RU1572181C - Radioisotope thickness - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и производительности измерений за счет уменьшени  статистической погрешности путем обеспечени  возможности использовани  излучени  более высокой интенсивности и исключени  необходимости периодической перекалибровки при радиоактивном распаде источника. Измер емый материал 26 помещаетс  в поперечном сечении потока ионизирующего излучени  от источника 1. Излучение, проход щее через материал 26, претерпевает ослабление и регистрируетс  первым измерительным преобразователем 5, откуда поступает на вход первого счетчика 7. Одновременно излучение от источника 1 регистрируетс  вторым измерительным преобразователем 6, идентичным первому. Положительный эффект обеспечиваетс  наличием второго измерительного преобразовател  6, соединенного с ним последовательно второго счетчика 8 и организацией св зей между ними и остальными элементами толщиномера, обеспечивающими независимость результата измерени  и значений калибровочных кон- сгант от установленного времени измерени  толщиномера путем автоматического изменени  времени измерени  соответственно среднему значению частот импульсов на выходах измерительных преобразователей 5 и 6. 1 ил. ЁThe invention relates to a measurement technique. The aim of the invention is to increase the accuracy and productivity of measurements by reducing the statistical error by making it possible to use radiation of higher intensity and eliminating the need for periodic recalibration during radioactive decay of the source. The measured material 26 is placed in the cross section of the ionizing radiation flux from the source 1. The radiation passing through the material 26 undergoes attenuation and is recorded by the first transducer 5, from where it enters the input of the first counter 7. Simultaneously, the radiation from the source 1 is detected by the second transducer 6 identical to the first. A positive effect is ensured by the presence of the second measuring transducer 6 connected in series with the second counter 8 and organizing the connections between them and the remaining elements of the thickness gauge, ensuring the independence of the measurement result and the values of the calibration congruents from the set measurement time of the thickness gauge by automatically changing the measurement time according to the average value pulse frequencies at the outputs of the measuring transducers 5 and 6. 1 ill. Yo

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл  неразрушающего контрол  толщины листовых материалов.The invention relates to a control and measuring technique and can be used for non-destructive testing of the thickness of sheet materials.

Цель изобретени  - повышение точности и производительности измерений за счет уменьшени  статистической погрешности путем обеспечени  возможности использовани  излучени  более высокой интенсивности и исключени  необходимости периодической перекалибровки при радиоактивном распаде источника.The purpose of the invention is to increase the accuracy and productivity of measurements by reducing the statistical error by making it possible to use radiation of higher intensity and eliminating the need for periodic recalibration during radioactive decay of the source.

На чертеже представлена функциональна  схема толщиномера. The drawing shows a functional diagram of a thickness gauge.

Толщиномер содержит источник 1 ионизирующего излучени , контейнер 2 с двум The thickness gauge contains an ionizing radiation source 1, a container 2 with two

коллимационными отверсти ми 3 и 4, в который помещен источник 1, первый 5 и второй 6 измерительные преобразователи, оптически св занные с источником 1 соответственно через первое 3 и второе 4 коллимационные отверсти , первый 7 и второй 8 счетчики, соединенные последовательно соответственно с первым 5 и вторым б преобразовател ми , последовательно соединенные дешифратор 9. выходы которого соединены соответственно с выходами второго счетчика 8, и п ть одновибраторов 10- 14. Толщиномер также содержит первый, второй и третий задатчики 15, 16, 17 соответственно первой, второй и третьей калибровочных констант, первый 18 и второй 19the collimation holes 3 and 4, in which the source 1, the first 5 and the second 6 measuring transducers are placed, optically coupled to the source 1 respectively through the first 3 and second 4 collimation holes, the first 7 and second 8 counters connected in series with the first 5, respectively and second b converters connected in succession to decoder 9. the outputs of which are connected respectively to the outputs of the second counter 8, and five one-shots 10-14. The thickness gauge also contains the first, second, and third adjusters 15, 16, 17, respectively -retarded first, second and third calibration constants, the first 18 and second 19

СПJoint venture

VIVI

N) 00N) 00

делители, сумматор 20, умножитель 21, вы- читатоль 22, индикатор 23, входы которого соединены соответственно с выходами вы- читател  22, переключатель 24 и пускатель 25 выполненный в виде кнопки, первый контакт которого соединен с входом установки счетчика 8 и входами сброса счетчика 7 и вычитател  22, второй контакт - с общей шиной. При этом входы предустановки счетчиков 8 и перва  группа входов делител  18 объединены и соединены с одним из контактов переключател  24, второй контакт которого соединен с общей шиной, втора  группа входов делител  18 соединена соответственно с выходами задатчика 15, Входы разрешени  счета счетчиков 7 и 8 объединены и соединены с выходом дешифратора 9, и выходы первого 10 - п того 14 одновибра- торов соединены с входами разрешени  счета соответственно делител  18, сумматора 20, умножител  21, делител  19 и вычитател  22, перва  группа входов сумматора 20 соединена соответственно с выходами делител  18,а втора  группа входов объединена соответственно с первой группой входов умножител  21 и соединена соответственно с выходами счетчика 7. Выходы задатчика 16 соединены соответственно с второй группой умножител  21, а выходы задатчика 17 соединены соответственно с первой группой входов вычитател  22, втора  группа входов которого соединена соответственно с выходами делител  19, перва  группа входов которого соединена соответственно с выходами умножител  2, а зтора  группа входов - соответственно с выходами сумматора 20.dividers, adder 20, multiplier 21, subtractor 22, indicator 23, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the reader 22, the switch 24 and the starter 25 made in the form of a button, the first contact of which is connected to the input of the installation of the counter 8 and reset inputs of the counter 7 and subtractor 22, the second contact is with a common bus. In this case, the preset inputs of the counters 8 and the first group of inputs of the divider 18 are combined and connected to one of the contacts of the switch 24, the second contact of which is connected to the common bus, the second group of inputs of the divider 18 is connected respectively to the outputs of the setter 15, the counting enable inputs of the counters 7 and 8 are combined and connected to the output of the decoder 9, and the outputs of the first 10th and 14th single vibrators are connected to the counting resolution inputs of the divider 18, adder 20, multiplier 21, divider 19 and subtractor 22, the first group of inputs RA 20 is connected respectively to the outputs of the divider 18, and the second group of inputs is combined respectively with the first group of inputs of the multiplier 21 and connected respectively to the outputs of the counter 7. The outputs of the setter 16 are connected respectively to the second group of the multiplier 21, and the outputs of the setter 17 are connected respectively to the first group of inputs a subtractor 22, the second group of inputs of which is connected respectively to the outputs of the divider 19, the first group of inputs of which is connected respectively with the outputs of the multiplier 2, and the third group of inputs, respectively with the outputs of the adder 20.

Радиоизотопный толщиномер работает следующим образом.Radioisotope thickness gauge works as follows.

Измер емый объект (листовой материал ) 26 устанавливаетс  на рабочую позицию в поперечном сечении потока излучени , выход щего из первого коллимационного отверсти  3. При нажатии кнопки пускател  25 в счетчик 8 заноситс  число от переключател  24, определ ющее длительность цикла измерени , а счетчик 7 и оычитатель 22 устанавливаютс  в нулевое состо ние. При этом, если на переключателе 24 установлено число, отличное от нул , счетчик 8 устанавливаетс  на это число и на выходе дешифратора 9 по вл етс  единичный сигнал , который приложен к разрешающим входам первого 7 и второго 8 счетчиков. После отпускани  кнопки пускател  25 снимаетс  блокировка первого 7 и второго 8 счетчиков и начинаетс  цикл измерени . Ионизирующее излучение источника 1, наход щегос  в рабочем контейнере 2. проходит через первое коллимационноеThe measured object (sheet material) 26 is set to a working position in the cross section of the radiation flux exiting the first collimation hole 3. When the starter button 25 is pressed, a number from switch 24 is entered into counter 8, which determines the duration of the measurement cycle, and counter 7 and counter 22 is set to zero. Moreover, if a number other than zero is set on the switch 24, the counter 8 is set to this number and a single signal appears at the output of the decoder 9, which is applied to the enable inputs of the first 7 and second 8 counters. After releasing the starter button 25, the first 7 and second 8 counters are locked and the measurement cycle begins. The ionizing radiation of the source 1 located in the working container 2. passes through the first collimation

отверстие 3, ослабл етс  в измер емом материале 26 и регистрируетс  преобразователем 5, На выходе последнего имеетс  импульсный сигнал со средней частотой п, имеющей экспоненциальную зависимостьthe hole 3 is attenuated in the measured material 26 and is recorded by the transducer 5. At the output of the latter there is a pulse signal with an average frequency n having an exponential dependence

от толщины измер емого материала гТ Ае-эх,on the thickness of the measured material gT Ae-eh,

00

00

55

00

t t

(2)(2)

(D(D

где А и а - коэффициенты пропорциональности .where A and a are proportionality coefficients.

Одновременно излучение источника 1, прошедшее через второе коллимационное отверстие 4, регистрируетс  идентичным первому вторым измерительным преобразователем б и подаетс  на счетный вход счетчика 8, работающего на вычитание. После поступлени  на вход счетчика 8 количества импульсов, равного числу Т, установленному на переключателе 24, он оказываетс  в нулевом состо нии и на выходе дешифратора 9 по вл етс  сигнал нулевого уровн , который заблокирует счетные входы первого 7 и второго 8 счетчиков. Врем  измерени  толщиномера XAt the same time, the radiation of the source 1, which passed through the second collimation hole 4, is registered identical to the first second measuring transducer b and is supplied to the counting input of the subtractor 8. After the number of pulses equal to the number T set on the switch 24 is received at the input of the counter 8, it turns out to be in the zero state and a signal of the zero level appears at the output of the decoder 9, which blocks the counting inputs of the first 7 and second 8 counters. Thickness Gauge Measurement Time X

7Т17T1

где ni - средн   частота импульсов на выходе преобразовател  9.where ni is the average pulse frequency at the output of the converter 9.

За врем  измерительного цикла счетчика 7 накапливаютс  импульсы с выхода преобразовател  5 и в конце цикла измерени  в нем записываетс  During the measuring cycle of the counter 7, pulses from the output of the transducer 5 are accumulated and at the end of the measurement cycle

N- nt(3)N- nt (3)

После окончани  цикла измерени  сигналом с выхода дешифратора 9, которым блокируютс  счетчики 7 и 8, запускаетс  од- новибратор 10, на выходе которого по вл етс  сигнал, запускающий делитель 18. Длительность В сигнала на выходе одновиб- ратора 10 должна быть больше или равна максимальному времени делени  делител  18, после которого на его выходе по вл етс  результат делени .After the end of the measurement cycle, the signal from the output of the decoder 9, which locks the counters 7 and 8, starts the single-vibrator 10, the output of which is a signal that starts the divider 18. The duration of the signal at the output of the single-vibrator 10 should be greater than or equal to the maximum divider time divider 18, after which the output of the divider appears.

Т СT c

где С - число, установленное на задатчике 15 первой калибровочной константы.where C is the number set on the setter 15 of the first calibration constant.

По окончании этой операции по вл етс  сигнал на выходе одновибратора 11, который запускает сумматор 20, производ щий суммирование значений формул (3) и (4). Аналогично длительность сигнала второго одновибратора 11 должна быть больше или равна максимальному времени суммировани . Затем по вл етс  сигнал на выхо- 5 де одновибратора 12, который запускает умножитель 21, умножающий число 3 на число К, установленное на задатчике 16 второй калибровочной константы. После окончани  операции умножени  аналогичным образом запускаетс  четвертый одновибратор 13,At the end of this operation, a signal appears at the output of the one-shot 11, which starts the adder 20, summing the values of formulas (3) and (4). Similarly, the signal duration of the second one-shot 11 must be greater than or equal to the maximum summing time. Then a signal appears at the output 5 of the one-shot 12, which starts the multiplier 21, multiplying the number 3 by the number K installed on the setpoint 16 of the second calibration constant. After the completion of the multiplication operation, the fourth one-shot 13 is likewise started.

55

00

55

00

55

В- i.B-i.

(4)(4)

cm нал с выхода которого запускает делитель 19, на выходе которого по вл етс  результат делени . После выполнени  операции делени  запускаетс  п тый одно- вибратор 14. сигнал с выхода которого запу- екает вычитатель 22. После выполнени  операции вычитани  в выходном регистре вычитател  22 по вл етс  результат измерени , который выводитс  на индикатор 23.cm the output of which starts the divider 19, the output of which appears the result of the division. After the division operation is completed, the fifth single-vibrator 14. is triggered. The signal from the output of which is subtracted by the subtractor 22. After the subtraction operation is performed, the result of the measurement appears in the output register of the subtractor 22 and is displayed on the indicator 23.

--Ј --Ј

где Е - число, установленное на задатчике 17 третьей калибровочной константы. При этом цикл измерени  заканчиваетс . Дл  получени  необходимого времени из- мерени  толщиномера - на переключателе 24 нужно установить числоwhere E is the number set on the setpoint 17 of the third calibration constant. At the same time, the measurement cycle ends. To obtain the necessary time to measure the thickness gauge - on the switch 24 you need to set the number

T m-t(6)T m-t (6)

С учетом формул (3), (4) и (6) результат измерени  формулы (5) можно представить в видеTaking into account formulas (3), (4) and (6), the measurement result of formula (5) can be represented as

I - г k ffтI - g k fft

L E ТТ1/С+ПWL E TT1 / S + PW

Следовательно, результат измерени  и калибровочные константы не завис т от установленного времени измерени  толщиномера . При радиоактивном распаде источника ионизирующего излучени  до некоторого значени  а от его первоначального значени  одновременно измен ютс  и средние частоты импульсов на выходах .первого и второго измерительных преобразователей 5 и 6. При этом количество зарегистрированных импульсов (3) в первом счетчике 7 за врем  цикла измерени  не измен етс  за счет соответствующего увеличени  времени измерени  толщиномераTherefore, the measurement result and the calibration constants are independent of the set time for measuring the thickness gauge. In the case of radioactive decay of the ionizing radiation source to a certain value and from its initial value, the average pulse frequencies at the outputs of the first and second measuring transducers 5 and 6 also change simultaneously. Moreover, the number of recorded pulses (3) in the first counter 7 during the measurement cycle does not changes due to a corresponding increase in the measurement time of the thickness gauge

««-;гй 8"" -; gy 8

Claims (1)

Формула изобретени The claims Радиоизотопный толщиномер, содержащий источник ионизирующего излучени  в контейнере с двум  коллимационными отверсти ми , первый измерительный преобразователь , оптически св занный с источником через первое коллимационное отверстие, два счетчика, входы разрешени  которых объединены между собой, а счетный вход первого счетчика соединен с выходом мерного преобразоп.пипч переключи тель, первый контакт которого соединен с входами предустановки второго сметчика, а второй - с общей шиной, пускатель в виде кнопки, первый контакт которого соединен с входом сброса первого счетчика и входом установки второго счетчика, а второй - с общей шиной, и индикатор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и производительности измерений, он снабжен вторым измерительным преобразователем , оптически св занным с источником через второе коллимационное отверстие, выход которого соединен с счетным входом второго счетчика, последовательно соединенным дешифратором, входы которого соединены соответственно с выходами второго счетчика, и п тью одновибра- торами, трем  задатчиками калибровочных констант, двум  делител ми, перва  группа входов первого делител  соединена с первым контактом переключател , втора  группа входов соединена соответственно с выходами первого задатчика, сумматором, перва  группа входов которого соединена соответственно с выходами первого делител , втора  группа входов соединена соответственно с выходами первого счетчика, умножителем, перва  группа входов которого соединена соответственно с выходами первого счетчика, втора  группа входов соединена соответственно с выходами второго задатчика и вычитателем, выходы которого соединены соответственно с входами индикатора, перва  группа входов которого соединена соответственно с выходами третьего задатчика, вход сброса соединен с первым контактом пускател , втора  группа входов соединена соответственно с выходами второго делител , перва  группа входов которого соединена соответственно с выходами умножител , втора  группа входов соединена соответственно с выходами сумматора, а выходы дешифратора и п ти одновибраторов соединены с входами разрешени  счета соответственно первого счетчика, первого делител , сумматора , умножител , второго делител  и вычитател .A radioisotope thickness gauge containing an ionizing radiation source in a container with two collimation holes, a first measuring transducer optically coupled to the source through the first collimation hole, two counters, whose resolution inputs are interconnected, and the counting input of the first counter is connected to the output of the transducer. a pipch switch, the first contact of which is connected to the preset inputs of the second estimator, and the second to the common bus, a starter in the form of a button, the first contact of which connected to the reset input of the first counter and the installation input of the second counter, and the second with a common bus, and an indicator, characterized in that, in order to increase the accuracy and productivity of measurements, it is equipped with a second measuring transducer, optically connected to the source through the second collimation hole the output of which is connected to the counting input of the second counter, connected in series to a decoder, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the second counter, and five single-vibrators, three setpoints ka of the calibration constants, by two dividers, the first group of inputs of the first divider is connected to the first contact of the switch, the second group of inputs is connected respectively to the outputs of the first master, an adder, the first group of inputs of which is connected respectively to the outputs of the first divider, the second group of inputs is connected respectively to the outputs of the first counter , a multiplier, the first group of inputs of which is connected respectively to the outputs of the first counter, the second group of inputs is connected, respectively, to the outputs of the second a sensor and a subtractor, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the indicator, the first group of inputs of which is connected respectively to the outputs of the third setter, the reset input is connected to the first contact of the starter, the second group of inputs is connected respectively to the outputs of the second divider, the first group of inputs of which are connected respectively to the outputs of the multiplier , the second group of inputs is connected respectively to the outputs of the adder, and the outputs of the decoder and five single-vibrators are connected to the inputs of the resolution of the account, respectively venno first counter, a first divider, adder, multiplier, the second divider and subtractor.