНОМЕР

ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины или поверхностной плотности покрытий. Цель изобретения—

„„Я)„„1605697 А1 упрощение калибровки и повышение надежности достигается за счет того, что в задатчиках 14, 15, 16 калибровочных констант устанавливаются числа N<, В =

= N юг/2Nr-N и К = В-йгlйг, где No, N1, Nz — числа в счетчике 4, соответствующие градуировочным мерам с толщинами О, Х1, Xz (X2=2X>). По сигналам одновибраторов

17, 18, 19 в толщиномере осуществляется циклическое преобразование импульсов измерительного преобразователя 1 в выходной сигнал в виде цифрового кода, линейно зависящий от толщины покрытия. 1 ил, И-3(1! »;1(311И(3 (1)НО.:(i3(;

Целью изобретения является упрощение калибровки при обеспечении независимости времени измерения от измеряемого параметра и повышение надежности, На чертеже приведена функциональная схема толщиномера.

Радиоизотопный толщиномер покрытий содержит измерительный преобразователь 1, первый счетчик 2 импульсов, последовательно соединенные генератор 3 импульсов, второй счетчик 4 импульсов и дешифратор 5, регистр 6, триггер 7, резистор 8, переключатель 9, умножитель 10, вычитатель 11. делитель 12, мультиплексор

13, три задатчика 14, 15 и 16 калибровочных констант, три последовательно соединен- 20 ныходновибратора 17, 18 и 19, два элемента

И 20 и 21 и элемент ИЛИ 22, выход которого соединен с первым входом триггера 7, прямой и NHBep(;HbIA выходы которого соединены соответственно с вторыми входами 25 первого 20 и второго 21 элементов И, первые входы которых соединены с выходом измерительного преобразователя 1, выходы первого 20 и второго 21 элементов И соединены соответственно с входом сложения и вычитания первого счетчика 2 импульсов, выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ 22 и вторыми входами умножителя 10 и вычитателя 11, входь) разрешения которых соединены с выходом первого одновибратора 17, первые входы умножителя

10 и вычитателя 11 соединены соответственно с выходами задатчиков 15 и 16 калибровочных констант, выходы умножителя 10 соединены с первыми входами делителя 12 40 и вторыми входами мультиплексора 13, выходы вычитателя 11 соединены с вторыми входами делителя 12, вход разрешения которого соединен с выходом второго одновибратора 18 и входом записи регистра 6, выходы делителя 12 соединены с первыми входами мультиплексора 13, вход управления которого соединен с точкой соединения резистора 8 и переключателя 9, соединенных между шиной питания и корпусом, вы- 50 ходы мультиплексора 13 соединены с входами регистра 6, выходы задатчика 14 калибровочной константы соединены с входами установки первого счетчика 2 импуль- сов, вход синхронизации установки 55 которого соединен с входом установки в исходное состояние второго счетчика 4 импульсов. вторым входом триггера 7 и выходом третьего одновибратора 19, выход дешифратора 5 соединен с входом разрешеНИЧ (ч(та пер(3О(о г И (3101>(1(О 4 (I(1 (И ()11 им(1ульсов и Вхпдом и p)RoI Î ()днОВи()11 3 тОра

17.

Радиоизотопный толщиномер покрытий работает следующим образом.

Измерительный преобразователь 1 содержит источник, ионизирующее излучение которого взаимодействует с объектом измерения, преобразует измеряемую величину, на ример толщину покрытия, в радиационный сигнал, который при помощи детЕктирующего преобразования преобразуется в серию импульсов, информативным параметром которых является их средняя частота. Градуировочная характеристика измерительного преобразователя 1 — зависимость средней частоты импульсов и от измеряемого параметра — Х имеет экспоненциально возрастающую (3 = (3(+ А (1 - е ") (1) или экспоненциально убывающую п=„+ А е " (2) зависимость, где и<,, А, а и n — коэффициенты.

Эти импульсы с выхода измерительного преобразователя 1п> подаются через элемент И 21 или 20 на счетный вход первого счетчика 2 импульсов. С выхода генератора

3 импульсы со стабильной частотой поступают на счетный вход второго счетчика 4 импульсов. Работа толщиномера происходит по циклам, каждый цикл измерения начинается с появлением импульса на выходе третьего одновибратора 19, который устанавливает триггер 7 в нулевое состояние, второй счетчик 4 в исходное состояние на объем счета. определяющий длительность цикла измерения, в первом счетчике 2 импульсов заносится число, установленное на задатчике 14 первой калибровочной константы. По окончании импульса с выхода третьего одновибратора 19 снимается блокировка входов установки в исходное состояние второго счетчика 4 импульсов и синхронизации установки первого счетчика

2 импульсов. Начинается цикл измерения, во время которого импульсы с выхода измерительного преобразователя 1 проходят через второй элемент И 21 на вычитающий вход первого счетчика 2 импульсов и вычитаются от установленного объема счетчика, а импульсы с выхода генератора 3 поступают на вход второго счетчика 4 импульсов.

При поступлении на вход первого счетчика

2 импульсов количества импульсов, равного установленному в начале цикла измерения объему этого счетчика, он окажется в нулевом состоянии, при этом через элемент ИЛИ

22 триггер 7 переводится в единичное состояние. сигнал с его инверсного I I,lõ()äÿ! т!!. г !,I!! !n! лг!!по!! !л .!!л! !! И 21, а си! нал с т!рс !.;пап л!.,!хода !г!!тгтера 7 открывает flppеый злемен! И 20, то есть переключает переыи счетчик 2 с вычитания на сложение. В ко!!це цикла измерения на выходе дешифратора 5 появляется сигнал нулевого уровня, который блокирует входы первого 2 и второго 4 счетчиков импульсов, По завершении цикла измерения в первом счетчике 2 записывается следующее число

N =- I fl — T — No1, (3) где Т -- время измерения, с; й,! — число. установленное в эадатчике

14 первой калибровочной константы.

Сигнал с выхода первого одновибратора 17 запускает умножитель 10 и вычитатель 11, на выходе которых через время, необходимое для выполнения соответственно операции умножения и вычитания, появляется результат умножения числа (3) на число К, установленное B задатчике 15 второй калибровочной константы, и разность числа 8, установленного е задатчике 16 третьей калибровочной константы, и числа (3). Длительность импульса на выходе первого одновибратора 17 должна быть больше, чем максимальное время выполнения операции умножения вычитания. После окончания импульса на выходе первого одновибратора 17 появляется импульс на выходе второго одновибратора 18, который запускает делитель 12. После выполнения or! ðàöèè деления выходной код деления через мультиплексор 13 подается на вход регистра 6.

Результат измерения

Z= (5) если не включен переключатель 9. При включенном переключателе 9 на регистр 6 подается результат измерения

2=K N (6)

При окончании импульса на выходе второго одновибратора 18 запускается третий одноеибратор 19 и результат измерения (5) или (6) заносится в регистр 6. Импульс с выхода третьего одновибратора 19 запускает следующий цикл измерения.

Результат измерения (5) устройства описывается монотонно возрастающей зависимостью от измеряемого параметра, имеющей точку перегиба, вокруг которой она мало отличается от прямой.

Для калибровки толщиномера необходимо использовать три меры со значениями

О, Х1 и Х2, где

Х2 = 2Х1 Р) и по (4) и (3) определить соответствующие им значения No, N> и N2.

В задатчике 14 установить первую калибровочную константу Np, 5

В 3 !!1т)! !!!к! . 1 6 уг! !!

В = (Щ

В задатчике 15 установить вторую калибровочную константу, которая для зкспоненциальных градуировочных характеристик (1) или (2) равна (92

1 1 2

Для калибровки толщиномера на линейном участке градуировочной характеристики и = по+АХ (10) при установке второй калибровочной константы

К=—

Х2 (11)

N2 результат измерения получаем в единицах измеряемого параметра.

Форм; ла изобретения

Радиоизотопный толщиномер покрытий, содержащий измерительный преобразователь, первый счетчик импульсов, посл едовател ь но соеди нен н ые ге не ратор импульсов, второй счетчик импульсов и дешифратор. регистр, триггер, резистор и переключатель, соединенные последовательно между шиной питания и корпусом, отличающийся тем, что, с целью упрощения калибровки и повышения надежности, он снабжен умножителем, еычитателем, делителем, мультиплексором, тремя эадатчиками калибровочных констант, тремя последовательно соединенными одноеибраторами, двумя элементами И и элементом ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, прямой и инверсные выходы которого соединены соответственно с вторым входом первого и второго элементов И, первые входы элементов И объединены и соединены с выходом измерительного преобразователя, а выходы соединены соответственно с входом сложения и вычитания первого счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ и вторыми входами умножителя и вычитателя, входы разрешения последних соединены с выходом первого одновибратора, первые входы умножителя и вычитателя соединены соответственно с выходами задатчиков второй и третьей калибровочных констант, выходы умножителя соединены с первыми входами делителя и вторыми входами мультиплексора, выходы вычитателя соединены с вторыми входами делителя, вход разрешения которого соединен с выхо. дом второго одновибратора и входом запиСоставитель А.Куликов

Редактор С.Кулакова Техред М.Моргентал Корректор E.Ïàïï

Заказ 545 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 си регистра, выходы делителя соединены с первыми входами мультиплексора, вход управления которого соединен с резистором и переключателем, выходы мультиплексора соединены с входами регистра, выходы задатчика первой калибровочной константы соединены с входом установки первого счетчика импульсов, вход синхронизации установки которого соединен с входам усгановки в исходное состояние второго счетчика импульсов, вторым входом триггера и выходом третьего одновибратора, а выход

5 дешифратора соединен с входом разрешения счета первого и второго счетчиков импульсов и входом первого одновибратора,