DE1073750B

DE1073750B - Device for measuring thickness with the help of an ionization chamber

Info

Publication number: DE1073750B
Application number: DENDAT1073750D
Authority: DE
Inventors: Oakville Ontario Norman Zinkan Alcock und Geoffry James Leighton (Kanada)
Original assignee: Canadian Curtiss-Wright Limited, Oakville, Ontario (Kanada)
Publication date: 1960-01-21

Description

Vorrichtung zur Dickenmessung mit Hilfe einer Ionisationskammer Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur unmittelbaren Messung der Dicke eines Werkstückes, indem die Masse pro Flächeneinheit desselben direkt gemessen wird. Device for measuring thickness with the aid of an ionization chamber Die The invention relates to a device for the direct measurement of the thickness of a workpiece, by directly measuring the mass per unit area thereof.

Die Erfindung betrifft insbesondere Verbesserungen bei Vorrichtungen zur stetigen Messung der Foliendicke, die zur Messung der Masse je Flächeneinheit einer Folie oder eines Bleches dienen, indem dasselbe zwischen einer Strahlungsquelle mit weitem Strahlungswinkel und einer Ionisationskammer angeordnet und die Schwächung der Strahlungsintensität gemessen wird. Die aufgenommene Strahlungsenergie hängt dabei nicht wesentlich von der Lage der Folie zwischen Strahlungsquelle und Strahlungsempfänger ab. Diese Einrichtung arbeitet bei einer einheitlichen Folie mit hoher Genauigkeit, wurde aber für die Messung eines Überzuges auf einem derartigen Blech oder einer Folie nur in dem Sinne verwendet, daß der Überzug die Masse je Flächeneinheit der Folie erhöht. The invention particularly relates to improvements in devices for continuous measurement of the film thickness, which is used to measure the mass per unit area Serving a foil or sheet metal by placing the same between a radiation source arranged with a wide beam angle and an ionization chamber and the weakening the radiation intensity is measured. The absorbed radiation energy depends it does not depend significantly on the position of the film between the radiation source and the radiation receiver away. This device works with a uniform film with high accuracy, but was used for the measurement of a coating on such a sheet or a Foil is only used in the sense that the coating has the mass per unit area of the Slide increased.

ßei bekannter Massendichte lassen sich die gewonnenen Meß werte unmittelbar als Dickenwerte deuten.If the mass density is known, the measured values obtained can be viewed immediately interpret as thickness values.

Demgemäß wird nachstehend häufig auch einfach von der Dicke des Werkstückes gesprochen.Accordingly, the following is often simply a matter of the thickness of the workpiece spoken.

Die Messung der Masse je Flächeneinheit einer Folie, die zwischen einer Strahlungsquelle und einer Ionisationskammer angeordnet ist, welche als Detektor für die nach dem Durchgang durch das Material auftreffende Reststrahlung dient, wird allgemein durch die folgenden Faktoren beeinflußt, die verhältnismäßig große Fehlerquellen darstellen: a) Das Meßobjekt kann im Abstand zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor schwanken, wodurch wesentliche Fehler durch die Ortsveränderung des Objektes entstehen. b) Wenn Präzisionsmessungen erforderlich sind, kann die Halterung des Materials der Strahlungsquelle relativ zum Detektor geringe Abstandsveränderungen infolge äußerer Schwingungseinwirkungen erfahren, insbesondere wenn der Detektor und die Strahlungsquelle gemeinsam auf einer Fördervorrichtung bewegt werden sollen. The measurement of the mass per unit area of a film between a radiation source and an ionization chamber is arranged, which acts as a detector serves for the residual radiation incident after passing through the material, is generally influenced by the following factors, the relatively large ones Represent sources of error: a) The measurement object can be in the distance between the radiation source and the detector fluctuate, causing significant errors due to the change in location of the object arise. b) If precision measurements are required, the Holding the material of the radiation source relative to the detector, small changes in distance experience as a result of external vibrations, especially if the detector and the radiation source are to be moved together on a conveyor device.

Änderungen im Abstand zwischen dem Detektor und der Strahlungsquelle können beträchtliche Meßfehler ergeben, weshalb eine Präzisionsbearbeitung und eine starre mechanische Halterung und Zusammensetzung erforderlich ist. c) Die Zusammensetzung des gemessenen Materials kann ebenfalls erhebliche Meßfehler herbeiführen. Changes in the distance between the detector and the radiation source can result in considerable measurement errors, so precision machining and rigid mechanical support and assembly is required. c) The composition of the measured material can also lead to significant measurement errors.

Je nach der Zusammensetzung des Materials kann in größerem oder geringerem Ausmaß die sogenannte elastische Streuung der Strahlen am Atomkern des Materials auftreten. Gewöhnlich ist die restliche Strahlenenergie, die bei den hier betrachteten Meßvorrichtungen gemessen wird, eine Funktion der Ordnungszahl des Atoms, dividiert durch das Atomgewicht des untersuchten Materials. Depending on the composition of the material, it can be larger or smaller Extent of the so-called elastic scattering of the rays at the atomic nucleus of the material appear. Usually the remaining radiation energy is that of those considered here Measuring devices is measured, a Function of the atomic number of the atom, divided by the atomic weight of the material examined.

Beim Auftreten elastischer Streuung kann jedoch die gemessene Restenergie teilweise eher eine Funktion des Quadrates der Ordnungszahl dividiert durch das Atomgewicht sein. Deshalb kann bei gewissen Werkstoffen, z. B. solchen, die Schwefel enthalten, elastische Streuung auftreten, wenn der Werkstoff einer Strahlung, insbesondere einer Betastrahlung, ausgesetzt wird, die unter ungünstigen Umständen so groß sein kann, daß erhebliche Meßfehler auftreten, wenn nur die Reststrahlung durch Absorption in der Elektronenschale berücksichtigt wird. d) Die Halbwertszeit des gewählten Materials für die Strahlungsquelle ist ein ungenügendes Kriterium für die Auswahl geeigneter Betastrahlungsquellen hinsichtlich der Geschwindigkeit des Zerfalls der Quelle und des Einflusses desselben auf eine Amplitudenänderung in der Meßvorrichtung. Es sind zwar bereits Versuche gemacht worden, durch Korrekturmittel die Zerfallsgeschwindigkeit der Strahlungsquelle bei einer Meßanlage der erwähnten Art auszugleichen, aber die Zerfallscharakteristik der Strahlungsquelle ist ein Problem geblieben, das erhebliche Fehler verursachen kann. e) Der Luftspalt zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor kann infolge Temperaturänderungen und Druckänderungen in der Dichte schwanken. If elastic scattering occurs, however, the measured residual energy sometimes more of a function of the square of the atomic number divided by that Be atomic weight. Therefore, with certain materials, e.g. B. those that contain sulfur contain elastic scattering occur when the material of a radiation, in particular beta radiation, which under unfavorable circumstances can be so great can mean that considerable measurement errors occur if only the residual radiation is due to absorption is taken into account in the electron shell. d) The half-life of the chosen Material for the radiation source is an insufficient criterion for the selection suitable beta radiation sources with regard to the rate of decay of the Source and the influence of the same on a change in amplitude in the measuring device. Attempts have already been made to reduce the rate of disintegration by correcting means to compensate the radiation source in a measuring system of the type mentioned, but the Disintegration characteristics of the radiation source has remained a problem that is considerable Can cause errors. e) The air gap between the radiation source and the Detector can vary in density due to temperature changes and pressure changes.

Auch chemische Änderungen können in gewissen Fällen eine Rolle spielen, wenn verunreinigte Luft, Gase oder Flüssigkeiten das Zwischenmedium bilden. Im sogenannten Luftspalt können alle Änderungen dieses Mediums Fehler verursachen. Chemical changes can also play a role in certain cases, when contaminated air, gases or liquids form the intermediate medium. In the so-called Any changes to this medium can cause errors in the air gap.

Hauptziel der Erfindung ist die Überwindung aller erwähnten Nachteile und Fehlerquellen, um die Einflüsse der Bewegung des Werkstückes zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor sowie der Relativbewegung oder Schwingung zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor möglichst klein zu halten oder ganz zu umgehen sowie die unerwünschten Einflüsse der Zusammensetzung des Werkstückes zu überwinden. Hierzu findet im Zusammenhang mit dem bekannten Weitwinkelverfahren eine Vorrichtung zur Strahlungsmessung Verwendung, wonach der Detektor teilweise abgedeckt und mit einem zweiten Detektor verbunden wird, wobei der zweite Detektor unmittelbar auf eine Strahlungsquelle anspricht, jedoch eine verstellbare Strahlungsblende zwischen dem zweiten Detektor und der Strahlungsquelle angebracht ist. The main aim of the invention is to overcome all the disadvantages mentioned and sources of error to the influences of the movement of the workpiece between the radiation source and the detector as well as the relative movement or oscillation between the radiation source and to keep the detector as small as possible or to bypass the undesired ones To overcome influences of the composition of the workpiece. This takes place in context Using the known wide-angle method, a device for measuring radiation, after which the detector is partially covered and connected to a second detector the second detector responds directly to a radiation source, however, an adjustable radiation diaphragm between the second detector and the Radiation source is attached.

Diese Strahlungsblende ist in an sich bekannter Weise mit einer Kompensationsvorrichtung verbunden, welche auf eine Differenz des Ausgangssignals von dem ersten und dem zweiten Detektor anspricht, die durch eine Brückenschaltung od. dgl. erhalten wird.This radiation diaphragm is in a manner known per se with a compensation device connected, which is based on a difference in the output signal from the first and the second detector responds, which od by a bridge circuit. The like. Is obtained.

Hierdurch werden die Einflüsse des Zerfalls der Strahlungsquelle und/oder der Luftspaltänderung ausgeschaltet, und es ergibt sich eine Brückenmessung, die zur unmittelbaren Dickenablesung eines Werkstückes geeignet ist.As a result, the effects of the decay of the radiation source and / or the change in the air gap is switched off, and a bridge measurement results that is suitable for direct reading of the thickness of a workpiece.

Während die Erfindung für die Direktmessung eines beliebigen Werkstückes geeignet ist, kann sie auch dank der erwähnten Strahlungsblende besonders für die stetige Messung einer bewegten Folie oder eines Überzuges auf einer bewegten Folie herangezogen werden. While the invention for the direct measurement of any workpiece is suitable, it can also be particularly suitable for the continuous measurement of a moving film or a coating on a moving film can be used.

Demgemäß betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Messung der Masse je Flächeneinheit bzw. der Dicke eines zwischen einer Strahlungsquelle und einer in einem festen Abstand davon angeordneten Ionisationskammer befindlichen Werkstückes mit Weitwinkelbestrahlung dieser Kammer durch die Strahlungsquelle in der Größenordnung von etwa 600 und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisationskammer in einem mittleren Bereich von der Größenordnung von etwa dem halben Strahlungswinkel teilweise durch einen Totalabsorber abgedeckt ist, um hierdurch Fehler auszuschalten, die von irgendeiner Änderung in der Lage des Werkstückes oder einer Lageänderung der Strahlungsquelle relativ zum Detektor, d. h. der Ionisationskammer, herrühren. Ferner ist eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschaltung des Einflusses der Zusammensetzung des Werkstückes eine Maske vorgesehen ist, z. B. ein Absorber von solcher Dicke, daß er die halbe Strahlungsintensität absorbiert. Er kann als körperliche feste Abdecksubstanz ausgebildet sein, welche die der Strahlung ausgesetzte Fläche der Ionisationskammer völlig be deckt. Der Absorber kann aber auch aus einem unter hohem Druck stehenden Gas bestehen, das innerhalb der Ionisationskammer selbst eine Dichte aufweist, welche die halbe Strahlungsintensität absorbiert. Accordingly, the invention relates to a device for measuring the Mass per unit area or the thickness of a between a radiation source and an ionization chamber arranged at a fixed distance therefrom Workpiece with wide-angle irradiation of this chamber by the radiation source in of the order of about 600 and is characterized in that the ionization chamber in a middle range of the order of about half the radiation angle is partially covered by a total absorber in order to eliminate errors, that of any change in the position of the workpiece or a change in position the radiation source relative to the detector, d. H. the ionization chamber. Furthermore, a further development of the device according to the invention is characterized in that that to eliminate the influence of the composition of the workpiece a mask is provided, e.g. B. an absorber of such a thickness that it has half the radiation intensity absorbed. It can be designed as a physical, solid covering substance, which the exposed area of the ionization chamber is completely covered. Of the However, the absorber can also consist of a gas under high pressure, which has a density within the ionization chamber which is half the radiation intensity absorbed.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung. Hierin zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer verbesserten stetigen Foliendickenmeß einrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht der Verwendung zweier Folienmeßvorrichtungen gemäß der Erfindung bei einer abgeänderten Ausführungsform zur Messung der Veränderungen der überzugsdicke, Fig. 3 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche aus zwei Einheiten einfacher Form besteht, die zur Dickenmessung eines Überzugs dienen, insbesondere wenn der Überzug verhältnismäßig dünn gegen die Dicke der Unterlage ist, Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild der Brückeneinrichtung der Erfindung in Anwendung auf die Vorrichtung gemäß einer der Fig. 1 bis 3, Fig. 5 ein elektrisches Schaltbild des Verfahrens und der Einrichtung zur Ausführung einer stetigen Nachregelung eines Bestandteils der gemessenen Folie, z. B. der Unterlage und des Überzugs, wenn eine Änderung des Überzugs gemessen werden soll, Fig. 6 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer Folienmeßeinrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 7 einen Achsenschnitt der die Strahlungsquelle tragenden Vorrichtung gemäß Fig. 6, Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 7, Fig. 9 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der ein besseres Verfahren zu ihrer Anbringung angewandt ist, Fig. 10 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Fig. 9, Fig. 11 die Vorrichtung nach Fig. 10 in geneigtem Zustand, um eine stetig bewegte geneigte Folie zu messen, Fig. 12 einen Teilschnitt der Aufhängungsvorrichtung für die Einrichtung nach Fig. 9 bis 11, Fig. 13 eine schematische Darstellung des Einflusses der Einführung einer Maske gemäß der Erfindung zur Kompensation einer Veränderung im relativen Abstand zwischen der Strahlungsquelle und ihrem Detektor, Fig. 14 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Maske gemäß der Erfindung, die zur Ausschaltung der elastischen Streueigenschaften der Strahlen dient, Fig. 15 eine Darstellung einer bevorzugten Abblendeinrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher die Abblendvorrichtungen gemäß Fig. 13 und 14 verwendet sind, Fig. 16 eine Abänderung der Fig. 15, bei welcher statt der Abblendvorrichtung nach Fig. 15 ein Gas hoher Dichte eingeführt ist, das statt der mechanischen Vorrichtung nach Fig. 14 eine gleichwertige Abdeckung bewirken soll. Details of the invention emerge from the following description some embodiments on the basis of the drawing. 1 shows a schematic Representation of an improved continuous film thickness measuring device according to the invention, Fig. 2 is a view of the use of two film measuring devices according to the invention in a modified embodiment for measuring the changes in the coating thickness, Fig. 3 shows a representation of a device according to the invention, which consists of two units easier Form exists that are used to measure the thickness of a coating, in particular when the coating is relatively thin compared to the thickness of the base, Fig. 4 an electrical schematic of the bridge device of the invention in use the device according to one of FIGS. 1 to 3, FIG. 5 shows an electrical circuit diagram of the method and the device for carrying out a continuous readjustment of a Part of the measured film, e.g. B. the pad and the cover, if one Change in the coating is to be measured, FIG. 6 shows a section through a preferred one Embodiment of a film measuring device according to the invention, FIG. 7 shows an axial section of the device carrying the radiation source according to FIGS. 6, 8, a section along the line 8-8 in Fig. 7, Fig. 9 is a side view of an inventive Device employing a better method of applying it, Fig. 10 shows an end view of the device according to FIG. 9, FIG. 11 shows the device according to FIG. 10 in an inclined state in order to measure a continuously moving inclined film, FIG. 12 a partial section of the suspension device for the device according to Fig. 9 to 11, FIG. 13 a schematic representation of the influence of the introduction of a mask according to the invention to compensate for a change in the relative distance between the radiation source and its detector, FIG. 14 is a schematic view of a preferred mask according to the invention, which eliminates the elastic scattering properties serves for the rays, FIG. 15 shows a representation of a preferred dimming device according to the invention, in which the masking devices according to FIGS. 13 and 14 are used 16 is a modification of FIG. 15 in which, instead of the dimming device 15, a high density gas is introduced which, instead of the mechanical device according to Fig. 14 is intended to effect an equivalent coverage.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur stetigen Dickenmessung werden zwei die Strahlung nachweisende Vorrichtungen, wie Ionisationskammern, in Brückenschaltung verwendet. Diese sind in Fig. 4 mit Dl und D2 bezeichnet. Die beiden Detektoren sind in den Zweigen 10 und 11 einer Brücke 12 angebracht, deren andere Zweige Widerstände 13 und 14 in Brückenschaltung mit einer Stromquelle 15 aufweisen. In the device according to the invention for continuous thickness measurement two radiation-detecting devices, such as ionization chambers, are shown in Bridge circuit used. These are denoted by D1 and D2 in FIG. 4. The two Detectors are mounted in the branches 10 and 11 of a bridge 12, the other Branches have resistors 13 and 14 in a bridge circuit with a current source 15.

Die andere Diagonale der Brücke ist mit einem Gleichstromverstärker 16 verbunden, der ein Anzeige- oder Registriergerät 17 steuert, welches auf einer Skala 18 eine Ablesung gestattet, die zu beiden Seiten eines Nullpunktes 19 liegt.The other diagonal of the bridge is with a DC amplifier 16 connected, which controls a display or registration device 17, which on a Scale 18 allows a reading which is on either side of a zero point 19.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, können die Detektoren Dl und D2 durch getrennte Strahlungsquellen 20 und 21 beaufschlagt werden, von denen jede relativ zu dem Ort des zugehörigen Detektors fest angebracht ist. Ein durch den festen Luftspalt 23 hindurchgehendes Folienmaterial 22 wird der Strahlung der Quelle 21 ausgesetzt. Die nicht absorbierte Strahlung erregt die Ionisationskammer Dl. Die Strahlungsquellen bestehen vorzugsweise aus einem Betastrahlen emittierenden Werkstoff, wie z. B. Thallium 204, von einer Strahlungsstärke 800 Kilovolt und 20 Millicurie, wobei im Falle der Strahlungsquelle 21 dieselbe z. B. 1 Zoll (2,5 cm) breit und 14 Zoll (35 cm) lang ist. Der Detektor D1 kann als in Ouerrichtung aktivierte Ionisationskammer ausgebildet sein. In an sich bekannter Weise dient ein ferngesteuerter Stellmotor 24 im oberen Teil 25 der Einrichtung 26 zur Bewegung einer Blende 27 mit einer Oeffnung 28 zwischen der Strahlungsquelle 20 und dem Detektor D2 in der Richtung, die durch die Pfeile Y angedeutet ist. Hierdurch kann die Diagonalspannung der Brückenschaltung 12 in Fig. 4 auf eine mittlere Dickenablesung für das Material 22 eingestellt werden, wodurch Abweichungen von dieser Dicke unmittelbar auf der Skala 18 abgelesen werden können. Die Erfindung umfaßt auch eine Abänderung in der Verwendung der Strahlungsquelle 21 im unteren Teil 29 in der in Fig. 2 dargestellten Weise. As can be seen from Fig. 1, the detectors Dl and D2 by separate radiation sources 20 and 21 are applied, each of which is relatively is firmly attached to the location of the associated detector. One through the fixed air gap Sheet material 22 passing through 23 is exposed to the radiation from source 21. The unabsorbed radiation excites the ionization chamber Dl. The radiation sources are preferably made of a beta-emitting material, such as. B. Thallium 204, with a radiation strength of 800 kilovolts and 20 millicuries, with im Case of the radiation source 21 the same z. B. 1 in. (2.5 cm) wide by 14 in. (35 cm) is long. The detector D1 can be activated as in Ouerrichtung Be formed ionization chamber. A remote-controlled one is used in a manner known per se Servomotor 24 in the upper part 25 of the device 26 for moving a diaphragm 27 with an opening 28 between the radiation source 20 and the detector D2 in the Direction indicated by the Y arrows. This can reduce the diagonal tension bridge circuit 12 in Figure 4 to an average thickness reading for the material 22 can be set, whereby deviations from this thickness directly on the Scale 18 can be read. The invention also includes a modification in that Use of the radiation source 21 in the lower part 29 in that shown in FIG Way.

In vielen Fällen kann es erwünscht sein, die Dickenänderung eines Überzuges auf einer Trägerfolie zu messen. Bei der hierzu dienenden in Fig. 2 dargestellten Einrichtung kann eine Folie 30 mit einem Überzug 31 vorgesehen sein, der stetig aufgebracht wird, während die Folie sich an einer bestimmten Stelle vorbeibewegt. Bei der hier dargestellten Meßvorrichtung werden zwei Einrichtungen 32 und 33 verwendet, wobei die Einheit 32 über der Folie 30 an einer Stelle vor der Aufbringung des Überzugs angebracht ist, während die Einheit 33 die Dickenänderung durch den Überzug 31 auf der Folie 30 mißt. Die Detektoren Dl und D2 sind in diesem Falle beide in Querrichtung aktiviert, und beide Einheiten sind ähnlich der Einheit 26 in Fig. 1 aufgebaut, was die Strahlungsquelle 21 und die in jedem Falle hierüber angeordneten Detektoren betrifft. Jedoch enthält die Einheit 32 eine Blende 34, die zwischen der Strahlungsquelle 21 und dem Detektor D2 durch den Stellmotor 35 gemäß den Pfeilen Y bewegt werden kann. Die Blende hat in diesem Falle die Form einer Öffnung in der Platte. In many cases it may be desirable to change the thickness of a Measure the coating on a carrier film. In the case of the one shown in FIG. 2, which is used for this purpose Device can be provided a film 30 with a coating 31, the continuous is applied while the film moves past a certain point. In the measuring device shown here, two devices 32 and 33 are used, the unit 32 over the sheet 30 at a point prior to application of the coating is attached, while the unit 33 the change in thickness through the coating 31 on the slide 30 measures. The detectors D1 and D2 are both in the transverse direction in this case activated, and both units are constructed similarly to unit 26 in FIG. 1, what the radiation source 21 and the detectors arranged above it in each case regards. However, the unit 32 includes an aperture 34 which is between the radiation source 21 and the detector D2 are moved by the servomotor 35 according to the arrows Y. can. In this case, the diaphragm has the shape of an opening in the plate.

Beim Betrieb wird die Blendenplatte 34 so eingestellt, daß sie eine ausreichende Strahlung abdeckt, welche zum Detektor D2 hindurchgeht, um der vorbestimmten Dicke des Überzugs 31 zu entsprechen. Demgemäß gibt die von den beiden Einheiten über eine Brückenschaltung gemäß Fig. 4 und den Gleichstromverstärker 16 festgestellte Meßgröße die Differenz an, welche die Abweichungen von einer bestimmten Überzugsdicke wiedergibt. Infolgedessen können kleine Ende rungen der Überzugs dicke unabhängig von der tatsächlichen Dicke des Überzugs oder der Dicke der Unterlage gemessen werden. Diese Anordnung ist also besonders geeignet für die Feststellung schwerer Überzüge.In operation, the aperture plate 34 is adjusted so that it is a covers sufficient radiation which passes to the detector D2 to the predetermined Thickness of the coating 31 to match. Accordingly, there are those of the two units via a bridge circuit according to FIG. 4 and the direct current amplifier 16 Measured variable indicates the difference between the deviations from a specific coating thickness reproduces. As a result, small ends can mend the coating thickness independently can be measured from the actual thickness of the coating or the thickness of the backing. This arrangement is particularly suitable for the detection of heavy coatings.

Wenn dünne Überzüge gemessen werden sollen, kann eine sehr einfache Einrichtung mit zwei gleichartigen Einheiten 36 und 37 Verwendung finden, die identische Detektoren Dl und D2 und Strahlungsquellen 21 besitzen. Weil die Überzugsdicke klein gegen die Dicke oder Dichte des Trägers 30 ist, kann die Überzugsdicke in dem Bereich der Skala 18 der Fig. 4 gehalten werden. Die Anwendung dieser vereinfachten Anlage auf die gesteuerte Aufbringiung dünner Volumina u. dgl. liegt auf der Hand. Wie vorher sind die beiden Detektoren in einer geeigneten Brückenschaltung ähnlich Fig. 4 gegeneinandergeschaltet, und die resultierende Differenz wird verstärkt und wie vorher abgelesen. If thin coatings are to be measured, a very simple one can be used Device with two similar units 36 and 37 are used that are identical Detectors Dl and D2 and radiation sources 21 have. Because the coating thickness is small versus the thickness or density of the substrate 30, the coating thickness in the range the scale 18 of FIG. 4 are held. The application of this simplified system on the controlled application of thin volumes and the like is obvious. As beforehand, the two detectors are in a suitable bridge circuit similar to Fig. 4 switched against each other, and the resulting difference is amplified and how read beforehand.

Die Empfindlichkeit am Ausgang des Gleichstromverstärkers 16 gemäß Fig. 4 stellt sich selbsttätig ein, wenn dafür gesorgt wird, daß das Gewicht des Überzugs herausfällt, indem die die Aktivierung des zweiten Detektors D2 steuernde Blende entsprechend eingestellt wird. The sensitivity at the output of the DC amplifier 16 according to Fig. 4 sets itself automatically if it is ensured that the weight of the The coating falls out by controlling the activation of the second detector D2 Aperture is adjusted accordingly.

So enthält gemäß Fig. 5 die mit den Detektoren D und D2 wie vorher versehene Brücke 38 eine Strahlungsquelle 39, die in einem festen Abstand vom Detektor D2 angebracht ist. Der Strahlungsanteil, der in der Ausgangsablesung nicht mehr erscheinen soll, wird durch Verstellung einer Blende 40 gesteuert, die z. B. über Kettentriebe 41 und 42 vom Stellmotor 43 verstellt wird. Die Antriebsverbindung 42 betätigt auch ein Potentiometer 44 in einem Brückenzweig einer Brücke 45, in deren Diagonale sich der Motor 43 bebefindet. Die andere Diagonale wird von einer Stromquelle 46 gespeist. Die Brücke weist Widerstandszweige 47 und einen Potentiometerzweig 48 zur Einstellung des zu kompensierenden Gewichts von Hand auf. Das Potentiometer 48 ist über einen Kettentrieb 49 mit einem einsbellbaren Potentiometer 50 zur Empfindlichkeitsregelung verbunden. Durch Verstellung des Empfindlichkeitspotentiometers 48 von Hand wird das Brückengleichgewicht der Brücke 45 gestört, und der Stellmotor 43, der über einen an sich bekannten Kraftverstärker mit der Brücke verbunden sein kann, treibt das Potentiometer 44 so lange an, bis das Brükkengleichgewicht wiederhergestellt ist. Hierbei wird die Blende 40 in eine Stellung verschoben, in welcher das Ausmaß der den Detektor D2 treffenden Strahlung auf eine Menge herabgesetzt wird, welche der Einstellung des Potentiometers 48 von Hand entspricht. Infolge dieser Vorkehrungen kann die Blende an einem verhältnismäßig unzugänglichen Ort angebracht und ferngesteuert werden. Da ferner das Potentiometer 50 die Ausgangsleitungen 51 und 52 des Gleichstromverstärkers 53, welcher die Meßimpulse der Brücke 38 verstärkt, praktisch überbrückt, wird die Empfindlichkeit der Anlage selbsttätig für verschiedene Überzugsgewichte kompensiert. Die Anzeigevorrichtung oder Registriervorrichtung 54 mit der Skala 55 ist mit dem Abgriff 56 des Steuerpotentiometers über einen verhältnismäßig hohen Serienwiderstand 57 und einen veränderlichen Querwiderstand 58 verbunden. Eine Prozentabweichung der Ablesung vom Nullpunkt59 der Skala 55 kann durch das Potentiometer 58 so eingestellt werden, daß z. B. bei 20 0/o Gewichtsabweichung von Null, d. h. dem Abgleichpunkt 59, eine volle Skalenablesung auftritt. Bei einer anderen Einstellung des Widerstandes 58 kann z. B. eine volle Skalenablesung bereits einer Abweichung von 5 O/o entsprechen. Thus, as shown in FIG. 5, the one with the detectors D and D2 as before provided bridge 38 a radiation source 39, which is at a fixed distance from the detector D2 is attached. The proportion of radiation that is no longer in the initial reading should appear, is controlled by adjusting a diaphragm 40, the z. B. over Chain drives 41 and 42 are adjusted by the servomotor 43. The drive connection 42 also operates a potentiometer 44 in one arm of a bridge 45, in the diagonal of which the motor 43 is located. The other diagonal is from one Power source 46 fed. The bridge has resistance branches 47 and a potentiometer branch 48 to set the weight to be compensated manually. The potentiometer 48 is via a chain drive 49 with an adjustable potentiometer 50 for sensitivity control tied together. By adjusting the sensitivity potentiometer 48 by hand the bridge balance of the bridge 45 disturbed, and the servomotor 43, the over a known power amplifier can be connected to the bridge, drives keep potentiometer 44 on until the bridge equilibrium is restored is. Here, the diaphragm 40 is moved into a position in which the extent of the radiation striking the detector D2 is reduced to an amount which corresponds to the setting of the potentiometer 48 by hand. As a result of these precautions the panel can be installed in a relatively inaccessible place and controlled remotely will. Furthermore, since the potentiometer 50, the output lines 51 and 52 of the DC amplifier 53, which amplifies the measuring pulses of the bridge 38, practically bridged, the Sensitivity of the system automatically compensated for different coating weights. The display device or recording device 54 with the scale 55 is with the Tap 56 of the control potentiometer via a relatively high series resistance 57 and a variable transverse resistor 58 connected. A percentage deviation the reading from the zero point 59 of the scale 55 can be adjusted by means of the potentiometer 58 be that z. B. at 20 0 / o weight deviation from zero, d. H. the adjustment point 59, a full scale reading occurs. With a different setting of the resistance 58 can e.g. B. a full scale reading already correspond to a deviation of 5%.

Vorzugsweise wird der Widerstand 58 durch mehrere parallel geschaltete Widerstände ersetzt, die wahlweise durch einen Schalter eingeschaltet werden können und bestimmte Prozentabweichungen oder Überzugsgewichte für den vollen Skalenausschlag aufweisen.The resistor 58 is preferably made up of several connected in parallel Replaced resistors, which can optionally be switched on by a switch and certain percentage deviations or coating weights for the full scale range exhibit.

Die Vorrichtung nach Fig. 5 ist in vereinfachter Form dargestellt worden, um das Prinzip leichter verständlich zu machen; in Wirklichkeit handelt es sich offenbar um eine Empfindlichkeitsänderung, wenn der Nullpunkt 59 der Gewichtseinstellung geändert wird. The device according to FIG. 5 is shown in a simplified form to make the principle easier to understand; acts in reality there is evidently a change in sensitivity when the zero point 59 of the weight setting will be changed.

Sollen die abgelesenen Gewichtsunterschiede gleichbleiben, so muß die Empfindlichkeit erhöht werden, wenn das Gewicht vergrößert wird, wogegen für eine gleichbleibende prozentuale Abweichung der abgelesenen Werte die Empfindlichkeit bei größerem Gewicht verringert werden muß.If the weight differences read off are to remain the same, then must the sensitivity will be increased when the weight is increased, whereas for a constant percentage deviation of the readings increases the sensitivity must be reduced if the weight is greater.

Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in Fig. 6 bis 8 dargestellt. Die Anordnung ist so getroffen, daß eine leichte Wartung möglich ist. Die Vorrichtung ist in zwei parallelen rohrförmigen Gehäusen 60 und 61 angebracht, die in einen Träger 62 eingesetzt und eingeschraubt sind. Das Gehäuse 60 ist an seinem äußeren Ende 63 mit dem Detektorgehäuse versehen. Hier ist eine Öffnung 64 vorgesehen, durch welche die Strahlung durch die Löcher 65 in der Wand 66 der Außenelektrode hindurchtreten kann, um die innere Elektrode 67 der Ionisationskammer 68 zu bestrahlen. Die Innenelektrode und die Wand der Außenelektrode der Kammer werden durch Endarmaturen 69 und 70 getragen, die Isolationen 71 und 72 besitzen. Die Stirnwände 69 und 70 sind im wesentlichen scheibenförmig und können im Rohrgehäuse 60 verschoben werden. Die Lage der Ionisationskammer wird durch Anschläge oder durch die Kappe 73 bestimmt, welche eine Lippe 74 aufweist, gegen welche sich das äußere Ende des rohrförmigen Gehäuses 60 legen kann. Die elektrischen Verbindungen mit der Ionisationskammer, die in diesem Falle den Detektor D1 darstellt geschehen durch den Kontakt 75 der Elektrodenklemmen mit den Federkontakten 76, die mit elektrischen Zuleitungen verbunden sind, welche durch Rohre 77 zu einer nicht dargestellten Brückenschaltung führen, die sich in einem Verstärker79 befindet. Dieser ist auf einem Chassis 80 aufgebaut, das vom hinteren Ende 81 in das Gehäuse 60 eingeschoben werden kann. Details of a preferred embodiment of the invention are shown in Figs. The arrangement is such that easy maintenance is possible. The device is in two parallel tubular housings 60 and 61 attached, which are inserted into a carrier 62 and screwed. The case 60 is at its outer end 63 with the Detector housing provided. An opening 64 is provided here through which the radiation passes through the holes 65 in the wall 66 of the outer electrode can pass through to the inner electrode 67 of the ionization chamber 68 to irradiate. The inner electrode and the wall of the outer electrode of the chamber are supported by end fittings 69 and 70, the isolations 71 and 72 own. The end walls 69 and 70 are substantially disk-shaped and can be moved in the tubular housing 60. The position of the ionization chamber is determined by stops or determined by the cap 73, which has a lip 74 against which the outer end of the tubular housing 60 can lay. The electrical connections with the ionization chamber, which in this case represents the detector D1 through the contact 75 of the electrode terminals with the spring contacts 76, which are connected to electrical Leads are connected, which through pipes 77 to a bridge circuit, not shown which is located in an amplifier79. This is on a chassis 80 constructed, which can be pushed into the housing 60 from the rear end 81.

Das Chassis 80 ist an einem Ende fest an der Hinterkappe 82 befestigt und am anderen Ende starr mit einer Scheibe 83 verbunden, die im rohrförmigen Gehäuse verschiebbar ist und mittels der Rohre 77 mit weiteren Scheiben 84, 85 und 86 verbunden ist, so daß der gesamte Aufbau von der hinteren Kappe 81 bis zur vordersten Scheibe 86 zusammen herausgezogen werden kann. Er trägt eine zweite Ionisationskammer 87, d. h. den Detektor D2. The chassis 80 is fixedly attached to the heel cap 82 at one end and at the other end rigidly connected to a disk 83, which is in the tubular housing is displaceable and connected to further disks 84, 85 and 86 by means of the tubes 77 is so that the entire structure from the rear cap 81 to the foremost disc 86 can be pulled out together. It carries a second ionization chamber 87, d. H. the detector D2.

Die früher erwähnten Teile bestehen aus dem Stellmotor 88, der über ein Getriebe 89 das Potentiometer 90 antreibt, und aus der Schneckenwelle 91, die eine Muffe 92 treibt, welche die Blende 93 zwecks Verstellung zwischen der Kompensationskammer 97 und der zugehörigen Strahlungsquelle 93 a trägt. Letztere ist auf der festen Platte 94 angebracht, die mit den Rohren 77 fest verbunden ist. The parts mentioned earlier consist of the servomotor 88, the over a gear 89 drives the potentiometer 90, and from the worm shaft 91, the a sleeve 92 drives which the diaphragm 93 for the purpose of adjustment between the compensation chamber 97 and the associated radiation source 93 a carries. The latter is on the firm Plate 94 attached, which is firmly connected to the tubes 77.

Die Blendenöffnung 95 hat geringeren Durchmesser als eine Abdeckung96 an der Stirnwand97 der Ionisationskammer 87. Die Anode 98 der Kammer befindet sich hinter der Abdeckung 96, wodurch eine Anordnung der Blendenöffnung 95 in unmittelbarer Nähe der Abdeckung 96 praktisch den Strahlungsdurchgang in die Kammer 87 durch die Öffnungen 99 verhindert. The aperture 95 has a smaller diameter than a cover96 on the end wall 97 of the ionization chamber 87. The anode 98 of the chamber is located behind the cover 96, creating an arrangement of the aperture 95 in the immediate Near the cover 96 practically the passage of radiation into the chamber 87 through the Openings 99 prevented.

Die elektrischen Anschlüsse geschehen durch isolierte Adern, die in den Verbindungsrohren 77 geführt sind und an einer Klemmenplatte 100 austreten, welche der Anordnung 79 benachbart ist. Ein Kabel 101 führt durch die hintere Kappe 82 in die Verstärkeranordnung 79 und führt die nötigen elektrischen Anschlüsse von den Anzeigevorrichtungen, den Verstellvorrichtungen und der Stromquelle ein.The electrical connections are made using insulated wires that are inserted into the connecting pipes 77 are guided and exit at a terminal plate 100, which is adjacent to the arrangement 79. A cable 101 runs through the rear cap 82 into the amplifier arrangement 79 and makes the necessary electrical connections the display devices, the adjustment devices and the power source.

Der abnehmbare Endteil des Gehäuses 61 besitzt eine Öffnung 102, über die sich ein dünnes Blech 103 aus rostfreiem Stahl erstreckt. Eine im wesentlichen zylindrische Abschirmung 104 mit einer Blendenöffnung 105 ist im einzelnen in Fig. 7 dargestellt, wo sie in geschlossenem Zustand gezeigt ist. Sie wird von Endstücken 106 und 107 auf Lagern 108 und 109 getragen. Das Lager 108 trägt den Achsenteil 110 des Endstückes 106. Die Achse 110 ist mittels einer Keilverzahnung 111 od. dgl. mit der Steuerwelle 112 verbunden, die von einem Betätigungsknopf 113 auf der Außenseite der Deckplatte 114 der hinteren Öffnung des abnehmbaren Gehäuses betätigt wird. Das Lager 108 wird in einem Halteglied 115 gehalten. The detachable end portion of the housing 61 has an opening 102, Over which a thin sheet 103 of stainless steel extends. One essentially cylindrical shield 104 with an aperture 105 is shown in detail in Fig. 7, where it is shown in the closed state. It is made up of end pieces 106 and 107 carried on bearings 108 and 109. The bearing 108 carries the axle part 110 of the end piece 106. The axis 110 is by means of a spline 111 or the like. connected to the control shaft 112 by an operating button 113 on the outside the cover plate 114 of the rear opening of the detachable housing is actuated. The bearing 108 is held in a holding member 115.

Das äußere Ende der zylindrischen Blende 104 auf dem Lager 109 ist um den Achsstummel 116 drehbar, der einen Teil der Endkappe 117 bildet. Diese ist in das Gehäuse 61 eingesetzt und wird hierin durch einen Federring 118 in einer Umfangsnut 119 gehalten. The outer end of the cylindrical screen 104 on the camp 109 is rotatable about the stub axle 116, which forms part of the end cap 117. This is inserted into the housing 61 and is here by a spring ring 118 in a Circumferential groove 119 held.

Ein fester Strahlungsquellenträger 120 ist mit der Achse 116 durch Schrauben 122 an einem Ende verbunden, während das andere Ende über das Zwischenstück 123 in einem Lager 124 angebracht ist, das sich im Endteil 106 der Blende befindet. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, besitzt der Träger 120 eine Ausnehmung 125, die ein Schiffchen 126 aufnehmen kann, welches eine Folie der Strahlungssubstanz 127 trägt, die durch einen Schutzüberzug 128 geschützt ist. Der Träger 120 hat eine Öffnungi29, die ebenfalls durch einen Schutzüberzug 130 bedeckt ist, der vom Schiffchen 126 gewissen Abstand hat.A solid radiation source support 120 has the axis 116 through it Screws 122 connected at one end, while the other end via the intermediate piece 123 is mounted in a bearing 124 which is located in the end portion 106 of the panel. As can be seen from FIG. 8, the carrier 120 has a recess 125 which is a shuttle 126 can accommodate, which carries a film of the radiation substance 127 that passes through a protective cover 128 is protected. The carrier 120 has an opening i29 which is also is covered by a protective coating 130, the distance from the shuttle 126 a certain distance Has.

Im Gebrauch wird die Strahlungsquelle 127 mit ihrem Gehäuse und den in Fig. 7 gezeigten Teilen mit dem Gehäuse 61 verbunden, indem der Träger 115 in die Fassung 131 eingeführt wird, welche das Ende des Gehäuses 61 bildet, bis das Gehäuse gegen das Gehäuse 61 stößt und die Achse 110 sich in der Keilverzahnung 111 der Steuerwelle 112 festgesetzt hat. In use, the radiation source 127 with its housing and the parts shown in Fig. 7 are connected to the housing 61 by the carrier 115 in the socket 131, which forms the end of the housing 61, is inserted until the The housing abuts against the housing 61 and the axis 110 engages in the spline 111 of the control shaft 112 has fixed.

Die Anordnung nach Fig. 7 gestattet eine Entfernung des Strahlungsquellenträgers durch Abnahme der Endkappe 117, die mit sich den Blendenzylinder 104 und den Träger 120 mit dem Zwischenstück 123 zieht, welches vorzugsweise mit Schraubenverbindung daran angebracht ist. Hierauf wird das Zwischenstück 123 abgenommen, und das Schiffchen 126 kann herausgenommen werden. The arrangement of FIG. 7 allows the radiation source carrier to be removed by removing the end cap 117, which with it the diaphragm cylinder 104 and the carrier 120 pulls with the intermediate piece 123, which is preferably screwed together attached to it. The intermediate piece 123 is then removed, and the shuttle 126 can be removed.

Die konstruktive Ausbildung einer Strahlungsmeßanordnung gemäß Fig. 6 bis 8 besteht also aus rohrförmigen Gehäusen, die von beiden Enden zugänglich sind und die darin befindlichen Anordnungen miteinander verbinden, wenn sie zwecks Verwendung im Betrieb eingesetzt sind. Durch diesen vereinfachten Aufbau ergibt sich eine bessere Halterung der Anordnung. The structural design of a radiation measuring arrangement according to FIG. 6 to 8 therefore consists of tubular housings that are accessible from both ends are and connect the arrangements therein, if they are to Are used in operation. This simplified structure results better support of the arrangement.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 bis 12 ist eine Strahlungsmeßeinrichtung gemäß der Erfindung mit einem Detektorkopf 133, einem Strahlungsquellenrohr 134 und einem Träger 135 mittels einer Schelle 136 mit Klemmplatten 137, die durch Schrauben 138 zusammengehalten werden, aufgehängt. Der Kopf und die Strahlungsquelle können gemäß Fig. 10 senkrecht oder gemäß Fig. 11 relativ zu einer Folie 139 schräg aufgehängt werden. Bei Anordnung in einem Winkel wird der Schwerpunkt des Gerätes dadurch ausgeglichen, daß die Lage des Gehänges 140 mit den Gewindemuffenl40a, welche auf Schrauben 141 laufen, relativ zur Schelle 136 verstellt wird, wie aus Fig. 12 hervorgeht. Von den Enden des Gehänges 140 verlaufen Arme 142, an denen Rollen 143 befestigt sind> die in einer Schiene 144 laufen, die ihrerseits mit entsprechenden Winkel eisen 145 an einem nicht dargestellten Träger befestigt ist. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Wunsch längs einer Folie 139 verschoben werden, während sie zu jeder Zeit zwecks Wartung oder Prüfung oder zwecks Zugang zu der Folie 139 und ihren Haltemitteln weggezogen werden kann. Ferner gestattet nach dem Zurückziehen die Einrichtung gemäß Fig. 6 bis 8 den Ersatz einer der Untergruppen in raschem Wechsel, wodurch die von der Einrichtung bewirkte Prozeflüberwachung praktisch ununterbrochen weitergehen kann. In the embodiment according to FIGS. 9 to 12 there is a radiation measuring device according to the invention with a detector head 133, a radiation source tube 134 and a bracket 135 by means of a clamp 136 with clamping plates 137, which are fastened by screws 138 are held together, hung up. The head and the radiation source can 10 vertically according to FIG. 10 or at an angle according to FIG. 11 relative to a film 139 will. When placed at an angle, the center of gravity of the device is balanced out by that the position of the hanger 140 with the threaded socketsl40a, which on screws 141 run, is adjusted relative to the clamp 136, as can be seen from FIG. from the ends of the hanger 140 extend arms 142 to which rollers 143 are attached which run in a rail 144, which in turn iron with appropriate angles 145 is attached to a carrier, not shown. As a result, the inventive Device can be displaced along a slide 139 as desired while being closed at any time for the purpose of maintenance or testing or for the purpose of access to the film 139 and its Holding means can be pulled away. Furthermore, after withdrawal, the Device according to Fig. 6 to 8 the replacement of one of the subgroups in rapid alternation, whereby the process monitoring effected by the facility is practically uninterrupted can go on.

Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung ist nicht für die Messung von Überzugsdicken allein geeignet, sondern kann auch für die unmittelbare Messung der Masse pro Flächeneinheit eines beliebigen Stoffes dienen. Hierzu kann der Schalter 51 au der normalerweise den Kontakt 51 b berührt, welcher zum Potentiometer 50 führt, von Hand auf den Kontakt 51 c umgeschaltet werden, wodurch der Gleichstrommotor 43a erregt wird und die Blendenplatte 40 verstellt, die über die Kettenverbindungen 41 und 42a mit ihm verbunden ist. Die Blendenplatte trägt einen Zeiger 40a, der die feste Skala 40 b bestreicht. Hierdurch zeigt die Skala 40 b die Bewegung der Blendenplatte 40 an, welche den Anteil der Strahlungsenergie der von der Quelle 39 ausgesandten Strahlen 39a steuert, die auf den Detektor D2 fallen. Hierdurch wird eine rückkopplmlgsgesteuerte Meßvorrichtung geschaffen, mittels der die Ausgangsspannung der Brücke 38 bewirkt. daß die Blende 40 sich in eine Stellung begibt, in welcher die Ausgangsspannung bis auf Null, d. h. auf Abgleich, gebracht wird. Wenn sich also kein Material unter dem Detektor D1 befindet, wird die Blende 40 zum Abgleich in eine Stellung gebracht, die ganz rechts in Fig. 5 in der Skala liegt. Wenn verschiedene Materialien durch den Detektor D1 geprüft werden, bewegt sich die Blendenplatte 40 so weit nach links, daß der Abgleich gesichert ist, und zeigt ein entsprechendes Meßergebnis im Vergleich zu der Luftdichte an, das unmittelbar die Masse je Flächeneinheit des betreffenden geprüften Materials angibt. The arrangement shown in Fig. 5 is not for the measurement of Coating thicknesses are suitable on their own, but can also be used for direct measurement of the Serve mass per unit area of any substance. The switch 51 usually touches contact 51 b, which is to the potentiometer 50 leads, to be switched manually to the contact 51c, whereby the DC motor 43a is excited and the diaphragm plate 40 adjusted, which via the chain links 41 and 42a is associated with it. The diaphragm plate carries a pointer 40a, the the fixed scale 40 b coated. As a result, the scale 40 b shows the movement of the Aperture plate 40, which the proportion of the radiant energy from the source 39 emitted beams 39a, which are incident on the detector D2. Through this a feedback-controlled measuring device is created by means of which the output voltage the bridge 38 causes. that the panel 40 moves into a position in which the output voltage down to zero, d. H. is brought to balance. If so there is no material under the detector D1, the diaphragm 40 is used for adjustment brought into a position which is on the far right in Fig. 5 in the scale. If different Materials are checked by the detector D1, the shutter plate moves 40 so far to the left that the adjustment is secured, and shows a corresponding one Measurement result in comparison to the air density, which directly indicates the mass per unit area of the relevant tested material.

Die vom Zerfall der Strahlungsquelle herrührenden Fehler und die Luftspaltschwankungen werden durch die beschriebene Rückkopplungsanordnung kompensiert, da die Blende 40 in Fig. 5 sich selbsttätig so weit bewegt, daß Änderungen des Luftspalts ausgeglichen werden. Die Differenzmessung der Detektoren Dt und D2 in der Brücke schaltet den Einfluß des Zerfalls der Strahlungsquelle aus, der andernfalls eine Nullpunktwanderung in der Anzeigevorrichtung 54 verursachen oder die Empfindlichkeit beeinflussen würde. The errors resulting from the decay of the radiation source and the Air gap fluctuations are compensated by the described feedback arrangement, since the diaphragm 40 in Fig. 5 moves automatically so far that changes in the air gap be balanced. The difference measurement of the detectors Dt and D2 in the bridge switches off the influence of the decay of the radiation source, the otherwise one Cause zero point migration in the display device 54 or the sensitivity would affect.

Die Ausschaltung der übrigen erwähnten Fehler wird gemäß der Erfindung in der in Fig. 13 bis 16 gezeigten Weise erreicht. The elimination of the other mentioned errors is carried out according to the invention achieved in the manner shown in Figs. 13-16.

Gemäß Fig. 13 ist ein Detektor 146 um einen Abstand d von der Betastrahlungsquelle 147 entfernt. Die Breite x der Betastrahlen aussendenden Fläche 148 der Quelle 147 ist vorzugsweise von der Größenordnung von etwa einem Zwanzig,stel des effektiven Durchmessers D des Detektors 146. Die Trennung der Strahlungsquelle und der Ionisationskammer durch die Strecke d ist so gewählt, daß der Winkel A des Detektors für Strahlungen von der Quelle 147 mindestens etwa 600 beträgt. Hierdurch wird die Linie 149, in welcher sich das zu prüfende Material zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor befindet, unkritisch in dem Ausmaß, daß der Ort des Materials in der Größenordnung von einem Zehntel des Abstandes zwischen dem Detektor und der Quelle schwanken kann, ohne daß Änderungen der Meßergebnisse mit merklicher Bedeutung auftreten, abgesehen von außerordentlich genauen Präzisionsmessungen. Auf alle Fälle werden Fehler, die aus Ortsveränderungen des zu prüfenden Stoffes entstehen, für praktisch alle Zwecke wirksam vermieden. In extremen Fällen dieser Art müssen besondere geometrische Bedingungen eingehalten werden. 13, a detector 146 is at a distance d from the beta radiation source 147 removed. The width x of the beta-emitting area 148 of the source 147 is preferably on the order of about one twentieth of the effective Diameter D of the detector 146. The separation of the radiation source and the ionization chamber through the distance d is chosen so that the angle A of the detector for radiation from source 147 is at least about 600. This causes the line 149, in which is the material to be tested between the radiation source and the detector located, uncritical to the extent that the location of the material is of the order of magnitude can vary by a tenth of the distance between the detector and the source, apart from any changes in the measurement results with noticeable significance of extremely accurate precision measurements. In any case, errors will be the arise from changes in the location of the substance to be tested, for practically all purposes effectively avoided. In extreme cases of this type, special geometric conditions are required be respected.

Schwingungswirkungen können leichte änderungen in der Strecke d ergeben, die erhebliche Fehler verursachen können. Erfindungsgemäß ist eine Blende 150 in der Mitte der der Strahlung ausgesetzten Fläche 151 des Detektors 146 vorgesehen, die etwa 40 0/o dieser Fläche bedeckt, wenn die Fläche zylindrischer Natur ist, wie es beim dargestellten Detektor 146 der Fall ist. Bei diesen geometrischen Verhältnissen erstreckt sich also die abgedeckte Fläche über einen Winkel B des halben Emissionswinkels A der Strahlungsquelle 147, d. h., wenn der letztere etwa 600 hat, so hat der erstere etwa 300. Der Emissionswinkel A der Quelle 147 wird durch bekannte Abblende- oder Richteinrichtungen auf einen Wert von mehr als etwa 600 begrenzt. Dieser Winkel bleibt fest, so daß eine Änderung im Abstand d bewirkt, daß eine größere Fläche der Ionisationskammer 146 bestrichen wird. Vibration effects can result in slight changes in the distance d, which can cause significant errors. According to the invention, a diaphragm 150 in the center of the exposed surface 151 of the detector 146, which covers about 40% of this area if the area is cylindrical in nature, as is the case with the illustrated detector 146. With these geometrical relationships So the covered area extends over one Angle B of half the emission angle A of radiation source 147, i.e. i.e., if the latter has about 600, the former has about 300. The emission angle A of the source 147 is determined by known stop or Straightening devices limited to a value greater than about 600. That angle remains fixed, so a change in distance d causes a larger area the ionization chamber 146 is painted.

Wenn andrerseits der Abstand d z. B. durch eine Schwingung verringert wird, vermindert sich auch die bestrahlte Fläche der Kammer 146. Der Totalabsorber 150 blendet deshalb einen verhältnismäßig größeren Teil der Kammerl46 bei größeren Strahlungintensitäten aus, wenn der Abstand d geringer ist, während er einen verhältnismäßig geringeren Anteil der bestrahlten Fläche der Kammer 146 abblendet, wenn der Abstand d größer und die vom Detektor aufgenommene Strahlungsintensität geringer ist. Hierdurch ergibt sich eine etwa konstante Aktivierung der Kammer bei Änderungen des Abstandes d durch Schwingungen oder andere Einflüsse. Die Abhängigkeit der Strahlungsenergie vom Kehrwert des Abstandsquadrates zwischen Quelle und Detektor wird hierdurch praktisch ausgeschaltet. On the other hand, if the distance d z. B. reduced by vibration is, the irradiated area of the chamber 146 is also reduced. The total absorber 150 therefore blinds a relatively larger part of the chamber 146 with larger ones Radiation intensities from when the distance d is smaller, while it is a relatively dims a smaller proportion of the irradiated area of the chamber 146 when the distance d is greater and the radiation intensity recorded by the detector is lower. Through this there is an approximately constant activation of the chamber when the distance changes d by vibrations or other influences. The dependence of the radiant energy the reciprocal of the square of the distance between the source and the detector becomes practical switched off.

Es wird oft angenommen, daß die von einem Stoff, der einer Betastrahlung ausgesetzt ist, absorbierte Strahlungsenergie eine Funktion der Ordnungszahl des Atoms dividiert durch das Atomgewicht des untersuchten Materials ist. In gewissen Fällen kann jedoch ein Strahl den Atomkern treffen, wodurch eine Ablenkung des Strahls erzeugt wird, derart, daß die absorbierte Energie eher eine Funktion des Quadrats der Ordnungszahl dividiert durch das Atomgewicht ist. Demgemäß kann die durch die Elektronenschale bewirkte Absorption in einem Atom wesentlich in der Größe von der sogenannten Kernabsorption abweichen. It is often assumed that that of a substance is that of beta radiation radiant energy absorbed is a function of the atomic number of the Atom divided by the atomic weight of the material being examined. In certain In some cases, however, a beam can hit the atomic nucleus, causing a deflection of the beam is generated in such a way that the absorbed energy is more of a function of the square is the atomic number divided by the atomic weight. Accordingly, the Electron shell caused absorption in an atom of substantially the same size as the so-called core absorption.

Hierdurch können verschiedene Atome mit ähnlicher Ordnungszahl und ähnlichem Atomgewicht eine erheblich verschiedene effektive Absorption der Betastrahlungsemission zeigen. Es wurde gefunden, daß eine wesentliche Verringerung des Emissionswinkels A, z. B. durch Anbringung mehrerer Blenden hintereinander, diesen Effekt so verstärkt, daß die Anzeige der Meßvorrichtung im wesentlichen auf eine Funktion des Quadrats der Ordnungszahl geteilt durch das Atomgewicht beschränkt wird. Im Gegensatz hierzu wird vorzugsweise erfindungsgemäß ein verhältnismäßig breiter Emissionswinkel von 600 oder mehr angewandt, der den Einfluß von Fehlern infolge verschiedener Zusammensetzung von Stoffen mit ähnsicher Ordnungszahl und ähnlichem Atomgewicht verringert. So gibt z. B. Schwefel in Gummi Anlaß zu fehlerhaften Ablesungen der Masse je Flächeneinheit, wenn nicht der Einfluß der erheblichen Ablenkung der Betastrahlen durch den Kern des Schwefelatoms als Funktion des Quadrates der Ordnungszahl geteilt durch das Atomgewicht in Betracht gezogen wird. Es gibt kein einfaches Kompensationsverfahren hierfür, ohne daß man das Ausmaß des Effektes für alle die verschiedenen vorkommenden Materialien kennt. Für zahlreiche bekannte und häufig vorkommende Stoffe ist keine solche Information derart verfügbar, daß eine einfache Kompensation bei Messungen der betrachteten Art vorgenommen werden könnte. Erfindungsgemäß wird dies dadurch berücksichtigt, daß die von dem untersuchten Stoff her kommenden Betastrahlen innerhalb der Ionisationskammer gebremst werden, um die Empfindlichkeit des Systems auf die Masse je Flächeneinheit des untersuchten Materials zu verstärken, derart, daß die gewöhnliche Funktion der Ordnungszahl dividiert durch das Atomgewicht in der vorgenommenen Messung weitgehend vorherrscht Dies wird gemäß Fig. 14 dadurch erreicht, daß ein Absorber 152 von solcher Dicke vorgesehen wird, daß er die Strahlungsintensität auf die Hälfte herabsetzt. This allows different atoms with a similar atomic number and With a similar atomic weight, a significantly different effective absorption of the beta radiation emission demonstrate. It has been found that there is a substantial reduction in the angle of emission A, e.g. B. by attaching several panels one behind the other, this effect is so enhanced, that the display of the measuring device is essentially a function of the square the atomic number divided by the atomic weight. In contrast to this is preferably according to the invention a relatively wide emission angle of 600 or more applied, the influence of errors due to different composition of substances with a similarly reliable atomic number and a similar atomic weight. So gives z. B. Sulfur in rubber gives rise to incorrect readings of the mass per unit area, if not the influence of the substantial deflection of the beta rays by the nucleus of the sulfur atom as a function of the square of the atomic number divided by the Atomic weight is taken into account. There is no simple compensation process for this, without having to determine the extent of the effect for all the various occurring Knows materials. There is none for numerous known and frequently occurring substances such information is available in such a way that a simple compensation in measurements of the type under consideration could be made. According to the invention, this is thereby achieved takes into account that the beta rays coming from the substance under investigation are within the ionization chamber can be slowed down to reduce the sensitivity of the system to the To amplify mass per unit area of the examined material, such that the ordinary function of the atomic number divided by the atomic weight This is largely predominant in the measurement carried out, as shown in FIG. 14 achieves that an absorber 152 is provided of such a thickness that it reduces the radiation intensity reduced to half.

Dieser Absorber kann die ganze bestrahlte Fläche 151 der Kammer 146 bedecken. Der Absorber kann aus Blei od. dgl. hergestellt sein.This absorber can cover the entire irradiated area 151 of the chamber 146 cover. The absorber can be made of lead or the like.

Eine vollständige Korrektur aller Fehler, die durch die Anordnung des untersuchten Materials, durch Änderungen im Abstand zwischen der Strahlungsquelle und der Ionisationskammer- und durch Schwankungen in der Zusammensetzung des untersuchten Materials hervorgerufen werden, kann erzielt werden, indem die bisher besprochenen Maßnahmen gemäß Fig. 15 gemeinsam angewandt werden. Hier ist der Detektor 146 mit einer Maske 152, welche die gesamte bestrahlte Fläche überdeckt, und einer Maske 150 versehen, die zur Ausschaltung der Trennfehler dient. Bei Einhaltung der oben beschriebenen Winkel A und B und der sonstigen angegebenen Abmessungen lassen sich die gewünschten Resultate erzielen. An Stelle der die halbe Strahlungsintensität absorbierenden Blende 152 kann erfindungsgemäß ein Gas hoher Dichte im Detektor 146 angewandt werden, das in Fig. 16 durch Schraffierung 153 angedeutet ist. Ein Druckgas in der Ionisationskammer stellt praktisch einen Absorber dar, der die Betastrahlen bremst und sie hierdurch praktisch auf das Innere des Detektors beschränkt, wenn sie dort eingefallen sind, wodurch die gewünschte lineare Funktion der Ordnungszahl dividiert durch das Atomgewicht als Maß der Absorption der Betastrahlen durch das untersuchte Material erzielt wird. A complete correction of all errors caused by the arrangement of the material under investigation, due to changes in the distance between the radiation source and the ionization chamber and due to fluctuations in the composition of the examined Materials evoked can be obtained by using the previously discussed Measures according to FIG. 15 are applied together. Here the detector 146 is with a mask 152, which covers the entire irradiated area, and a mask 150 provided, which serves to eliminate the separation errors. When adhering to the above described angles A and B and the other specified dimensions can be achieve the desired results. Instead of half the radiation intensity According to the invention, absorbent diaphragm 152 can contain a high density gas in the detector 146 can be applied, which is indicated in FIG. 16 by hatching 153. A Pressurized gas in the ionization chamber is practically an absorber that absorbs the beta rays brakes and thereby practically confines them to the inside of the detector, if they have fallen in there, creating the desired linear function of the atomic number divided by the atomic weight as a measure of the absorption of the beta rays by the examined material is achieved.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Verhältnis der Ordnungszahl geteilt durch das Atomgewicht als reine Funktion der Absorption der Betastrahlenenergie durch das betreffende Material angesehen werden kann.It should be noted that the ratio is divided by the atomic number by the atomic weight as a pure function of the absorption of the beta radiation energy can be viewed through the material in question.

Die Energie, welche die Ionisationskammer aktiviert, ist also die gesamte Emissionsenergie der Strahlungsquelle, vermindert um die durch das untersuchte Material absorbierte Energie, und ist demgemäß ebenfalls eine Funktion des angegebenen Verhältnisses.So the energy that activates the ionization chamber is the total emission energy of the radiation source, reduced by that of the examined Material absorbed energy, and is accordingly also a function of the stated Relationship.

PATENTANSPR2CHE: 1. Einrichtung zur Messung der Masse je Flächeneinheit eines Werkstoffes, der sich zwischen einer Betastrahlungsquelle und einer Ionisationskammer befindet, wobei die Strahlungsquelle einen weiten Strahlungswinkel besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindliche Fläche der Ionisationskammer teilweise durch einen Totalabsorber (150) abgedeckt ist, derart, daß Abstandsänderungen zwischen der Ionisationskammer und der Strahlungsquelle ohne Einfluß auf das Meßergebnis bleiben. PATENT CLAIMS: 1. Device for measuring the mass per unit area a material located between a beta radiation source and an ionization chamber is located, wherein the radiation source a wide Radiation angle owns, thereby characterized in that the radiation-sensitive surface of the ionization chamber is partially is covered by a total absorber (150), such that changes in distance between the ionization chamber and the radiation source have no influence on the measurement result stay.

Claims

2. Device according to claim 1, characterized in that an absorber (152, 153) is attached to or in the ionization chamber, which has about half the radiation intensity absorbed.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the emission angle (A) of the radiation source is at least about 600.

4. Device according to claim 2, characterized in that the absorber is designed as a fixed cover (152) which covers the radiation-sensitive surface the ionization chamber completely covered.

5. Device according to claim 2, characterized in that the absorber consists of a pressurized gas (153) in the ionization chamber.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that apart from the ionization chamber located opposite the examined material (D1) a second ionization chamber (D2) is present, which is at a fixed distance from a further radiation source (20> 21) is located, and that between this Irradiation source and the second ionization chamber a sliding screen (27, 34, 40) is provided, which can be adjusted until the excitation of the both ionization chambers is the same size, and that one device (17, 40a) is provided, which is the displacement of the diaphragm as a function of the mass per unit area of the material.

7. Device according to claim6, characterized in that the two Ionization chambers (Dt, D2) form two branches of a bridge circuit, their diagonal current either serves directly to display the measurement result or a balancing device actuated.

Documents considered: German Patent No. 961 493; U.S. Patent Nos. 2,675,483, 2,586,303.