DE1094987B - Vorrichtung zum Messen der Staerke eines UEberzuges auf einem Grundmaterial - Google Patents
Vorrichtung zum Messen der Staerke eines UEberzuges auf einem GrundmaterialInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges auf einem
Grundmaterial, vorzugsweise auf einem sich bewegenden Band, mit einer den Überzug durch eine Blendenöffnung
bestrahlenden Röntgenröhre und einem unter einem Winkel auf den Überzug gerichteten Strahlungszähler, welcher die durch die Röntgenstrahlen hervorgerufene
Fluoreszenzstrahlung des Überzuges mißt.
Es sind mit Röntgenstrahlungen arbeitende Vorrichtungen zum Messen der Stärke eines Überzuges auf
einem Grundmaterial bekannt, bei welchen eine Röntgenstrahlung auf einem Überzug gerichtet und die von
dem Überzug ausgehende Fluoreszenzstrahlung mit einem im Winkel zu dem Überzug angeordneten
Strahlungszähler gemessen wird. Bei derartigen Meßvorrichtungen ist jedoch die von dem Zähler erfaßte
Teilfläche des angestrahlten Bereiches des Überzuges stark abhängig von der Lage des Überzuges in bezug
auf die Röntgenröhre, da die Intensität von Röntgenstrahlen bekanntlich in einem angestrahlten Bereich
nicht gleichmäßig ist, sondern sich von der Mitte des Bereiches aus in radialer Richtung vermindert. Ändert
sich nun die Lage des Überzuges in bezug auf die Röntgenröhre, so erfaßt das Zählgerät eine andere
Teilfläche des angestrahlten Bereiches, wodurch sich die durchschnittliche Strahlungsintensität verändert.
Derartige Meßanordnungen sind insbesondere dann ungenau, wenn sich die Lage des Überzuges in bezug
auf die Röntgenröhre ändern kann, was beispielsweise durch ungenaue Lagerung eines mit einem Überzug
versehenen Gegenstandes erfolgen kann oder insbesondere dann der Fall ist, wenn der Überzug eines
sich bewegenden Bandes gemessen werden soll.
Es ist auch eine mit Strahlen arbeitende Meßvorrichtung bekannt, bei welcher die Strahlenquelle auf
einer Seite des zu messenden Gegenstandes und das Strahlenmeßgerät auf der anderen Seite angeordnet
sind. Bei dieser Meßanordnung sind zwischen Strahler und Prüfling sowie Prüfling und Meßgerät Abschirmungen,
d. h. Blenden, angeordnet, die so gestaltet sind, daß die Messung unabhängig von der Lage des
Prüflings wird. Diese Einrichtung ist jedoch nur zur Messung der Dicke eines homogenen Materials und
nicht zur Bestimmung der Dicke eines auf einem Grundmaterial angeordneten Überzuges geeignet.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang der Fluoreszenzstrahlung zum Strahlenzähler
eine Schlitzblende angeordnet ist, welche nur die Fluoreszenzstrahlung einer Teilfläche des von der
Röntgenröhre angestrahlten Bereiches des Überzuges zum Strahlungszähler gelangen läßt, die sich bei normaler
Lage des Bandes im Mittelteil des angestrahlten Bereiches befindet, und daß die den angestrahlten Bereich
des Überzuges bestimmende Blendenöffnung eine
Vorrichtung zum Messen
der Stärke eines Überzuges
auf einem Grundmaterial
Anmelder:
United States Steel Corporation,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. E. Maler, Patentanwalt,
München 22, Widenmayeistr. 4
München 22, Widenmayeistr. 4
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. August 1957
V. St. v. Amerika vom 14. August 1957
George Edward Pellissier jun., Murraysville, Pa.,
Bartholomew George Reisdorf
und Everett Eugene Wicker, Pittsburgh, Pa. (V. St. Α.), sind als Erfinder genannt worden
derartige Form aufweist, daß die vom Strahlungszähler durch die Schlitzblende erfaßte Teilfläche des
angestrahlten Bereiches bei Abweichung des Bandes aus seiner normalen Lage größer wird, so daß die
Durchschnittsintensität der Strahlung der vom Strahlungszähler erfaßten Überzugsfläche bei gleichbleibender
Stärke des Überzuges unabhängig von der Lage des Bandes konstant bleibt. Vorzugsweise ist ein
mikrometisch in den Weg der die Schlitzblende durchsetzenden Fluoreszenzstrahlung einschiebbarer, die
Strahlen absorbierender Stift vorgesehen. Die im Strahlengang der Röntgenröhre liegende Blendenöffnung
kann zwei parallele, in Richtung der Längsachse der Schlitzblendenöffnung verlaufende Begrenzungskanten
besitzen, und es kann ihre Abmessung in dieser Richtung von der Mitte aus zu den parallelen
Kanten abnehmen. Außer dem Strahlungszähler kann auch ein weiterer die von einer unveränderlichen
Fläche ausgehende Fluoreszenzstrahlung messender Strahlungszähler vorgesehen sein, wobei beide Zähler
durch eine Kompensationseinrichtung miteinander verbunden sind, so daß Änderungen der von der Röntgenröhre
ausgehenden Strahlungsintensität ohne Einfluß auf die Messung sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Messung der Stärke eines Überzuges auf einem
Grundmaterial, vorzugsweise auf einem sich bewegen-
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den Band, wobei die Messung unabhängig von der Lage des Gegenstandes in bezug auf die Röntgenröhre
ist.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht des Röntgenmeßgerätes gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Ansicht nach der Linie II-II der Fig. 1
und
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung.
In Fig. 1 und 2 bezeichnet 2 eine Röntgenröhre mit einer Wolfram-Antikathode 4.
Die Röhre 2 kann mittels einer Kühlrippe 6 gekühlt werden, falls dies erforderlich erscheint. In den
meisten Fällen ist die Kühlrippe 6 jedoch nicht erforderlich. Eine Zwischenwand 8 ist unterhalb der
Röhre 2 angeordnet und weist eine öffnung 10 auf. Die Zwischenwand 8 kann aus beliebigem, für Röntgenstrahlen
im wesentlichen undurchlässigem Material bestehen. Sie besteht jedoch vorzugweise aus demselben
Material wie das zu messende Band S. Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Messen des
Zinnüberzuges auf einem sich bewegenden Stahlband. Ein Intensitätsmeßgerät 12 ist oberhalb der Bahn des
Bandes S in einem bestimmten Winkel zu diesem angeordnet. Für normale Stärken des Zinnüberzuges,
wie sie allgemein durch galvanische Verzinnung erzielt werden, beträgt dieser Winkel vorzugsweise etwa
16°. Das Intensitätsmeßgerät kann ein Geigerzähler sein, vorzugsweise jedoch ein Szintillationszähler. Ein
Blech 14 aus Stahl oder anderem die Röntgenstrahlen absorbierendem Material ist zwischen dem Intensitätsmeßgerät 12 und dem Band unterhalb der Röntgenröhre
2 vorgesehen. Ein Schlitz 16 ist im Blech 14 vorgesehen, um den Durchtritt von Röntgenstrahlen
zum Intensitätsmeßgerät 12 zu ermöglichen. Ein Rahmen 18 trägt das Blech 14 und ferner ein Tiefenmikrometer
20 mit einem Stift 22, welcher in die Bahn der Röntgenstrahlen zum Intensitätsmeßgerät ragt.
Das Mikrometer 20 besitzt die übliche Einteilung 24, welche die Strecke angibt, um welche der Stift 22 in
die Bahn der Röntgenstrahlen hineinragt. Ein zweites Intensitätsmeßgerät 26 ähnlich dem Intensitätsmeßgerät
12 ist auf einem Schirm 28 angebracht, welcher eine Verlängerung der Wand 8 sein kann. Wie aus
der Zeichnung hervorgeht, ist dieses Intensitätsmeßgerät 26 in einem Winkel von 45° zum Band S angeordnet.
Die Abschirmung 30 kann um die öffnung 32 des Intensitätsmeßgerätes 26 angeordnet sein, um die
von ihm zu einer bestimmten Zeit festgestellte Strahlungsmenge einstellen zu können. Beim Messen des
Überzuges auf einem feststehenden Probestück ist die öffnung 10 so ausgebildet, daß sie die gewünschte
bestrahlte Fläche auf dem Probestück ergibt. Jedoch bei der Bestimmung der Uberzugsdicke auf einem
sich bewegenden Band ist die öffnung 10 wichtig, um eine ständige Ablesung ungeachtet der normalen Bewegung
des Bandes 5" in vertikaler Richtung zu ermöglichen.
Die Form der öffnung 10 muß derart sein, daß das Produkt der von dem Intensitätsmeßgerät 12
erfaßten Teilfläche des angestrahlten Bereiches des Blechbandes S mit der für diese Fläche maßgeblichen
Durchschnittsintensität der erregenden Röntgenstrahlung im wesentlichen konstant ist. Die einfachste Form
der öffnung für diesen Zweck ist in Fig. 2 dargestellt. Die öffnung 10 besitzt zwei parallele Begrenzungskanten 34 und 36. Senkrecht dazu, also senkrecht zur
Richtung des zum Intensitätsmeßgerät verlaufenden Strahles ist die öffnung 10 in der Mitte schmaler als
an den Enden. In dem Ausführungsbeispiel ist die Begrenzungskante 38 gerade, während die Begrenzungskante
40 V-förmig ist. Die Länge der öffnung 10 senkrecht zur Achse des Intensitätsmeßgerätes 12
ist unmittelbar unterhalb der Antikathode 4 am kleinsten und nimmt nach außen in beiden Richtungen
zu. Die Form der öffnung 10 kann sich verändern, etwa durch Angleichen der Kante 38 an die Kante 40,
solange dieses Verhältnis beibehalten wird. Die Intensitätsmeßgeräte
12 und 26 werden von der Stromquelle 42 gespeist. Die vom Intensitätsmeßgerät 12 abgegebene
Leistung wird einer Einrichtung 44 zugeführt, welche aus einem Verstärker, einem Frequenzmesser
und drei Binärzahlstufen in Serienschaltung besteht.
Hier handelt es sich um eine handelsübliche Vorrichtung. Eine gleichartige Vorrichtung 46 ist mit dem
Intensitätsmeßgerät 26 verbunden. Die Ausgangsleistung der Vorrichtung 44 wird über einen Binärzähler
48 zu einem Dekadenzählwerk 50 und zu einem
ao Frequenzmeßgerät 52 geleitet. Die Ausgangsleistung der Vorrichtung 46 wird über ein gleichartiges Binärzählwerk
54 und Dekadenzählwerk 56 einem entsprechenden Frequenzmesser 58 zugeführt. Die von den
Meßgeräten 52 und 58 abgegebenen Leistungen werden einem Verhältnismeßgerät 60 zugeführt. Auch
andere Mittel können verwendet werden, um das Verhältnis zwischen den Ausgangsleistungen der Intensitätsmeßgeräte
12 und 26 zu bestimmen.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn das Band S unterhalb der Röntgenröhre 2 hindurchwandert,
gelangen die Röntgenstrahlen aus der Röhre 2 durch die öffnung 10 zum Band 51 und durch den
Zinnüberzug zum Stahluntergrund. Die Fluoreszenzstrahlung aus dem Stahluntergrund durchdringt den
Zinnüberzug, wobei ein Teil durch den Schlitz 16 zum Intensitätsmeßgerät 12 gelangt. Gleichzeitig trifft ein
Teil der Röntgenstrahlen die Wand 8, und die fluoreszierende Strahlung hieraus gelangt aufwärts durch
den Schlitz 32 zum Intensitätsmeßgerät 26. Die abgegebenen Leistungen der Intensitätsmeßgeräte 12 und
26 werden dem Verhältnismeßgerät 60 zugeführt und das Verhältnis abgelesen. Das festgestellte Verhältnis
enthält eine logarithmische Beziehung zur Dicke des Zinnüberzuges auf dem Untergrund. Durch Verwendung
einer zweckmäßig geteilten, nicht linearen Skala, kann die Ablesung direkt in Einheiten der Überzugsdicke
oder des Gewichtes erfolgen. Das Intensitätsmeßgerät 26 dient zur Normung des Meßgerätes, so
daß die Ablesung bei konstanten Überzugsstärken ungeachtet der Schwankungen in der Leistungsaufnahme
der Röntgenröhre konstant bleibt. Es kann jedoch auch hierauf verzichtet werden und zur Bestimmung
der Überzugsdicke nur die Ausgangsleistung des Strahlungszählers 12 gemessen werden.
Beliebige Mittel können verwendet werden, um das Verhältnis zwischen der Ausgangsleistung der Intensitätsmeßgeräte
12 und 26 zu bestimmen, z. B. kann ein Zähler an jedes der Intensitätsmeßgeräte 12 und
26 angeschaltet werden, so daß, wenn der erste Zähler in Gang gesetzt wird, auch der zweite Zähler betätigt
wird, und wenn der erste Zähler einen bestimmten Zählwert erreicht hat, beide Zähler stillgesetzt werden.
Dies geht aus Fig. 3 hervor, wo das Intensitätsmeßgerät 12 an einen Zähler 62 und das Intensitätsmeßgerät
26 an einen Zähler 64 geschaltet ist, während die Zähler 62 und 64 mittels eines Kabels 66 unter
sich elektrisch verbunden sind.
Zur Eichung des Meßinstrumentes, um bei einem Überzug bestimmter Dicke täglich dieselbe Verhältniszahl
zu erhalten, kann das Tiefenmikrometer 20 mit
1 Ü94 9ÖY
dem Stift 22 bewegt werden und damit die vom Intensitätsmeßgerät
12 wahrgenommene Strahlungsmenge verändert werden. Diese Einstellung ist erforderlich,
da die Röntgenröhre durch den Gebrauch altert und nicht mehr dieselbe Strahlungsmenge bei
bestimmter Stromzufuhr ergibt. Wird festgestellt, daß die Zahl zu hoch ist, dann wird der Stift 22 weiter in
den Strahl eingeführt, und bei zu niedriger Zahl wird er zurückgezogen.
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Messen der Stärke eines Überzuges auf einem Grundmaterial, vorzugsweise
auf einem sich bewegenden Band, mit einer den Überzug durch eine Blendenöffnung bestrahlenden
Röntgenröhre und einem unter einem Winkel auf den Überzug gerichteten Strahlungszähler, welcher
die durch die Röntgenstrahlen hervorgerufene Fluoreszenzbestrahlung des Überzuges mißt,
dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang der Fluoreszenzstrahlung zum Strahlenzähler (12) eine
Schlitzblende (14,16) angeordnet ist, welche nur die Fluoreszenzstrahlung einer Teilfläche des von
der Röntgenröhre (2) angestrahlten Bereiches des Überzuges zum Strahlungszähler (12) gelangen
läßt, die sich bei normaler Lage des Bandes (S) im Mittelteil des angestrahlten Bereiches befindet,
und daß die den angestrahlten Bereich des Überzuges bestimmende Blendenöffnung (10) eine derartige
Form aufweist, daß die vom Strahlenzähler (12) durch die Schlitzblende (14, 16) erfaßte Teilfläche
des angestrahlten Bereiches bei Abweichung
des Bandes (S) aus seiner Normallage größer wird, so daß die Durchschnittsintensität der Strahlung
der vom Strahlungszähler (12) erfaßten Überzugsfläche bei gleichbleibender Stärke des
Überzuges unabhängig von der Lage des Bandes konstant bleibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mikrometrisch in den Weg
der die Schlitzblende (14, 16) durchsetzenden Fluoreszenzstrahlung einschiebbarer, die Strahlen
absorbierender Stift (22) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Strahlengang der Röntgenröhre
(2) liegende Blendenöffnung (10) zwei parallele, in Richtung der Längsachse der Schlitzblendenöffnung
(14) verlaufende Begrenzungskanten (34, 36) besitzt und daß ihre Abmessung in dieser Richtung von der Mitte aus zu den
parallelen Kanten zunimmt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Strahlungszähler (12)
ein weiterer die von einer unveränderlichen Fläche ausgehende Fluoreszenzstrahlung messender Strahlungszähler
(26) vorgesehen ist und daß beide Zähler durch eine Kompensationseinrichtung miteinander
verbunden sind, so daß Änderungen der von der Röntgenröhre (2) ausgehenden Strahlungsintensität
ohne Einfluß auf die Messung sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 578 722, 2 763 784,
675 483.
USA.-Patentschriften Nr. 2 578 722, 2 763 784,
675 483.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US872464XA | 1957-08-14 | 1957-08-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1094987B true DE1094987B (de) | 1960-12-15 |
Family
ID=22203996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEU5451A Pending DE1094987B (de) | 1957-08-14 | 1958-07-07 | Vorrichtung zum Messen der Staerke eines UEberzuges auf einem Grundmaterial |
Country Status (3)
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DE (1) | DE1094987B (de) |
GB (1) | GB872464A (de) |
Cited By (2)
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- BE BE569634D patent/BE569634A/xx unknown
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