Способ измерения толщины радиоизотопным толщиномером

 

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к радиоизотопным способам измерения толщины (поверхностной плотности) материала. Целью изобретения является повышение точности измерения путем многократного определения разности значений выходного сигнала толщиномера при введенном контролируемом материале и его отсутствии в измерительном зазоре при различных интенсивностях первичного потока излучения. Производят i раз при различных интенсивностях первичного потока регистрацию прошедшего излучения через объект контроля двух крайних толщин (нулевой и предельной толщины). Определяют искомое значение толщины с учетом среднего арифметического значения разностей значений выходного сигнала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 )5 G 01 В 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ. СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4712458/28 (22) 29.06.89 (46) 23.09.91. Бюл. %35 (72) А.Е.Соболевский (53) 531.717.11 (088.8) (56) Патент США М 4510577, кл. G 01 В

15/02, 1985. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ РАДИОИЗОТОПНЫМ ТОЛЩИНОМЕРОМ (57) Изобретение относится к измерительной технике и, в.частности, к радиоиэотопным способам измерения толщины (поверхно.стной плотности) материала. Целью изобретения является повышение точности

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к радиоизотопным способам измерения толщины (поверхностной плотности) материала.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем многократного определения разности значений выходного сигнала толщиномера при введенном контролируемом материале и его отсутствии в измерительном зазоре при различных интенсивностях первичного потока излучения.

Способ осуществляется следующим образом.

Направляют поток излучения на контролируемый материал (например, стальной лист толщиной Х» = 5 мм) и регистрируют значение выходного сигнала У» детектирующего устройства (равное, например, 4700), Дополнительно регистрируют значение выходного сигнала Ун при нулевом значении измеряемой величины (например, 5994) и.ЫЛ» 1679186 А1 измерения путем многократного определения разности значений выходного сигнала толщиномера при введенном контролируемом материале и его отсутствии в измерительном зазоре при различных интенсивностях первичного потока излучения.

Производят i раэ при различных интенсивностях первичного потока регистрацию прошедшего излучения через объект контроля двух крайних толщин (нулевой и предельной толщины). Определяют искомое значение толщины с учетом среднего арифметического значения разностей значений выходного сигнала. определяют разность Л Y значений выходного сигнала (д y = 1294), Повторяют i раз при различных интенсивностях первичного потока излучения указанные действия по определению разностей Л У; значений выходного сигнала. При этом каждый раз проверяют, попадают ли пары значений выходного сигнала в диапазон значения выходного сигHB é Ун — Y».

Вычисляют среднее арифметическое

Л Y значение разностей (например, равное

640,8).

Вычисляют искомое значение толщины по уравнению

Х= у, (ЛУ) =495мм, ! Ун — У из которого также следует соотношение погрешностей определения Л Y и вычисления Х:

1679186

Предельное значение Л(Л У) определяется как двусторонняя интервальная оценка при заданной доверительной вероятности; ь(ля =с, 4, 5 гдето — квантиль распределения случайной величины, соответствующая доверительной вероятности Р и числу степеней свободы (! -1), S — среднее квадратичное отклонение 10 разностей значений выходного сигнала детектирующего устройства; i — количество определений разностей значений выходного сигнала детектирующего устройства.

Исходя из величины i(равной,,напри- 15 мер, 10) полученых измерений определяют среднее квадратическое отклонение

S % — =3485. — 20 . По известному S и доверительной вероятности 0,90, которой соответствует квантиль 1оео-1,83, определяется

Л(ЛV)-201,7; затем определяется погрешность h X 25

1,6 мм, Таким образом, доверительный интервал, в котором с вероятностью 0,9 находится искомая величина, определяется в виде

Х 4;95 — 1,6 мм. 30

При этом доверительный интервал уменьшается с увеличением Е

В соответствии с данным способом измерения градуировка сводится к определению двух предельных в диапазоне 35 измерения значений выходного сигнала детектирующего устройства, соответствующих пределам измерения измеряемой величины, причем один из пределов минимальный, соответствующий нулевому зна- 40 чению измеряемой величины. В случае использования абсорбционных толщиномеров это означает отсутствие материала в зоне измерения, а в случае использования альбедных толщиномеров покрытий — нали- 45 чие в зоне измерения только одной подложки без покрытия. Для градуировки в этом случае требуется значительно меньшие трудозатраты, так как сокращается продолжительность градуировки, упрощаются 50 операции и уменьшается количество необходимого для градуировки оборудования.

Линейный характер градуировочной зависимости, обеспечиваемый в предлагаемом способе измерения, сохраняется 55 неизменным при различных видах воздействия: при изменении состава контролируемого материала, внешних условий измерений, а также в течение времени, что в конечном итоге приводит к повышению точности измерения. Кроме того, линейный характер градуировочной характеристики снимает вопрос о точности восстановления градуировочной характеристики по экспериментальным точкам, представляющий сложную задачу в случаях нелинейных характеристик и вносящий существенный вклад в суммарную погрешность измерения.

Формула изобретения

Способ измерения толщины радиоизотопным толщиномером с предельным значением Х» диапазона измерения, заключающийся в том, что направляют первичный поток излучения на контролируемый материал с искомым значением Х измеряемой толщины. регистрируют вторичный. поток излучения, определяют соответствующее ему значение выходного сигнала радиоизотопного толщиномера и используют его для определения измеряемой толщины, о тл и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно регистрируют вторичный поток излучения при нулевом значении измеряемой величины и определяют соответствующее ему значение

Уя выходного сигнала радиоизотопного толщиномера, определяют разность bY значений выходного сигнала, соответствующих нулевому и искомому значениям измеряемой величины, дополнительно определяют разность ЬУ значений выходного сигнала при различных интенсивностях первичного потока излучения, а количество 1 повторений устанавливают из условия обеспечения заданного доверительного интервала погрешности измерения с учетом отбора только тех пар значений выходного сигнала радиоизотопного толщиномера, которые попадают в диапазон значений выходного сигнала Ун — У», соответствующих начальному значению Хя и предельному значению Х», вычисляют среднее Гарифметическое значение разностей отобранных пар значений выходного сигнала радиоизотопного толщиномера и искомое значение Х измеряемой толщины определяют иэ соотношения