RU2566390C1

RU2566390C1 - Gamma-scintillation inspection method

Info

Publication number: RU2566390C1
Application number: RU2014134651/28A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Тимофеевич Карцев; Виктор Фёдорович Ефимов; Александр Германович Митин; Владимир Петрович Карих
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2015-10-27

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: gamma-scintillation inspection method is based on illuminating an article with gamma-radiation; detecting radiation transmitted through the article with a receiving detector consisting of a scintillation crystal and a photomultiplier; logarithmation of the signal; analogue-to-digital conversion thereof, wherein to detect low (1-2%) but fast (1-2 s) signals on the background of large (500 or greater) but slow variations of the signal, the digital signal is transmitted to 2 digital filtering units, which provides an averaging time constant range of about 0.1 s to 10 s, from the output of which signals with a high averaging time constant are subtracted from signals from the output of the digital unit with low averaging time constant, after which the resultant signal is output on a monitor screen or printed on a printer.

EFFECT: high quality and reliability of detecting small defects in illuminated articles of different sizes on the background of large thickness variations.

Description

Изобретение относится к области радиационной дефектоскопии изделий, основанной на просвечивании изделий гамма-излучением и регистрации излучения, прошедшего через изделие.The invention relates to the field of radiation defectoscopy of products based on the transmission of products by gamma radiation and registration of radiation transmitted through the product.

Общеизвестна (С.В. Румянцев. Радиационная дефектоскопия. Атомиздат. М. 1968) зависимость ослабления гамма-излучения от толщины свода просвечиваемого изделия, а именно:It is well known (SV Rumyantsev. Radiation flaw detection. Atomizdat. M. 1968) the dependence of the attenuation of gamma radiation on the thickness of the arch of the translucent product, namely:

J_d=J₀e^-µd, гдеJ _d = J ₀ e ^-µd , where

J_d - интенсивность излучения, прошедшего свод изделия,J _d - the intensity of the radiation that has passed the code of the product,

µ - линейный коэффициент ослабления,µ is the linear attenuation coefficient,

d - толщина свода.d is the thickness of the arch.

В представленном выражении фактически заложены два варианта возможностей практического использования этой зависимости применительно к дефектоскопии путем определения интенсивности излучения, прошедшего свод контролируемого изделия, или толщины этого свода в зависимости от наличия или отсутствия дефектов (воздушные включения, трещины, раковины и т.п.).In the presented expression, in fact, there are two options for the practical use of this dependence in relation to flaw detection by determining the intensity of radiation that has passed the code of the inspected product or the thickness of this code depending on the presence or absence of defects (air inclusions, cracks, sinks, etc.).

Действительно, известны способы гамма-сцинтилляционной дефектоскопии, основанные на просвечивании изделий с использованием гамма-излучения от радиоактивных веществ (например, Со⁶⁰) и регистрации излучения сцинтилляционным детектором с фотоумножителем, с последующим усилением сигнала и его записью на самописце:Indeed, methods for gamma scintillation flaw detection are known, based on the transmission of products using gamma radiation from radioactive substances (for example, Co ⁶⁰ ) and registration of radiation with a scintillation detector with a photomultiplier, followed by signal amplification and its recording on the recorder:

- Л.К. Таточенко. Радиоактивные изотопы в приборостроении. М.: ИУАЭ. 1960, стр. 186;- L.K. Tatochenko. Radioactive isotopes in instrumentation. M .: IUAE. 1960, p. 186;

- Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. Машиностроение. 1986. стр. 384.- Devices for non-destructive testing of materials and products. Directory. Engineering. 1986. p. 384.

Реализация одного из этих вариантов осуществляется с помощью приборов, которые, по существу, являются интенсиметрами, а другой вариант связан с приборами, имеющими логарифмирующие устройства, и фактически являются толщиномерами.The implementation of one of these options is carried out using instruments that are essentially intensimeters, and the other option is associated with devices that have logarithmic devices, and are actually thickness gauges.

Основной недостаток этих способов заключался в трудности измерений небольших изменений интенсивности излучения или толщины, вызванных наличием дефекта в изделии, от значительных изменений этих величин в зависимости от изменения его геометрических размеров. Это вызвало необходимость разработки сложных схемных решений для автоматического регулирования высокого напряжения питания фотоумножителей:The main disadvantage of these methods was the difficulty in measuring small changes in radiation intensity or thickness caused by the presence of a defect in the product, from significant changes in these values depending on changes in its geometric dimensions. This necessitated the development of complex circuit solutions for the automatic control of high voltage supply of photomultipliers:

В.Ф. Ефимов, В.И. Заклюковский, А.Ф. Паскевич. Дефектоскопия № 6. 1975, стр. 48.V.F. Efimov, V.I. Zaklyukovsky, A.F. Paskevich. Defectoscopy No. 6. 1975, p. 48.

Вышеперечисленные способы основаны на аналоговых методах обработки сигналов, поступающих с фотоумножителя или логарифмирующего устройства. Тем не менее с переходом дефектоскопии с аналоговой на цифровую аппаратуру недостатки описанных способов полностью сохранились, хотя в отношении схемных решений имеет место значительные упрощения.The above methods are based on analog methods for processing signals from a photomultiplier or a logarithmic device. Nevertheless, with the transition of flaw detection from analog to digital equipment, the shortcomings of the described methods have been completely preserved, although there are significant simplifications regarding circuit solutions.

Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности качества и надежности гамма-сцинтилляционного контроля изделий, контроль которых известным способом был затруднителен или невозможен, путем создания условий при проведении гамма-сцинтилляционного контроля изделий для фиксации и отображения на экране монитора или диаграммной ленте самопишущего прибора гамма-сигналов независимо от их геометрических особенностей.The technical task of the invention is to ensure the quality and reliability of gamma scintillation control of products whose control in a known manner was difficult or impossible by creating conditions when conducting gamma scintillation control of products for fixing and displaying a gamma signal recorder on a monitor screen or chart tape regardless of their geometric features.

Технический результат достигается тем, что предлагается способ гамма-сцинтилляционного контроля, основанный на просвечивании изделия гамма-излучением, регистрации прошедшего свод изделия излучения приемным детектором в составе сцинтилляционного кристалла и фотоумножителя, логарифмирования сигнала, аналого-цифрового его преобразования, отличающийся тем, что для выявления небольших (1-2%), но быстрых (1-2 с) сигналов на фоне больших (500 и более раз), но медленных изменений сигнала, цифровой сигнал направляют в 2 блока цифровой фильтрации, обеспечивающей диапазон постоянных времени усреднения ориентировочно от 0,1 до 10 с, с выхода которых сигналы с большой постоянной времени усреднения вычитают из сигналов с выхода цифрового блока с малой постоянной времени усреднения, после чего результирующий сигнал выводят на экран монитора или распечатывают на принтере.The technical result is achieved by the fact that a gamma scintillation control method is proposed, based on gamma-ray transmission of the product, registration of the transmitted radiation product by a receiving detector as part of a scintillation crystal and a photomultiplier, signal logarithm, its analog-to-digital conversion, characterized in that for detection small (1-2%), but fast (1-2 s) signals against the background of large (500 or more times), but slow signal changes, the digital signal is sent to 2 digital filtering units, both the sintering range of averaging time constants is approximately from 0.1 to 10 s, from the output of which signals with a large averaging time constant are subtracted from the signals from the output of a digital unit with a small averaging time constant, after which the resulting signal is displayed on a monitor screen or printed on a printer.

Полученные по предложенному способу при проведении опытного гамма-сцинтилляционного контроля натурного изделия при различных значениях постоянных времени усреднения результаты подтверждают возможность выявления сравнительно небольших дефектов в изделиях различных типоразмеров на фоне больших изменений толщины просвечиваемого свода и соответственно эффективность предложенного способа.Obtained by the proposed method during the experimental gamma scintillation control of a full-scale product at various values of averaging time constants, the results confirm the possibility of detecting relatively small defects in products of various sizes against the background of large changes in the thickness of the translucent arch and, accordingly, the effectiveness of the proposed method.

Claims

Способ гамма-сцинтилляционного контроля, основанный на просвечивании изделия гамма-излучением, регистрации прошедшего свод изделия излучения приемным детектором в составе сцинтилляционного кристалла и фотоумножителя, логарифмирования сигнала, аналого-цифрового его преобразования, отличающийся тем, что для выявления небольших (1-2%), но быстрых (1-2 с) сигналов на фоне больших (500 и более раз), но медленных изменений сигнала, цифровой сигнал направляют в 2 блока цифровой фильтрации, обеспечивающей диапазон постоянных времени усреднения ориентировочно от 0,1 до 10 с, с выхода которых сигналы с большой постоянной времени усреднения вычитают из сигналов с выхода цифрового блока с малой постоянной времени усреднения, после чего результирующий сигнал выводят на экран монитора или распечатывают на принтере. A gamma-scintillation control method based on gamma-ray transmission of the product, registration of the transmitted radiation product by a receiving detector as part of a scintillation crystal and a photomultiplier, signal logarithm, its analog-to-digital conversion, characterized in that for detecting small ones (1-2%) , but fast (1-2 s) signals against the background of large (500 or more times), but slow changes in the signal, the digital signal is sent to 2 digital filtering blocks, providing a range of constant time averaging from 0.1 to 10 s, from the output of which signals with a large averaging time constant are subtracted from the signals from the output of a digital unit with a small averaging time constant, after which the resulting signal is displayed on a monitor screen or printed on a printer.