Способ измерения толщины покрытия

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ, например металлического, на подложке из водосодержащего материала, заключающийся в том, что облучают объект контроля быстрыми нейтронами и регистрируют интенсивность потока излучения обратно рассеянных медленных нейтронов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерения, дополнительно регистрируют интенсивность гамма-излучения радаа— ционного захвата медленных нейтронов ядрами злементов материала покрытия и по отношению интенсивностей регистрируемьк потоков излучения судят о тол1Й,ине покрытия.(Л1Изобретение относится к области нейтронных способов контроля материалов, а именно - к способам измерения толщины покрытия на подложке из водородосодержащих материалов при одностороннем доступе к объекту контроля .Известен способ, заключающийся в облучении объекта быстрыми нейтронами и регистрации интенсивности обратно рассеянных замедлившихся в водородсодержащем слое нейтронов. Способ используется для определения толщины водородосодержащих покрытий на металлических подложках, что указыв^ет на большую зависимость регистрируемого параметра от толщины водородсодержащего слоя. Применительно к измерению толщины металлических покрытий или экранов на водородосо-держащих подлоясках известный способ может использоваться лишь при постоянной толщине подложки и концентрации ядер водорода в материале подложки. В противном случае возникает большая погрешность в измерении толщины из-за флуктуации указанных параметров.Наиболее бJ?изким по сущности к предложенному способу является спо-- соб измерения толщины покрытия, например, металлического, на под- . ложке из водородсодержащего материала, заключающийся в том, что облучают объект контроля быстрыми нейтронами и регистрируют интенсивность излучения обратно-рассеянных медленных нейтронов. Точное определение толщины металлического экрана известным способом возможноО5•^Nj^ •^ Ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„671472

А (51) 4 G 01 В 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 держащих подложках известный способ может использоваться лишь при постоянной толщине подложки и концентрации ядер водорода в материале подложки. В противном случае возникает большая погрешность в измерении толщины из-за флуктуаций указанных параметров.

Наиболее близким по сущности к предложенному способу является спо.соб измерения толщины покрытия, например, металлического, на под.ложке из водородсодержащего материала, заключающийся в том, что облучают объект контроля быстрыми нейтронами и регистрируют интенсивность излучения обратно-рассеянных медленных нейтронов. Точное определение толщины металлического экрана известным способом возможно

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHpbITHAM

ПРИ ГННТ СССР (21) 2506715 /18-28 (22) 12.07.77 (46) 23.04.89 ° Бюл. N 15 (71) Научно-исследовательский инсти-. тут электронной интроскопии (72) Г.Ш.Пекарский и А.И.Безуглов (53) 531.717.11(088.8) (56) По материалам иностранной печа- ти. Экспресс-информация, 1074, У 33, (911), с. 17.

Измерение толщины внутренних пластмассовых покрытий химической аппаратуры с помощью нейтронов. (ПНР), SVA-Bal, 1974, Mitte-June, 16, Р 12, 13-14.

Изобретение относится к области нейтронных способов контроля материалов, а именно — к способам измерения толщины покрытия на подложке из водородосодержащих материалов при одностороннем доступе к объекту контроля.

Известен способ, заключающийся в обучении объекта быстрыми нейтронами и регистрации интенсивности обратно рассеянных замедлившихся в водородсодержащем слое нейтронов. Способ используется для определения толщины водородосодержащих покрытий на металлических подложках, что указывает на большую зависимость регистрируемого параметра от толщины водородсодержащего слоя. Применительно к измерению толщины металлических покрытий или экранов на водородосо(54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ, например металлического, на подложке из водосодержащего материала, заключающийся в том, что облучают объект контроля быстрыми нейтронами и регистрируют интенсивность потока излучения обратно рассеянных медленных нейтронов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения точности и чувствительности измерения, дополнительно регистрируют интенсивность гамма-излучения радыационного захвата медленных нейтронов ядрами элементов материала покрытия и по отношению интенсивностей регистрируемых потоков излучения судят о толщине покрытия, 671472 также только в случае постоянства параметров водородсодержащего слоя (толщины, концентрации элементов).

При изменении указанных параметров возникает погрешность в измерении толщины металлического экрана, что обусловлено изменением замедляющих и поглощающих свойств водородсодержащего слоя по отношению к нейтронам. 1ð

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно регистрируют интенсивность гамма-излучения радиационного захвата медленных нейтронов ядрами элементов материала покрытия и по отношению интенсивностей регистрируемых потоков излучения судят О () толщине покрытия.

При увеличении толщины покрытия поток регистрируемых медленных нейтронов на поверхности покрытия уменьшается из-за удаления замедляющего 25 материала подложки от источника и детектора и из-за поглощения обратно рассеянных в подложке медленных ней;тронов материалом покрытия (в частности, при реакции радиационного за хвата). В отличие от потока медленных нейтронов на поверхности покрытия поток гамма-излучения радиационного захвата, согласно экспериментальным данным, с увеличением толщины покрытИя увеличивается. Так как поле медленных нейтронов на поверхности покрытия (при данной его толщине) и пбле медленных нейтронов в материале пОкрытия пОлнОстью Определя 4О ются полем медленных нейтронов, создаваемым водородосодержащей подложкой (по аналогии с прототипом), то и флуктуации этого поля (флукщуации свойств материала подложки по отношению к нейтронам) приводят к соответствующим изменениям регистрируемых потоков медленных. нейтронов и гамма-квантов радиационного захвата на поверхности покрытия, то есть, с

50 увеличением поля медленных нейтронов, создаваемого подложкой, пропорционально увеличиваются регистрируемые потоки излучений на поверхности покрытия (при данной его толщине). Сле55 довательно, измерение отношения регистрируемьгх потоков излучений дает возможность исключить зависимости регистрируемого параметра (отношения) от флуктуаций свойств материала подложки и тем самым позволяет существенно повысить точность измерения толщины покрытия (экрана) по сравнению с известным способом. Поскольку регистрируемые потоки излучений в зависимости от толщины покрытия имеют обратный характер, то есть один регистрируемый параметр возрастает, а другой — убывает с увеличением толщины покрытия, то измерение отношения регистрируемых потоков приводит к увеличению чувствительности способа по сравнению с известным.

Таким образом, регистрируя на поверхности покрытия дополнительно к потоку медленных нейтронов поток гамма-квантов, возникающих при радиационном захвате медленных нейтронов ядрами элементов в материале покрытия, и измеряя отношение регистрируемых потоков можно существенно повысить точность и чувствительность способа по сравнению с известным.

Данное изобретение можно пояснить на примере измерения толщины стенки стального трубопровода, по которому транспортируется вода или пульпа (за-медляющая среда).

На чертеже представлены экспериментальные зависимости потока медленных нейтронов на поверхности трубы (кривая 1 — известный способ) и потока гамма-квантов радиационного захвата медленных нейтронов ядрами железа стенки трубы (кривая 2) в относительных единицах (нормированы на соответствующие величины потоков при минимальной толщине стенки трубы в проведенном эксперименте). На кривых

1 и 2 соответствующими цифрами отмечены величины регистрируемых потоков при данной толщине стенки трубопровода (d,) в зависимости от изменения свойств замедляющей среды (воды, пульпы), которые определяются в данном примере следующими факторами: изменением водородосодержания транспортируемого материала за счет появления в воде пузырьков воздуха или газа, изменением концентрации твердого материала в пульпе, неодинаковым заполнением трубопровода транспортируемым материалом (вода, пульпа) в pasных местах трубопровода и в различные моменты времени. В данном эксперименте изменение параметров замед72

Редактор Л.Письман Техред М.Дидык .

Корректор И. Муска

Заказ 1927 Тираж Ь83 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 б714 ляющего слоя имитировалось различным заполнением трубопровода водой. Из анализа кривой 1 видно, что разброс значений определяемой толщины из5 вестным способом довольно велик (rid) при флуктуациях параметров водородосодержащего слоя,а в предложенном способе такая погрешность практически полностью устраняется (кривая 3). Кривая 3 представляет функцию отношения регистрируемых потоков излучений (потока гамма-квантов радиационного захвата к потоку медленных нейтронов) от толщины стенки трубопровада.. Из анализа кривых фиг. 1 можно сделать вывод, что предложенный способ практически полностью устраняет зависимость регистрируемого параметра от флуктуаций свойств замедляющего материала подложки и повышает чувствительность во всем диапазоне исследуемых толщин стенки трубопровода примерно в 2 раза.