DD239099A1 - Schaltungsanordnung zur statistischen pruefung von impulszahlverschluesselten messergebnissen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur statistischen Auswertung impulszahlverschluesselter Messergebnisse von radioaktiven Zerfallprozessen, insbesondere bei der Ueberwachung von mit radioaktiven Markierungen versehenen Verschleissteilen. Das Ziel der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung, die eine Verschleissende-Erkennung ohne Einsatz von Rechentechnik realisieren soll. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer elektronischen Schaltung die am Ausgang von Strahlungsmessgeraeten ankommenden Impulse zu bewerten sowie entsprechend der erfolgten Bewertung an das technische System ein Steuersignal zu geben. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass ein Nulldurchgang nur bei einfallenden Stoerimpulsen erfolgt, parallel geschaltet ist, wobei die Ausgaenge beider Impuls-Rueckwaertszaehler (Z und S) zusammen mit dem Ausgang eines Zeitgliedes (T) in die Auswerteschaltung (B) zur Erzeugung des Startsignales (A) fuehren, der Ausgang des Stoerimpuls-Rueckwaertszaehlers (S) weiterhin an der Baugruppe (M) zur Ausloesung einer Messung anliegt, die ausgangsseitig auf ein Zeitglied (T) geschaltet ist, in dem die Messzeit voreingestellt wird und an dessen Ausgang das Stopsignal (H) anfaellt. Fig. 1

Description

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein voreinsteiibarer Impuls-Rückwärtszähler, dessen Voreinstellung einem zulässigen unteren Grenzwert entspricht, mit einem zweiten voreinstellbaren Impuls-Rückwärtszähler, der so eingestellt ist, daß ein Nulldurchgang nur bei einfallenden Störimpulsen erfolgt, parallel geschaltet ist, wobei die Ausgänge beider Impuls-Rückwärtszähler zusammen mit dem Ausgang eines Zeitgliedes in die Auswerteschaltung zur Erzeugung des Startsignalses führen, der Ausgang des Störimpuls-Rückwärtszählers weiterhin an der Baugruppe zur Auslösung einer Messung anliegt, die ausgangsseitig auf ein Zeitglied geschaltet ist, in dem die Meßzeit voreingestellt wird und an dessen Ausgang das Stopsignal anfällt.

Soll die Zuverlässigkeit der Meßergebnisse durch Wiederholungsmessungen erhöht werden, ist es zweckmäßig, die Schaltungsanordnung dadurch zu ergänzen, daß nach dem Zeitglied eine weitere Auswerteschaltung angeordnet ist, die eingangsseitig mit dem Ausgang des Impuls-Rückwärtszählers für die Meßwerte und deren Ausgang auf die Baugruppe zur Auslösung einer neuen Messung und einem weiteren voreinstellbaren Impuls-Rückwärtszähler führt, in dem die Anzahl der Widerholungsmessung eingestellt wird und dessen Übertragungsimpuls das Stopsignal ist.

Zur Durchführung des statistischen Tests, wobei die Nullhypothese — ist die gemessene Aktivität χ gleich der Aktivität bei Verschleißende x_v—getestet wird, kommen zwei Rückwärtszähler sowie ein Zeitglied und Logik-Schaltkreis zum Einsatz. Dabei dient ein Rückwärtszähler zur Durchführung des Hypothesentests, sein Nulldurchgang bedeutet die Ablehnung der Nullhypothese, d.h., das technische System kann weiterarbeiten. Gleichzeitig wird der vom Nulldurchgang ausgelöste Impuls genutzt, um die Auslösung einer Wiederholungsmessung zu sperren. Beim Nulldurchgang des Zählers ist die Ungleichung

u(x)>ui__a (1)

erfüllt.

Die Testgröße u(x) für die Strahlungsintensität, die eine poissonverteilte Zufallsgröße ist, berechnet man zweckmäßig nach der Vorschrift

V — Y..

(2)

Ui__a ist das entsprechende Qantil der normierten Normalverteilung bei vorgegebener Irrtumswarscheinlichkeit a. Im Zähler wird die kleinste Impulszahl χ eingestellt, für die die Ungleichung (1) noch gilt. Um das Risiko zweiter Art zu verringern, d.h., die Nullhypothese wird nicht abgelehnt, obwohl der maximal zusässige Verschleiß noch nicht erreicht ist, ist der Meßvorgang zu wiederholen. Die erforderliche Anzahl der Wiederholungen wird im zweiten Zähler eingestellt. Erfolgt in diesem Zähler ein Nulldurchgang, dann löst sein Übertragsimpuls die Signalisierung für das Erreichen des maximalen zulässigen Verschleißes aus. Zum Auslösen der Wiederholungsmessung wird der Impuls eines Zeitgliedes benutzt, der jedesmal nach Ablauf der eingestellten Meßzeit anliegt. Da im Fall eines Nulldurchganges im ersten Zähler keine Wiederholungsmessung notwendig ist, sperrt eine Torschaltung mit dem Übertragungsimpuls des ersten Zählers das Weiterleiten des Impulses vom Zeitglied. Parallel zum ersten Zähler wird ein Zähler zur Erkennung von Störimpulsen geschaltet, die erfahrungsgemäß mit dem Ein- und Ausschalten energiereicher Felder eingefangen werden können. Zur Erkennung von Störungen reicht eaaus, im Zähler den dreifachen Wert der Ausgangsaktivität einzustellen.

Da im Fall einer Störung der Nulldurchgang in diesem Zähler stets zeitlich nach dem Nulldurchgang im parallel geschalteten ersten Zählers zur Durchführung des Hypothesentests eintritt, bewirkt ein Koppeln mit dem Zeitglied, daß der Impuls des ersten Zählers erst nach dem Ablauf der Meßzeit zur weiteren Verarbeitung freigegeben wird.

Ein Nulldurchgang im Zähler zur Erkennung von Störungen löst immer eine neue Messung aus, eine Registrierung als Wiederholung im dafür vorgesehenen zweiten Zähler erfolgt nicht.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt:

Fig. 1: ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur statistischen Prüfung von impulsverschlüsselten Meßergebnissen; Fig. 2: ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung gemäß Figur 1, jedoch mit einer die Auswertsicherheit erhöhenden Erweiterung.

Anhand des Blockschaltbildes gemäß der Figur 1 wird die Erfindung erläutert.

Das externe Startsignal C aktiviert die Baugruppe M.

Diese setzt mit negativen Impulsen die Rückwärtszähler und Flip-Flops zurück und startet das Zeitglied, in dem die Meßzeit voreingestellt wird, mittels einer H/L-Flanke, die mit einem Flip-Flop erzeugt wird.

Gleichzeitig gibt T das Startsignal E an das Meßgerät, wodurch die Übertragung der am Meßgerät anliegenden Impulse ausgelöst wird. Dieser Vorgang wiederholt sich stets bei Auslösung einer Messung. Die Impulse gelangen auf die beiden parallel geschaltenten voreingestellten Impuls-Rückwärtszähler Z und S. In Z wird der Zahlenwert zur Bewertung des Meßergebnisses hinsichtlich des Erreichen einer vorgegebenen unteren Grenze eingestellt. In S wird ein Wert eingestellt, der höher als die Ausgangsaktivität ist.

Eine Störung löst sowohl einen Übertragsimpuls in Z und S aus. In der Auswerteschaltung B, die im wesentlichen aus einer Torschaltung und einem Flip-Flop besteht, kommen beide Übertragsimpulse an, wobei der Übertragsimpuls von S den Übertragsimpuls von Z negiert.

Gleichzeitig löst der Übertragsimpuls von S über die Baugruppe M eine neue Messung aus.

Erfolgt im Impuls-Rückwärtszähler ein Nulldurchgang, ausgelöst von einer Impulsanzahl, die keine Störung ist, dann bewirken der Übertragsimpuls von Z und eine L/H Flanke vom Zeitglied T, die nach Ablauf der voreingestellten Meßzeit anliegt, in der Auswerteschaltung B die Erzeugung des Startsignals A, das im technischen System die Fortführung des technologischen Ablaufes auslöst.

Gleichzeitig liegt auch das Stopsignal H an.

Dabei ist die Informationsauswertung im technischen System so zu gestalten, daß das Stopsignal H nur wirksam wird, wenn das Startsianal A nicht anlieat.

Dies ist der Fall, wenn die vom Meßgerät ankommende Impulsanzahl kleiner als die in Z voreingestellte Zahl ist, so daß in Z kein Übertragsimpuls erzeugt wird.

In Figur 2 ist eine Erweiterung der Schaltung dargestellt, mit der die Auswertesicherheit erhöht wird.

Durch die Auslösung von Wiederholungsmessungen wird vermieden, daß ein Verschleißteil zufällig als verschlissen interpretiert wird, obwohl der maximale zusässige Verschleißzustand noch nicht erreicht ist. Dazu sind in der Schaltung nach dem Zeitglied eine weitere Auswerteschaltung L und ein Impuls-Rückwärtszähler W, in dem die Anzahl der Wiederholungsmessungen einzustellen ist, anzuordnen. An L liegen eingangsseitig die Ausgänge von Z und T derart an, daß der Übertragsimpuls von Z den Durchgang der von T kommenden L/H-Flankezu W sperrt. Liegt kein Übertragsimpuls von Z an, löst das Ausgangssignal von L eine neue Messung aus und wird gleichzeitig in W gezählt. Der Übertragsimpuls von W ist vom technischen System als Stoppsingnal zu werten. Diese Schaltungsvariante gibt jeweils nur ein Ausgangssignal, entweder A oder H, an das technische System.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Schaltungsanordnung zur statistischen Auswertung von impulszahlverschlüsselten Meßergebnissen radioaktiver Zerfallprozesse mittels Hypothesentest hinsichtlich einer vorgegebenen unteren Grenze für die Zerfallrate, dadurch gekennzeichnet, daß ein voreinstellbarer Impuls-Rückwärtszähler (Z), dessen Voreinstellung einem zulässigen unterem Grenzwert entspricht, mit einem zweiten voreinstellbaren Impuls-Rückwärtszähler (S), der so eingestellt ist, daß ein Nulldurchgang nur bei einfallenden Störimpulsen erfolgt, parallel geschaltet ist, wobei die Ausgänge beider Impuls-Rückwärtszähler (Z und S) zusammen mit dem Ausgang eines Zeitgliedes (T) in die Auswerteschaltung (8) zur Erzeugung des Startsignales (A) führen, der Ausgang des Störimpuls-Rückwärtszählers (S) weiterhin an der Baugruppe (M) zur Auslösung einer Messung anliegt, die ausgangsseitig auf ein Zeitglied (T) geschaltet ist, in dem die Meßzeit voreingestellt wird und an dessen Ausgang das Stopsignal (H) anfällt.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Zeitglied (T) eine weitere Auswerteschaltung (L) angeordnet ist, die eingangsseitig mit dem Ausgang des Impuls-Rückwärtszählers (Z) verbunden ist und deren Ausgang auf die Baugruppe (M) und einem weiteren voreinstellbaren Impuls-Rückwärtszähler (W) führt, in dem die Anzahl der Wiederholungsmessungen eingestellt wird und dessen Übertragsimpuls das Stopsignal (H) ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur statistischen Auswertung impulszahlverschlüsselter Meßergebnisse von radioaktiven Zerfallprozessen, wobei die Schaltung überall dort einsetzbar ist, wo mittels Strahlungsmeßtechnik eine automatisierte Auswertung der Intensität einer radioaktiven Strahlungsquelle bezüglich eines vorgegebenen unteren Grenzwertes durchgeführt wird, insbesondere bei der Überwachung von mit radioaktiven Markierungen versehenen Verschleißteilen.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Eine wesentliche Voraussetzung für die Erhöhung des Automatisierungsgrades von technologischen Produktionsabläufen stellt die automatisierte Überwachung von Verschleißteilen, insbesondere von Werkzeugen, dar. Eine Möglichkeit zur Verschleißerkennung an Werkzeugen besteht in der radioaktiven Markierung der Freifläche im Bereich der zulässigen Verschleißmarkenbreite. Die Radioaktivität dieser Markierung Wird als Maß für den aktuellen Verschleißzustand gemessen und ausgewertet, wie in der DD-PS 222414 beschrieben. Auszuwerten ist hierbei die Anzahl der radioaktiven Zerfallprozesse pro Zeiteinheit, die vom Strahlungsmeßgerät als Impulse registriert werden. Die Problematik besteht darin, daß aufgrund des Zufallscharakters der Meßwerte statistische Auswertemethoden anzuwenden sind, des weiteren sind Störungen zu erkennen, die durch Ein- und Ausschalten energiereicher Felder aus der unmittelbaren Umgebung auftreten können. Es ist bekannt, daß eine derartige Auswertung der poissonverteilten Meßwerte mittels Rechnereinsatz realisierbar ist. Dazu ist ein peripherer Anschluß der Strahlungsmeßtechnik notwendig. Der Nachteil dieser Auswertevariante besteht darin, daß neben dem hohen Kostenaufwand für eine Rechnerinstallation die rauhen Produktionsbedingungen eine langfristige zuverlässige Funktionstüchtigkeit der Rechentechnik stark beeinträchtigen.

   Zur Problematik der statistischen Auswertung impulsverschlüsselter Meßergebnisse sind Schaltungsanordnungen bekannt, die Meßergebnisse vorgegebenen Klassen mit gleichen Toleranzbereichen zuordnen (DD-PS 47204). Solche Schaltungen sind zur Qualitätsüberwachung geeignet.

   Den Anforderungen, impulszahlverschlüsselte Meßergebnisse bezüglich Störeinflüssen und des Erreichens einer vorgegebenen unteren Grenze zu bewerten, was mit einem statistischen Hypothesentest feststellbar ist, genügen die bekannten Schaltungsanordnungen nicht.

   Ziel der Erfindung

   Das Ziel der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung, die eine statistische Auswertung impulszahlverschlüsselter Meßergebnisse zur Erkennung von Störungen sowie zur Bewertung des Erreichens einer vorgegebenen unteren Grenze ermöglicht, wobei die Schaltung eine Verschleißende-Erkennung ohne Einsatz von Rechentechnik bei allen Verfahren zur Verschleißerkennung realisieren soll, die auf der radioaktiven Markierung der zu erwartenden Verschleißfläche beruhen und eine Nachrüstung von Strahlungsmeßgeräten mit einer solchen Schaltung eine Erweiterung des Anwendungsgebietes sowie eine Erhöhung des Intelligenzgrades der Strahlungsmeßtechnik bewirken soll.

   Wesen der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer elektronischen Schaltung die am Ausgang von Strahlungsmeßgeräten ankommenden Impulse bezüglich des Erreichens einer vorgegebenen unteren Grenze zu bewerten, den Meßvorgang zu automatisieren, die Messung durch einen Impuls auszulösen und ihre Dauer festzulegen sowie entsprechend der erfolgten Bewertung an das technische System, in dessen Rahmen die Messung zur Feststellung des Erreichens eines vorgegebenen zulässigen Verschleißzustandes auf der Grundlage einer radioaktiven Markierung der Verschleißfläche erfolgt, ein Steuersignal zu geben.