DE1984780U

DE1984780U - Dickenmessgeraet nach dem rueckstreuprinzip.

Info

Publication number: DE1984780U
Application number: DEF26181U
Authority: DE
Original assignee: Frieseke and Hoepfner GmbH
Current assignee: Frieseke and Hoepfner GmbH
Priority date: 1964-06-11
Filing date: 1964-06-11
Publication date: 1968-05-02

Description

Dickenmeßgerät nach dem Rückstreuprinzip

Die Neuerung "bezieht sioh auf ein Meßgerät- zur Messung der Dioke einer Auftragsschicht oder einer freitragenden "bandförmigen Schicht nach dem Rückstreuprinzip. Bei diesem wird dem Meßgut gegenüber ein radioaktiver Strahler angeordnet und die vom Meßgut rückgestreuten oder reflektierten Elementarteilchen als Meßgröße verwendet,,

Es ist "bekannt5 als radioaktiven Strahler einen Beta-Strahler zu verwenden« Mit diesem ausgerüstete Meßeinrichtungen ha"ben zumeist eine Ionisationskammer als Strahlungsdetektor, die um den ihr gegenüber abgeschirmten Strahler angeordnet ist oder umgekehrt. Unter Verwendung von Beta-Strahlern lassen sich demgemäß relativ einfache und leichte Meßköpfe aufbauen und durch die Verwendung der Ionisationskammer als Detektor lassen sich hohe Meßgenauigkeiten erzielen« Ein wesentlicher lachteil des Beta-Strahler~Verfahrens· ist, daß infolge der Eigenschaften dieses Strahlentyps nur beschränkte Dickenmeßbereiche erfaßbar sind.

Es ist zur Vermeidung dieses Nachteils bekannt, als Strahlenquelle Gamma-Strahler zu verwenden und den Fluoreszenzanteil der rückgestreuten Strahlung zur Messung heranzuziehen. Diese Methode hat aber den lachteil₉ daß sie eine hohe Gamma-Aktivität benötigt, um am Detektor eine für hinreichende Präzision der Messung genügende Strahlungsintensität zu erzeugen. Demgemäß sind sowohl zwischen der Strahlenquelle und dem Detektor, die zusammen mit dem Meßgut einen Winkel von rund 90 bilden, als auch zu Strahlenschutzzwecken um beide herum, sehr aufwendige und schwere Abschirmungen erforderlich. Strahlenquelle und Detektor sind hierbei jeweils in einem

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Kollimator angeordnet, leisen dem lachteil des Abschirmungsaufwandes sind die Meßgenauigkeiten derartiger Einrichtungen gegenüber den mit Beta-Strahlern möglichen Genauigkeiten deswegen geringer 9 weil hier aus Räumlichkeits- und Empfindlichkeitsgründen mit Szintillations-Detektoren gearbeitet wird, die - wie bekannt - für hohe Meßgenauigkeiten weniger geeignet sindo Außerdem muß hier dem Detektor ein Impulshöhenanalysator oder eine entsprechend wirkende Einrichtung nachgeschaltet werden, die nur den der Fluoreszenzstrahlung entsprechenden Energiebereich hindurchläßt«

TJm wenigstens die Abschirmung zwischen Strahlenquelle und Strahlungsempfänger bei Verwendung eines Gamma-Strahlers einzusparen, ist es bekannt, die gestreute Compton-Strahlung als Meßgröße heranzuziehen und von der primären Gamma-Strahlung empfangsseitig zu trennen« Hierfür sind aber wieder Diskriminatoren, Szintillationsspektrometer oder derglo erforderlich, die ihrerseits wieder einen Mehraufwand bedingen« Außerdem muß der Meßkopf nach außen hin genauso gut abgeschirmt sein, wie bei der vorher beschriebenen Anordnung«

Die vorliegende Feuerung setzt sich die Aufgabe, ein Dickenmeßgerät anzugeben, das die geschilderten Sachteile nicht aufweist, sondern die vorteilhaften Eigenschaften der drei bekannten Meß methoden in sich verkörpert, ohne dabei deren lachteile mit in Kauf nehmen zu müssen«

Um dies zu erreichen, ist das neue Dickenmeßgerät nach dem Rückstreuprinzip unter Verwendung eines Gammastrahlers als Strahlenquelle, wobei die vom Meßgut reflektierten Gompton-Quanten als Meßgröße dienen, neuerungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnungsebene einer an sich bekannten glockenförmigen Ionisationskammer ein Gammastrahler mit weniger als 100 KeV Energie, vorzugsweise Ämericium, dem Meßgut

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zugewendet angeordnet ist₅ daß dieser Strahler gegenüber dem Meßvolumen der Ionisationskammer durch eine an sich für Betastrahler ausgebildete und dimensionierte Abschirmung aus 1-2 mm Schwermetall abgeschirmt ist und daß an die Ionisationskammer vorzugsweise ein Schwingkondensatorverstärker an sich bekannter Art angeschlossen ist.

Durch die Verwendung von Americium oder eines ähnlichen Strahlers kann demgemäß ein Meßkopf verwendet werden., wie er bei üblichen Beta-Dickenmeßanlagen verwendet wirdo Es wird aber diesen gegenüber eine Vergrößerung des Dickenmeßbereiches um eine Größenordnung erreicht« Demzufolge können sonst gleiche Meßeinrichtungen allein durch Wahl des zu verwendenden Strahlers auf unterschiedliche Meßbereiche eingestellt werden=

Durch die Verwendung von Americium oder einen ähnlichen Gamma-Strahler können auch die für manche Objektstärken erforderlichen Beta-Durchstrahlungs-Dickenmeßgeräte mit kurzlebigem und somit unwirtschaftlichem Strahlermaterial ersetzt werden durch die einfachen Rückstreu-Dickenmeßgeräte nach der Neuerung» Die lange Halbwertszeit von Americium ermöglicht hierbei einen zeitlich praktisch unbegrenzten Einsatz ohne Strahlerwechsel_o

Gegenüber den bekannten Gamma-Strahlen-Dickenmeßgeräten ist_s abgesehen von der erheblichen Einsparung an Meßkopfabschirmung, der Vorteil gegeben, eine Ionisationskammer als Detektor verwenden zu können« Deren Einsatz ermöglicht aber eine wesentlich höhere Meßgenauigkeit.

Weiterhin ist bei der Wahl von Americium oder einem ähnlichen Strahler gegenüber der bekannten}.auf.Compton-Quanten ansprechenden Gamma-Strahlert-Dickenmeßanlage die dort erforderliche Diskriminatorstufe o.a. nach dem Detektor oder" ein Filter vor diesem entbehrlich« Denn

die Verhältnisse sind "bei der neuerungsgemäßen Einrichtung SO₉ daß zwar die ausgelösten Gompton-Quanten sehr gut die Sammelelektrode der Ionisationskammer erreichen, die ausgelösten Fotoelektronen jedoch schon im Meßgut selbst und spätestens auf dem Wege zur Sammelelektrode absorbiert werden»

Ein weiterer Vorteil der neuerungsgemäßen Dickenmeßeinrichtung ist in der Anwendung als Auftragsdickenmeßgerät darin zu sehen, daß hier bereits Unterschiede in der Dichte der beiden Stoffe ausreichen, während bei der Beta-Eückstreuungsmessung Unterschiede in ihrer Ordnungszahl erforderlich sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Heuerung wird nachstehend an Hand der etwas schematisierten Zeichnung erläutert«

Gegenüber dem hier bandförmigen Meßgut 1 ist der Meßkopf mit dem Gehäuse 2 angeordnet» Dieses ist mit einer Folie 3 an seiner dem Meßgut zugewendeten Seite abgeschlossen» Unmittelbar oder im geringen Abstand hinter der Eintrittsfolie 3 ist ein weicher G-amma-Strahler in nicht näher dargestellter Weise befestigt« Zum Zählvolumen 5 mit der Sammelelektrode 6 ist der Strahler 4 durch die Abschirmung 7 abgeschirmt« Der aus den Teilen 39 4 und 7 bestehende Teil des Meßkopfes ist über die Verschraubung 8 vom Gehäuse 2 lösbar» Demgemäß kann durch einfaches Auswechseln dieser Teile auf einfache Ytfeise eine Meßbereichsänderung vorgenommen werden, wie oben bereits angedeutet.

Die Folgeglieder des Meßkopfes sind an sich bekannter Art und bestehen im wesentlichen aus dem Arbeitswiderstand 9? der über die Hochspannungsquelle 10 mit dem Gehäuse 2 und der bei 11 isoliert ins Gehäuse 2 eingesetzten Sammelelektrode β verbunden ist ο Von dem Spannungsabfall am Arbeitswiderstand 9 wird ein Verstärker 12 angesteuert, an dem ein Meßinstrument 13 angeschlossen ist« Wie an

sich "bereits bekannt, wird man den Verstärker 12 als ΐ/echselspannungsverstärker vorzugsweise mit einem eingangsseitigen Schwingkondensator I4 und einem ausgangsseitigen G-leiohrichterglied 15 ausbilden^ muß dies aber nicht unbedingt tun, wenn nur geringere Anforderungen an die Meßgenauigkeit gestellt werden.

Die Arbeitsweise läßt sich leicht erkennen» Die vom Strahler 4 emittierten niederenergetischen Gammastrahlen 16 dringen in das bandförmige Meßgut 1 ein und lösen dort in bekannter physikalischer Weise Compton-Quanten und Potoelektronen aus. Ein Teil der Gompton-Quanten I7 ist zur Ionisationskammer zu gerichtet, dringt in diese ein und bringt sie zum Ansprecheno Die lOtoelektronen hingegen werden vermöge ihrer geringen Energie teils bereits im Meßgut 1 selbst absorbiert, teils werden sie im Zwischenraum zwischen diesem und der Folie 3s spätestens in dieser selbst absorbiert«

Claims

P.A. 133 3 24*-Ο.Β8

chutzanspruch

Dickenmeßgerät nach dem Bückstreuprinzip_s unter Verwendung eines Gammastrahlers als Strahlenquelle., wobei die vom Meßgut reflektierten Compton-Quanten als Meßgröße dienen₉ dadurch gekennzeichnet _s daß in der Öffnungsebene (j) einer an sich bekannten glockenförmigen Ionisationskammer (2) ein Gammastrahler (4) mit-weniger als 100 KeY Energie, vorzugsweise Americium₉ dem Meßgut (1) zugewendet angeordnet ist, daß dieser Strahler gegenüber dem Meßvolumen der Ionisationskammer durch eine an sich für Beta-Strahler ausgebildete und dimensionierte Abschirmung (7) aus 1 - 2 mm Schwermetall abgeschirmt ist und daß an die Ionisationskammer vorzugsweise ein Schwingkondensatorverstärker (12₉ I4) an sich bekannter Art angeschlossen ist»