DE2224058A1 - Vorrichtung zur gleichzeitigen kontinuierlichen messung der dicke und breite von baendern mit hilfe von radioaktiver strahlung - Google Patents

Vorrichtung zur gleichzeitigen kontinuierlichen messung der dicke und breite von baendern mit hilfe von radioaktiver strahlung

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DE2224058A1
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Rolf Dr Plesch
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/16Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the material being a moving sheet or film

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Description

  • Vorrichtung zur gleichzeitigen kontinuierlichen Messung der Dicke und Breite von Bändern mit Hilfe von radioaktiver Strahlung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur gleichzeitigen kontinuierlichen Messung der Dicke und Breite von Bändern mit Hilfe von radioaktiver Strahlung mit einer in Strahlungsrichtung aufeinanderfolgenden Anordnung von Strahler, Band, Blende und Detektor.
  • In der deutschen Offenlegungsschrift 1 920 70& ist eine Vorrichtung zur Drahtdickenmessung mit Hilfe eines radioaktiven Strahlers beschrieben, die als wesentliches Merkmal eine Strahlenblende besitzt, deren Öffnung größer als die Drahtdicke ist. Die vom Strahler ausgehende radioaktive Strahlung wird zum Teil im Draht absorbiert. Zu einem anderen Teil wirft der Draht einen geometrischen Schatten auf den Detektor. Die nicht im Draht absorbierte Reststrahlung und die im Detektor von außerhalb des geometrischen Schattens einfallende Strahlung erzeugen im Detektor ein Summensignal, das ein Maß für die Drahtdicke bildet.
  • Für die kontinuierliche Messung von durchlaufenden Bändern ist die bekannte Vorrichtung nicht geeignet, da sie keine Möglichkeit bietet, im Meßsignal zwischen Änderungen der Dicke und der Breite eines Bandes zu unterscheiden. Dieser Mangel wird bei einer eingangs beschriebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung durch die Kombination folgender Merkmale beseitigt: a) Verwendung zweier Strahler derart unterschiedlicher Strahlungsenergie, daß die eine Strahlung im unter-~suchen Band restlos und die andere Strahlung teilweise absorbiert wird; b) zwei den Strahlern unterschiedlicher Strahlungsenergie zugeordnete Blenden unterschiedlicher Spaltbreite, von denen die Blende für die energieärmere Strahlung einen Spalt derartiger Breite aufweist, daß die am Band vorbeigehende Strahlung, und die Blende für die energiereichere Strahlung einen Spalt derartiger Breite aufweist, daß ausschließlich das Band durchdringende Strahlung in den Detektor gelangt; c) einen energieabhängigen Detektor; d) einen dem Detektor nachgeschalteten zweikanaligen Impulshöhendiskriminator.
  • Am Ausgang des Impulshöbendiskriminators liefert das der energieärmeren Strahlung entsprechende Signal ein Maß für die Breite und das der energiereicheren Strahlung entsprechende Signal ein Maß für die Dicke des zu messenden Bandes.
  • Zweckmäßig sind die beiden Strahler sowie die beiden Blenden in einem Meßkopf in Bandrichtung nebeneinander angeordnet.
  • Die Erfindung wird anhand von vier Figuren, die ein Ausführungsbeispiel darstellen, näher verdeutlicht.
  • Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung die wesentlichen Bestandteile eines Meßkopfes.
  • Figur 2 stellt eine Teilansicht des Meßkopfes in Strahlungarichtung gesehen dar.
  • Figur 3 ist ein Schnitt durch die Figur 2.
  • Figur 4 zeigt einen anderen Schnitt durch die Figur 2.
  • In Figur f sind zwei Strahler 1 und 2 zu erkennen. Die von ihnen ausgehende Strahlung ist auf ein Band 3 gerichtet.
  • Die Strahlung der beiden Strahler 1 und 2, die das Band entweder durchdrungen oder umgangen hat, fällt auf eine Blende 4 mit zwei Spalten verschiedener Breite. Nach der Blende liegt in Strahlungsrichtung ein Detektor, der aus einem Szintillatorkristall 5 und einem damit verbundenen Fotomultiplier 6 besteht.
  • In Figur 2 ist eine Ansicht des Meßkopfes nach Figur 1 dargestellt, welche die Anordnung vom Szintillatorkristall 5 aus in Richtung der Strahler 1 und 2 gesehen zeigt. Das Band 5 läuft dabei an zwei Spalten der Längen A bzw. A' in der Blende 4 vorbei, die unterschiedliche Spaltbreiten B bzw. B' aufweisen. Der schmale Spalt ist dabei dem Strahler 1 zugeordnet, der eine energiereichere Strahlung abgibt, deren Energie ausreicht, das Band 3 zu durchdringen. Der weitere Spalt ist dem Strahler 2 zugeordnet, der eine energieärmere Strahlung abgibt, deren auf das Band fallender Anteil im Band vollkommen absorbiert wird. Der breitere Spalt ist jedoch im Gegensatz zum schmäleren Spalt breiter als das zu messende Band, sodaß durch ihn der das Band umgehende Anteil der vom Strahler 2 ausgehenden Strahlung in den Detektor gelangt.
  • Die Figur 3 stellt einen Schnitt inRichtung E-F durch die Figur 2 dar. Es ist ZU erkennen, daß in den Szintillatorkristall infolge des schmalen Spaltes mit der Breite B' in der Blende 4 nur Strahlung gelangen kann, die das Band 3 durchdrungen hat.
  • In Figur 4 ist ein Schnitt durch die Figur 2 in Richtung O-D dargestellt. Infolge des breiten Spaltes mit der Breite B in der Blende 4 gelangt auf die Eintrittsfläche des Szintillatorkristalls 5 auch Strahlung, die vom energieärmeren Strahler 2 ausgehend das Band 5 umgangen hat. Die Energie der Strahlung des Strahlers 2 ist so abgestimmt, daß sie das Band 9 nicht durchdringen kann, so daß praktisch nur der vom Band nicht abgeschattete Teil der vom Strahler 2 ausgehenden Strahlung in den Detektor fällt.
  • Als Strahler kämen z. B. Präparate der Elemente Am 241 und Pu 238 in Betracht. Bei der Messung mißt der für die Strahlungen beider Quellen gemeinsame Detektor 5 die Intensität der durch die Blenden fallenden Strahlung. Für die von den beiden Strahlern erzeugten Intensitäten im gemeinsamen Detektor hinter der Blende gilt dann: I2 = 102 (A B - q A b) (2) Dabei bedeuten Ior und I02 die pro cm2 Blendenöffnung ohne Band erzeugten Intensitäten, /u den Massenschwäohungskoeffizienten des Bandes für die Strahlung 1, f die Dichte des Bandes, d die Dicke des Bandes, b die Breite des Bandes und q einen Projektionsfaktor, der die Bandbreite in die Blendenöffnung projiziert.
  • Bezeichnet man mit -und Io2' die durch die beiden Blendenöffnungen in Abwesenheit des Bandes hindurchtretenden Intensitäten, so ergibt sich: Dabei wird Signal I1 nur von der Banddicke und Signal I2 nur von der Bandbreite beeinflußt.
  • Es wird nur ein einziger energieabhängiger Detektor verwendet. Die beiden Signale entsprechen Energien, die sich stark unterscheiden, so daß sie für die elektronische Weiterverarbeitung in zwei Diskriminatorkanäle eingeleitet werden können.
  • Signal I1 kann am Ausgang der Elektronik dazu benutzt werden' die Dicke des Bandes durch Steuerung von Walzen motoren zu regeln. Dabei tritt zwangsläufig auch eine Änderung der Breite b ein, die über Signal I2 gemeldet und dazu verwendet werden kann, den Materialzufluß vor den letzten Walzen so zu steuern, daß die Bandbreite b ebenfalls konstant bleibt.
  • Die beiden Signale können z. B. auch dazu verwendet werden, den Materialdurchfluß, repräsentiert durch das Produkt b . d, zu messen und zu registrieren.
  • Aus Gleichung (3) folgt: d = 1 ln I01' (5) µ# I1 und aus Gleichung (4): b = B . I02' - I2' (6) q I02' daraus: = k (I02' - I2) ln I01'/I1 (7) Das Signal M enthält neben Konstanten nur gemessene Größen, die nach Vorschrift der Gleichung (7) in einer einfachen Rechenschaltung verarbeitet werden können.
  • Die Intensitäten Iol' und Io2' werden ohne Band gemessen und in der Elektronik gespeichert. Sie-stellen Apparatekonstanten dar. Die übrigen Konstanten erfaßt man am zweckmäßigsten durch Eichung der Anlage mit einem Standardband, so daß nur Abweichungen vom Sollwert der Banddicke und Bandbreite zur Regelung verwendet werden.
  • Vor und hinter dem Meßkopf ist das Band zweckmäßig durch hart gefederte Walzen zu führen, da sonst Kippungen Fehlmessungen ergeben können. Geringe Verschiebungen in der Bandebene sind ohne Einfluß auf das Meßergebnis, solange nicht die Ränder des Bandes in unmittelbare Nähe der Begrenzungen des Strahlenganges geraten.
  • 3 Patentansprüche 4 Figuren

Claims (3)

  1. Patentansprüche C 1.)Vorrichtung zur gleichzeitigen kontinuierichen Messung der Dicke und Breite von Bändern mit Hilfe von radioaktiver Strahlung mit einer in Strahlungsrichtung aufeinanderfolgenden Anordnung von Strahler, Band, Blende und Detektor, gekennzeichnet durch die Kombination folgender tterKmale: a) Verwendung zweier Strahler derart unterschiedlicher Strahlungsenergie, daß die eine Strahlung im untersuchten Band restlos und die andere Strahlung teilweise absorbiert wird; b) zwei den Strahlern unterschiedlicher Strahlungsenergie zugeordnete Blenden unterschiedlicher Spaltbreite, von denen die Blende für die energieärmere Strahlung einen Spalt derartiger Breite aufweist, daß am Band vorbeigehende Strahlung, und die Blende für die energiereichere Strahlung einen Spalt derartiger Breite aufweist, daß ausschließlich das Band durchdringende Strahlung in den Detektor gelangt; c) einen energieabhängigen Detektor; d) einen dem Detektor nachgeschalteten zweikanaligen Impulshöhendiskriminator.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Strahler sowie die beiden Blenden in einem Meßkopf in Bandrichtung nebeneinander.angeordnet sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor und hinter dem Detektor das Band durch hart gefederte Walzen geführt ist.
    L e e r s e i t e
DE2224058A 1972-05-17 1972-05-17 Vorrichtung zur gleichzeitigen kontinuierlichen messung der dicke und breite von baendern mit hilfe von radioaktiver strahlung Pending DE2224058A1 (de)

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