DE2746837C2

DE2746837C2 - Method for examining layers of different radiation absorption

Info

Publication number: DE2746837C2
Application number: DE19772746837
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl.-Ing. Dr. 4330 Mülheim Domorazek
Original assignee: Aeg Kabel Ag 4050 Moenchengladbach; AEG Kabel AG
Current assignee: Kabel Rheydt AG
Priority date: 1977-10-15
Filing date: 1977-10-15
Publication date: 1986-06-05
Also published as: DE2746837A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung von Schichten unterschiedlicher Dicke und Absorptionskoeffizienten, insbesondere ein Verfahren zur Bestimmung der wanddicken mehrfach extrudierter Aderisolierungen mittels die Schichten durchdringender Strahlen, welche ein Bild der Schichtenanordnung erzeugen. Die Neuigkeit besteht darin, dass die Intensitaet der Strahlungsquelle mit zunehmender bzw. abnehmender Absorption der Strahlung in den Schichten automatisch erhoeht bzw. herabgesetzt wird. Der Vorteil des erfindungsgemaessen Verfahrens besteht darin, dass die Intensitaet der Strahlungsquelle der Absorption der Strahlung in den untersuchten Schichten stufenweise angepasst wird. Dadurch ergibt sich ein erweiterter Kontrastbereich und eine genauere Aussage ueber die gesuchten Messwerte, wie Dicke der Schichten, Lage der Schichten zueinander, Lage des Leiters usw.. Gleichzeitig wird beim erfindungsgemaessen Verfahren die Bildaufnahmeroehre vor zge wird eine dreizehnfache Kapazitaetssteigerung erreicht. AnwThe invention relates to a method for examining layers of different thicknesses and absorption coefficients, in particular a method for determining the wall-thick multi-extruded core insulation by means of rays penetrating the layers, which generate an image of the layer arrangement. The news is that the intensity of the radiation source increases or decreases automatically with increasing or decreasing absorption of the radiation in the layers. The advantage of the method according to the invention is that the intensity of the radiation source is gradually adapted to the absorption of the radiation in the examined layers. This results in an expanded contrast range and a more precise statement about the desired measured values, such as thickness of the layers, position of the layers relative to one another, position of the conductor, etc. At the same time, a thirteen-fold increase in capacity is achieved in the method according to the invention. App

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlungsquelle eine Röntgenröhre verwendet wird, deren Anodenspannung zur Heraufbzw. Herabsetzung der Strahlu .gsenergie in Abhängigkeit von der Amplitude des Videosignals erhöht bzw. verringert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that an X-ray tube as the radiation source is used, the anode voltage of which to increase or decrease. Reduction of the radiant energy as a function is increased or decreased by the amplitude of the video signal.

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 bezeichneten und nach der DE-OS 24 02 480 bekannten Art.The invention relates to a method designated in the preamble of claim 1 and according to the DE-OS 24 02 480 known Art.

Zur Untersuchung von zusammenhängenden Schichten, die aus unterschiedlichen Materlallen bestehen, kann dieses Verfahren angewendet werden, bei dem mit Hilfe von Strahlen, welche die Schichten durchdringen, auf einem entsprechenden Target ein Bild erzeugt wird, das auf die gewünschten Meßwerte hin ausgewertet wird. ;o Auf diese Weise lassen sich die Dicken der Schichten, ihre relative Zuordnung zueinander, Verunreinigungen und Einschlüsse ermitteln.For the investigation of coherent layers, which consist of different materials, this method can be used in which, with the help of rays that penetrate the layers, an image is generated on a corresponding target, which is evaluated for the desired measured values. ;O In this way, the thicknesses of the layers, determine their relative assignment to each other, impurities and inclusions.

Ein solches Verfahren bietet sich an zur kontinuierlichen Bestimmung der Wanddicken von mehrfach extrudienen Kabeladerisollerungen. Hierzu wird die Kabelader mit geeigneten Strahlen durchleuchtet, so daß ein Bild der Ader erzeugt wird, aus dem durch Abtasten mit einem Elektronenstrahl ein Videosignal erzeugt wird (vgl. 5 in Fig. b). Durch Vorgabe bestimmter Schwellwerte (vgl. 6, 7, 8 In Flg. b) kann aus dem Videosignal ein Schwellwertsignal gebildet werden, das einen Schluß auf die Schichtdicken, die Lagen der Schichten zueinander usw. zuläßt. Sind bei der zu untersuchenden Ader auf dem Leiter mehrere Isollerungsschlchten mit unterschledllchen Strahlungskoefflzienlen aufgebracht, so ist bei diesem Verfahren der pro Schicht zur Schwsllwertblldung verfügbare Kontrastbereich relativ klein. Das Ist ein erheblicher Nachteil, da sich dadurch schleifende Schnittpunkte ergeben, die nur eine ungenaue Deutung der Lage der Schichten zulassen, wie Fig.b erkennen läßt.Such a process lends itself to continuous Determination of the wall thickness of multiple extruded cable core insulations. For this purpose, the cable core X-rayed with suitable rays, so that an image of the vein is generated, from which by scanning with a video signal is generated by an electron beam (see FIG. 5 in FIG. b). By specifying certain threshold values (cf. 6, 7, 8 in Fig. b), a threshold value signal can be formed from the video signal, which is a conclusion on the layer thicknesses, the positions of the layers to each other, etc. allows. Are on the vein to be examined several insulation slots with different types of insulation to the head Radiation coefficients applied in this method are the threshold value formation per shift available contrast range relatively small. That is a Significant disadvantage, as this results in grinding points of intersection, which only provide an imprecise interpretation allow the position of the layers, as can be seen in Fig.b leaves.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem der Kontrastbereich beträchtlich erweitert ist und dieser erweiterte Kontrastbereich zur Gewinnung genauer Meßwerte ausgenutzt wird.The present invention is therefore the object based on specifying a method of the type described above, in which the contrast range is considerable is expanded and this expanded contrast range is used to obtain precise measured values.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die gekennzeichneten Merkmale des Anspruchs 1.This object is achieved by the characterized features of claim 1.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird als Strahlungsquelle eine Röntgenröhre verwendet, deren Anodenspannung entsprechend der gewünschten Intensitätsänderung in Abhängigkeit von der Amplitude des Videosignais erhöht bzw. verringert wird, wie es an sich nach »Radioaktive Isotope In der Betriebsmeßtechnik«, 2. Aufl., 1962, VEB-Verlag Technik, Berlin, S. 24-29, bekannt ist.In an advantageous development of the invention, an X-ray tube is used as the radiation source Anode voltage corresponding to the desired change in intensity as a function of the amplitude of the Video signal is increased or decreased, as it is according to "Radioactive Isotopes In Industrial Metrology", 2nd ed., 1962, VEB-Verlag Technik, Berlin, pp. 24-29, is known.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Intensität der Strahlungsquelle der Absorption der Strahlung in den untersuchten Schichten stufenweise angepaßt wird. Dadurch ergibt sich ein erweiterter Kontrastbereich und eine genauere Aussage über die gesuchten Meßwerte, wie Dicke der Schichten, Lage der Schichten zueinander. Lage des Leiters usw. Gleichzeitig wird beim erfindungsgemäßen Verfahren die Bildaufnahmeröhre vor zu hohem Strahlungseinfall geschütz!, da sich bei fehlendem Prüfobjekt automatisch eine so niedrige Anodenspannung einstellt, daß die Röntgenstrahlung gerade ein Videosignal mit dem Bildinhalt »weiü« bewirkt.The advantage of the method according to the invention is that the intensity of the radiation source of the absorption the radiation in the examined layers is gradually adapted. This results in an expanded Contrast range and a more precise statement about the measured values sought, such as thickness of the layers, position of the Layers to each other. Position of the conductor, etc. At the same time, in the method according to the invention, the image pickup tube Protected against too high incidence of radiation !, because if the test object is missing, such a low Anode voltage sets that the X-ray radiation just "white" a video signal with the image content causes.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Figur erläutert.The method according to the invention is explained with reference to the figure.

Fig. a zeigt eine Ader 1 mit einer zweischichtig extrudierten Isolierung. Die beiden Schichten der Isolierung sind mit 2 und 3 bezeichnet, der Leiter mit 4. Wird diese Ader zur Untersuchung der Schichten der Isolierung mit Röntgenstrahlen durchleuchtet, so entsteht ein Bild der Ader, aus dem durch Abtastung mit einem Elektronenstrahl ein Videosignal 5 erzeugt wird (vgl. b). Durch Vorgabe von Schwellenwerten 6, 7 und 8 läßt sich ein Schwellwertsignal erzeugen, dessen Impulsform elektronisch ausgewertet werden kann und dabei Aufschluß über die einzelnen Schichtdicken, Lage der Schichten gibt. Fig. b läßt erkennen, daß bei der Schwellwertbildung schleifende Schnittpunkte entstehen, die die gewünschten Meßwerte nur relativ ungenau ausdeuten lassen.Fig. A shows a core 1 with a two-layer extruded Insulation. The two layers of insulation are labeled 2 and 3, the conductor with 4. If this is If the vein is x-rayed to examine the layers of insulation, this creates an image of the Wire from which a video signal 5 is generated by scanning with an electron beam (cf. b). By If threshold values 6, 7 and 8 are specified, a threshold value signal can be generated whose pulse shape is electronic can be evaluated and thereby information about the individual layer thicknesses, position of the layers gives. FIG. B shows that in the formation of the threshold grinding points of intersection arise, which interpret the desired measured values only relatively imprecisely permit.

Hier setzt die vorliegende Erfindung ein. Die Untersuchung der Schichten beginnt mit der relativ niedrigen Anodenspannung £/,, so daß die Intensität der Strahlung entsprechend gering Ist. Fällt nun das Videosignal während des Abtastens der Schicht 2, begonnen am Unken Aderrand, zur Adermitte hin Infolge der zunehmenden Absorption auf einen unteren Schwellwcrt (Schwarzpegel) ab, so wird zum Zettpunkt B ein Spannungssprung ausgelöst, der die Anodenspannung von U, auf U₂ erhöht. Damit wird auch die Intensität der Strahlung erhöht, die bis zu einem vorgegebenen oberen Schwellwert (Weißpegel) steigt und von dort entsprechend der Absorption in den Schichten langsam wieder abfällt. Bei erneutem Erreichen des Schwarzpcgels wird zum Zeitpunkt D ein erneuter Spannungssprung ausgelöst, wodurch sich die Anodenspannung auf U, erhöht und die Intensität der Strahlung wieder nahezu den Weißpegel erreicht. Auf der anderen Seite des Lcllcrs verläuft die Anpassung der Intensität an die AbsorptionThis is where the present invention comes in. The investigation of the layers begins with the relatively low anode voltage £ / ,, so that the intensity of the radiation is correspondingly low. If the video signal falls to a lower threshold (black level) during the scanning of layer 2, beginning at the toe edge of the wire, towards the middle of the wire as a result of the increasing absorption, a voltage jump is triggered at point B , which changes the anode voltage from U to U ₂ elevated. This also increases the intensity of the radiation, which increases up to a predetermined upper threshold value (white level) and from there slowly decreases again in accordance with the absorption in the layers. When the black level is reached again, another voltage jump is triggered at time D, as a result of which the anode voltage increases to U 1 and the intensity of the radiation almost reaches the white level again. The adaptation of the intensity to the absorption takes place on the other side of the lamp

der Strahlung umgekehrt. Erreicht dort die Intensität wegen der abnehmenden Absorption bei G den Weißpegcl, so wird die Anodenspannung auf U₂ herabgesetzt. Bei dem erneuten Erreichen des Weißpegels bei J wird dann die Spannung auf U\ reduziert. Das Videosignal 9 in I"ig. c zeigt nun deutlich, daß für die Untersuchung der Grenzschichten der Aderisolierungen ein wesentlich größerer Kontrastbereich des Videosignals für die Schwcllwerlbildung zur Verfügung steht. Wird nämlich nun ein Schwellwert 10 vorgegeben, so kann durch Auswertung der Impulsform des entsprechenden Schwcllwertsignals mit großer Genauigkeit auf die gesuchten Meßwerte geschlossen werden. Die durch die Anodenspannungssprünge verursachten Kontrastsprünge des Videosignals werden bei der elektronischen Auswerlung der Impulsform des Schwellwertsignais zur Bestimmung der einzelnen Schichtdicken unterdrückt. Der genaue Schaltpunkt der Anodenspannungssprünge ist daher unkritisch.the opposite of the radiation. If the intensity there reaches the white level because of the decreasing absorption at G , the anode voltage is reduced to U ₂ . When the white level at J is reached again, the voltage is then reduced to U \. The video signal 9 in I "ig. C now clearly shows that a significantly larger contrast range of the video signal is available for the generation of swellings when examining the boundary layers of the wire insulation The contrast jumps in the video signal caused by the anode voltage jumps are suppressed during the electronic evaluation of the pulse shape of the threshold value signal to determine the individual layer thicknesses. The exact switching point of the anode voltage jumps is therefore not critical.

Die gesuchten Meßgrößen ergeben sich durch Auswertung der Impulsform des Schwellwertsignals. Hierbei sind AC und HK ein Maß für die Dicke de: Schicht 2 links und rechts, CE und FH ein Maß für die Dicke der Schicht 3 links und rechts, AK ein Maß für den Außendurchmesser, CE minus FH ein Maß für die Lage des Leiters 4 in bezug auf die Schicht 3 und AE minus FK ein Maß für die Lage des Leiters in bezug auf die Schicht 2.The measured quantities sought result from evaluating the pulse shape of the threshold value signal. AC and HK are a measure for the thickness de: Layer 2 left and right, CE and FH a measure for the thickness of layer 3 left and right, AK a measure for the outside diameter, CE minus FH a measure for the position of the conductor 4 in relation to layer 3 and AE minus FK a measure of the position of the conductor in relation to layer 2.

In gleicher Weise können dreifachextrudierte Adern vermessen werden. Bei rotationssymmetrischen Prüfobjekten ist eine Messung mit zwei um 90° zueinander versetzten Strahlungsquellen mit gegenüberliegenden Strahlungsempfängern erforderlich.Triple-extruded cores can be measured in the same way. For rotationally symmetrical test objects is a measurement with two radiation sources offset by 90 ° to one another with opposing radiation sources Radiation receivers required.

Die Höhe der Spannungssprünge, dargestellt in Fig. d als Kurve II, richtet sich nach den Absorptionskoeffi-/ientcn der zu durchsuchenden Schichten und nach Ihren Dicken. Sie wird für das zu untersuchende Objekt vorgegeben. Die Werte können für verschiedene zu untersuchende Objekte vorbestimmt und gespeichert werden, so daß sie abrulbereit zur Verfügung stehen.The magnitude of the voltage jumps, shown in Fig. D as curve II, depends on the absorption coefficient the layers to be searched and their thicknesses. It is specified for the object to be examined. The values can be predetermined and stored for various objects to be examined, see above that they are available ready for cancellation.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Method for examining layers of different thicknesses and absorption coefficients, in particular for determining the wall thicknesses of multiple extruded core insulation by means of rays penetrating the layers, which generate an image of the layer arrangement, the image of the layer arrangement being scanned by means of an electron beam and a signal being generated in the process from which the layers of material is at the respective point penetrating radiation energy dependent and is evaluated as a source of information on the layer structure, characterized by folic \ s constricting features:

a) When a predetermined first threshold value of the signal (9) is exceeded, the radiation energy gradually decreased,

b) if a second predetermined one is not reached Threshold value of the signal (9), the radiation energy is increased in steps,

c) the shape of the signal (9) is evaluated at the point in time when the amplitude of the signal reaches a specified value (third threshold value 10),

d) at the tentative point of the gradual lowering or increasing of the radiation energy, the Signal evaluation suppressed.