Радиоизотопный способ измерения толщины материала радиоизотопным толщиномером

 

Изобретение относится к измерительной технике, а в частности к радиоизотопным способам измерения толщины материала. Целью изобретения является упрощение градуировки при экспоненциальном характере зависимости излучения от измеряемой величины путем использования при градуировке двух известных предельных в диапазоне измерения точек, через которые проводится реальная, принципиально линейная характеристика при условно изменяющейся интенсивности первичного излучения. Значение измеряемой величины объекта контроля определяется по линейной зависимости измеряемой величины от среднего значения множества разностей пар значений выходного сигнала детектора. 1 ил.

А-1

О Э@1

ЕЕСПУВЛИН (51)5 G Q1 В 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изовеетениям и отнеытию

ПЕИ П нт СССЕ . ОПИСАНИЕ И30БРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (46} 23. 08. 92. Бюл. й- 31 (21) 4732165/28 (22) 03.07.89 (72) А.E.Ñîáðëåâñêèé (53) 531.717.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1447052, кл. G 01 В 15/02, 1987. (54) РАДИОИЗОТОПНЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ

ТОЛЩИНЫ МАТЕРИАЛА РАДИОИЗОТОПНЫМ ТОЛ;

П1ИНОМЕРОМ (57) -Изобретение относится к измерительной технике; а в частности к радиоиэотопным способам измерения толщины материала. Целью изобретения является упрощение 1 радуировки при

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к радиоизотопным способам измерения толщины материала.

Целью .изобретения является упрощение градуировки при зкспоненциальном характере зависимости излучения от измеряемой величины путем использования при градуировке двух известных пр дельных в диапазоне измерений то-: чек, через которые проводится реальная, принципиально линейная характеристика при условно изменяющейся интенсивности первичного излучения.

На чертеже изображена схема торщиномерв для реализации способа. . олщиномер включает источник 1 гамма-излучения (например, из цезия-137) сцинтилляционный детектор 2 излучения например сциитилляционный на основе

:NaY(T1) совместно с фотоумножителем

ФЭУ-93), реэистов 3 с переменным созкспоненцнальном характере зависимости излучения от измеряемой величины путем использования при градуировке. двух известных предельных в диапазоне . измерения точек, через которые проводится реальная, принципиально линейная характеристика при условно изменяющейся интенсивности первичного излучения. Значение измеряемой величины обьекта контроля определяется по линейной зависимости измеряемой величины от среднего значения множества разностей пар значений выходного сигнала детектора. 1 ил. противлением (нагрузка фотоумножителя), вольтметр 4 для измерения напряжения на нагрузочном резисторе, а ф также блок 5 питания. Измерению подвергался стальной лист толщиной 5 мм.

В соответствии со способом были выбраны для градуировки две предельные © меры, например, Х«-"О и Х =40 мм. Значения выходного сигнала детектирую" М щего устройства соответствующие этим С5 мерам, равны, например, У„=5,994 В и У =0,816 В.

Измерение осуществляется следующим образом.

Направляют поток излучения на конт. ролируемый материал (стальной лист «Ь» толщиной 5.мм) и регистрируют значе- Ъ, ние выходного сигнала детектирующего устройства, равное .4,700 В. Дополни» тельно регистрируют значение выходного сигнала при нулевом «начении измеряемой величины 5,994 В и опреде1628657 4

Доверительный интервал уменьшаетис ся с увеличением п. к- Предлагаемый способ применим толь. ко в тех случаях, когда зависимость интенсивности вторичного излучения от измеряемой величины имеет экспоненциальный характер, так как только при этом условии изменение коэффици= ента передачи детектирующего устройВ, ства аналогично по воздействию на инцу. формационный сигнал введению в измерительный зазор дополнительного поглотители.

15 В соответствии с предлагаемым способом измерения градуировка сводится к определению двух предельных в диапазоне иэМерения значений Йыходного сигнала детектирующего устройст"

20 ва, соответствующих пределам измерения измеряемой величины, причем один

ы- из пределов †.минимальный, соответствующий нулевому значению измеряемой величины. В случае абсорбционных тол25 щиномеров это означает отсутствие материала в зоне измерения, а в случае альбедных толщиномеров покрытийналичие в зоне измерения только одной подложки беэ покрытия. Для градуировки в этом случае требуются значительно меньшие трудозатраты, чем в т- случае градуировки по способу, принятому в качестве прототипа, так как сокращается продолжительность градуиРовки, упрощаются операции и уменьшай ется количество необходимого для градуировки оборудования. Кроме того, однозначно линейный характер градуировочной характеристики снимает вопрос

40 О ТОчнОсти BoccTRHQBJISHHR гРаДУКРОВОч ной характеристики по экспериментальным точкам, представляющий сложную в задачу в случаях нелинейных характеч- ристик.

45 Линейный характер градуировочной зависимости, обеспечиваемый в предлагаемом способе измерения, сохраняется неизменным при различнЬ х видах воздействия (при изменении состава ся контролируемого материала, внешних условий измерений, а также в течение времени), что в конечном итоге приводит к повышению точности измерения.

3 ляют разность значений выходного сиг нала 1,294 В, Повторяют при различнь значениях коэффициента передачи дете тирующего устройства (значениях соПротивления нагрузочного резистора) вышеперечисленные действия но определению разностей значений выходного . сигнала, При этом каждый раз проверя ют, попадают ли пары значений выходного сигнала в диапазон 5,994-0,816

Результаты действий сведены в табли

Вычисляют среднее арифметическое зна чение разностей $Y (равное, например

0,641) .

Вычисляют искомое значение толщи ны по уравнению

Хк - 40

Х= — — — $Y= — — — — — — ° 0,64 (YII-Yg) (5,994-0,816)

4,95 ьзк, из которого следует также соотноше-. ние погрешностей определения QY и в числеиия Х

Хк

A х= — — --- (). (% - к)

Предельное значение Ь (67) .м;реле ляется как двухсторонняя интегральна оценка при заданной доверительной вероятности Д { 7) tpS/ (é, где t — квантиль распределения слу чайной величины, соответст вующая доверительной вероя ности P и числу степеней свободы (и-1);

S — среднее квадратическое откпонение разностей значени выходного сигнала детектирующего устройства

n - количество определений раз костей эначекий. выходного сигнала детектирующего уст ройства

Результаты .промежуточиых Рясчето также заносятся в таблкцу. Из табли ных данных определяют

hY-Ь7)

S- =— — - — — =О, 349. и-1

По известному S и доверительной вероятности 0,90, которой соответст вует квантиль йд з 1,83, определяет

g (hv),202 и затеи

Х= — — — — — - 0,202 1,6 мм.

5, 994-0, 816

Т.о. доверитепьный интервал, в кото.Ром с вероятностью 0,9 находится искомая величина, определяется в виде Х 4 95+1,6 мм

Формула из обретения

Радиоиэотопный способ измерения толщины материала .Радиоизотопным толщиномером, эаключающийся в том, что

Составитель В.Парнасов

Техред Л. Сердюкова Корректор И.Муска.Редактор Н.Сильнягина

Заказ 3472 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета до изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35,. Рауиккая иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

S 1б286 перед измерением производят градуировку толщиномера, для чего выбирают образцовые меры с толщиной, находящейся .н пределах диапазона измерения, последовательно направляют первичный

5 поток излучения на образцовые меры, регистрируют провзаимодействовавший с образцовой мерой поток излучения, направляют первичный поток излучения на контролируемый материал, устанавливают необходимый коэффициент передачи детектора, регистрируют вторичный . поток излучения и определяют толщину мат ериала, отличающийся тем, что, с целью упроюения градуировки при экспоненциальном характере зависимости интенсивности излучения от измеряемой величины,. при градуировке выбирают две обря-щовые меры 2б измеряемой величины соответственно с нулевым и конечным Хи значениями толщины в диапазоне измерения, выходные сигналы от которых после регист"рации н детекторе составят соответ- 25 ственно У„ и Ук, регистрируют с помощью детектора вторичный поток излучения.при нулевом значении измеряемой величины, определяют разность

5 "9 6 значений зарегистрированных сигналов, соответстнующих нулевому и искомому значениям толщины, изменяют значение коэффициента передачи детектора, про" изводят снова регистрацию сш палов, соответствующих нулевому и искомому значениям контролируемого материала, находят разность значений эарегист- рированных детектором сигналов, по" вторяют операции от измене пюя значения коэАфициента передачи детектора до нахождения разности значений зарегистрированных детектором сигналов до тех пор, пока не будет обеспечена заданная точность измерения с-учетом отбора только тех пар зарегистрированных детектором значений выходного сигналя, которые попадают в диапазон значений У -Ук, соответствующих обряэцовим мерам, вычисляют среднее арифметическое значение У . разностей отобранных пар зарегистрированных детектором значений выходного сигнала, вычисляют искомое значение измеряемой величины Х по формуле