DK149668B - Fremgangsmaade og apparat til hurtig maaling af tykkelsen af en folie - Google Patents

Description

i 149668

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til vurdering af resultatet af måling af tykkelsen af en folie, som forskydes i længderetningen, idet en β- stråling, rettes imod folien, og den . afv folien '· reflekterede stråling detekteres 5 af en detektor, og detektorens udgangssignal tilføres et sig nalbehandlende kredsløb, hvilket kredsløb opdeler og integrerer signalerne i diskrete tidsintervaller, hvis længde vælges med henblik på at opnå en passende målenøjagtighed.

10 Fra engelsk patentskrift nr. 1.287.366 kendes et apparat til at måle en lagtykkelse, ved hvilket man detekterer den tilbagekastede del af en Ø-stråling, som et lag bombarderes med. Appparatet anvender en detektor, som afgiver impulser til en integrator, som danner et udgangssignal proportionalt med 15 impulshyppigheden og efterfølges af et lineariseringsorgan, der afgiver et signal til en indikator, der viser lagtykkelsen lineært. Apparatet er indrettet til at tage højde for, at radioaktive kilder ikke har en konstant udstråling, og at måleusikkerheden kan gøres mindre ved at forøge måletiden.

20 Måletiden kan forøges fra t til 2t til 4t,...16t....

Det er formålet med opfindelsen at tilvejebringe en fremgangsmåde, hvormed man i løbet af meget korte tidsintervaller, såsom 1/10 sek. kan tilvejebringe måleværdier, som er nøj-25 agtigere end hidtil kendt.

Ifølge opfindelsen opnås dette ved, at der måles samtidig i mindst to forskellige intervallængder, henholdsvis et langt og et kort tidsinterval, f.eks. med en varighed på 2 sek. og 0,1 sek., 30 og at en integrationsværdi for hvert tidsinterval registreres og oplagres i en hukommelse, at integrationsværdierne for hvert af de korte tidsintervaller vurderes som sandsynlige eller usandsynlige, og at integrationsværdien godkendes eller forkastes i afhængighed af sandsynligheden for, at den er 35 korrekt, og at integrationsværdierne for det lange tidsinterval anvendes til en eventuel korrektion af integrationsværdien for det korte tidsinterval, og at de godkendte, evt. korrigerede værdier via passende kredsløb tilføres visningsorganer. Herved 149668 2 opnår man, at man på den ene side sikrer sig en rimelig stor nøjagtighed af målingen ved at arbejde med så lang en integrationstid som f.eks. 2 sek. Samtidig modtager man et stort antal målinger på grundlag af et meget kort tidsinterval. Hver eneste måling i disse korte tidsintervaller er behæftet med en meget stor 5 måleusikkerhed. Langt størstedelen af disse korttidsmålinger vil dog alligevel repræsentere rimelig nøjagtige værdier og kun et fåtal er behæftet med større fejl. Kredsløbet kan udskille disse fejlagtige værdier, således at de ikke indgår i de viste måleresultater. Ved hjælp af oplagringen og sammen-ligningen mellem de forskellige værdier kan kredsløbet desuden foretage en korrektion af værdierne, således at eventuelle fluktuationer, der ikke skyldes folien, kan udkompenseres.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan en integrationsværdi for et kort tidsinterval godkendes eller forkastes i afhængighed af, om værdien er i overensstemmelse med eller afviger stærkt fra værdierne fra nabointervallerne og/eller integrationsværdien for det langtidsinterval. Herved sikrer man sig, at hvis flere på hinanden følgende korttidsintegrationsværdier viser en 2o specielt tendens, f.eks. at folien i det pågælgende område er særlig tynd, vil disse måleværdier blive vist.

Opfindelsen angår endvidere et apparat til udøvelse af fremgangsmåden. Apparatet omfatter en Ø-strålingskilde, såsom 25 en 10 mCi Sr-90 eller tilsvarende strålingskilde indrettet til at blive monteret således, at strålingen rettes imod den folie, hvis tykkelse skal måles, og i tilslutning dertil en detektor, såsom en Scintillationsdetektor koblet til en fotomultiplikator til detektion af den af folien reflekterede 3Q stråling, og hvor detektorens udgang er forbundet til et signal behandlende kredsløb, som beregner folietykkelsen udfra måling af den reflekterede stråling, hvilket apparat er ejendommeligt ved, at nævnte kredsløb omfatter mindst to integrationskredsløb med hver sin integrationstid henholdvis en kort og en lang, 35 samt kredsløb til registrering og oplagring af integrations værdier, og kredsløb til vurdering og sammenligning af inte- 3 U9668 grationsværdierne og/eller de derudfra beregnede tykkelser, hvilket signalbehandlende kredsløb er tilvejebragt i form af en eller flere mikroprocessorer og omfatter mindst én CPU, én RAM og én PROM eller lignende hukommelsesorganer. Fortrins-5 vis er det signalbehandlende kredsløb også indrettet til at anvende måleværdierne med den lange integrationstid til korrektion af måleværdierne med den korte integrationstid, således at forkastede måleværdier erstattes af langtids-målinger.

10 I det følgende skal opfindelsen beskrives nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser et diagram af et målehoved ifølge opfin-15 delsen, fig. 2 en måleopstilling med målehovedet ifølge opfindelsen, og fig. 3 en alternativ udførelsesform for målehovedet fig. 1.

20 Måleapparatet, som i det følgende kaldes målehovedet, arbejder efter reflektionsmåleprincippet, som beror på den kendsgerning, at en vis del af de udsendte ø-partikler - elektroner - ved sammenstød med atomerne i plastfolien bliver kastet tilbage 25 og i en vis udstrækning tilbage imod kilden. Detektoren, som skal måle det reflekterede signal, monteres derfor i umiddelbar nærhed af kilden. Elektronerne er uhyre små sammenlignet med plastfoliens atomer. De fleste elektroner rammer derfor ikke noget atom i plastfolien, men smutter uantastet igennem folien.

30 Det har vist sig, at antallet af elektroner der bliver reflek teret først og fremmest afhænger af 'antallet af atomer i plastfolien, dvs. af plastfoliens tykkelse. Antallet af reflekterede elektroner tælles i en Scintillationsdetektor, hvor partiklerne fremkalder små lysglimt i et krystal. Lysglira-35 ten omsættes til elektriske impulser i et fotomultiplikatorrør.

4 149658

En Scintillationsdetektor har den fordel frem for den almindeligt anvendte detektortype i et ioniseringskammer, at man i detektoren kan adskille baggrundsstrålingen fra j3-strålingen, idet der er forskel på lysglimtenes intensitet. Det er derfor ikke 5 nødvendigt, at nulpunktjustere udstyret ofte som i det tradi tionelle udstyr.

Den største fordel ved Scintillationsdetektoren er dog, at måleresultatet dannes som et tælletal i selve detektoren.

Dette giver mulighed for at kombinere detektoren med en mikrocomputer og derved frembringe meget præcise måleresultater med forskellige tidskonstanter, således at man får måleresultater for gennemsnitstykkelsen af såvel små som store målearealer.

^5 Ved målingen anvendes en /3-strålingskilde, fortrinsvis strontium 90, hvis strålingsintensitet tillader måling i hele det område, der er typisk for plastfolier. Strålekilden har en hensigtsmæssig høj levetid, efter 28 år er strålingen kun svækket 50%. Udskiftning af kilden bliver derfor næppe nødvendig. Appara-2q tets mikrocomputer korrigerer selv for kildens svækkelse.

I fig. 1 er vist et skematisk diagram af målehovedet, der omfatter en β-strålingskilde 11, en detektor 12, og et signalbehandlende kredsløb 13 med mindst to integrationskredsløb 25 14 og 15, der i den foretrukne udførelsesform har integrations tider på henholdsvis 0,1 sek. og 2 sek. De derved opnåede integrationsværdier tilføres en mikrocomputer 16, der omfatter en CPU-enhed, lagerplads til oplagring af integrationsværdier og værdier med relation hertil, f.eks. i form af en RAM, samt 30 en hukommelse, f.eks. en PROM til oplagring af styreprogrammer.

Det signalbehandlende kredsløb indrettes til at beregne værdier, der er relevante for den pågældende opgave, det vil normalt omfatte en eller flere af følgende karakteristiske funktionsværdier af folietykkelsen: Absolut minimum, absolut maksimum, geometrisk 35 middelværdi, spredning, korttidsdrift og langtidsdrift. Målingerne med den lange integrationstid anvendes på grund af deres større nøjagtighed til korrektion af måleværdierne med den korte integrationstid. Mikrocomputeren 16 afsender på en databus

Claims (3)

149668 de behandlede måleværdier til et visningsinstrument, f.eks. i form af en billedskærm 74 i et anlæg som det i fig. 2 skematisk viste til styring af en ekstruder 60. Målehovedet 66 med strålingskilde og detektor er monteret på en ring 62 og 5 roterer omkring den opblæste, udstrømmende folie 64. Målinger ne fra målehovedet tilføres et styrekredsløb 68, der samler alle de målinger, der er relevante for styringen af ekstruderen og sørger for visning eller udskrivning af diverse produktionsdata. 10 I fig. 3 er vist en alternativ udførelsesform af apparatet ifølge opfindelsen. Integrationen og signalopdelingen er her indlagt i mikrocomputeren 13, som kun modtager en række hurtige målinger i korte integrationsintervaller med stor usik-15 kerhed på . den enkelte måling, og derudfra selv beregner en række nye værdier, svarende til langsomme målinger med lange integrationsintervaller. Patentkrav . 20 --------------------

1. Fremgangsmåde til vurdering af resultatet af måling af tykkelsen af en folie, som forskydes i længderetningen, idet en β-stråling, rettes imod folien, og den af 25 folien reflekterede stråling détekteres af en detektor, og detektorens udgangssignal tilføres et signalbehandlende kredsløb, hvilket kredsløb opdeler og integrerer signalerne i diskrete tidsintervaller, hvis længde vælges med henblik på at opnå en passende målenøjagtighed, kendetegnet 30 ved, at der måles samtidig i mindst to forskellige interval længder, henholdsvis et langt og et kort tidsinterval, f.eks. med en varighed på 2 sek. og 0,1 sek., og at en integrationsværdi for hvert tidsinterval registreres og oplagres i en hukommelse, at integrationsværdierne for hvert af de korte tidsinter-35 valler vurderes som sandsynlige eller usandsynlige, og at integrationsværdien godkendes eller forkastes i afhængighed 149668 af sandsynligheden for, at den er korrekt, og at integrationsværdierne for det lange tidsinterval anvendes til en eventuel korrektion af integrationsværdien for det korte tidsinterval, og at de godkendte, evt. korrigerede værdier via passende 5 kredsløb tilføres visningsorganer.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en integrationsvsrdi for et kort tidsinterval godkendes eller forkastes i afhængighed af, om værdien er i overensstem-10 melse med eller afviger stærkt fra værdierne for nabointer vallerne og/eller integrationsværdien for det nærmeste lange integrationsinterval.

3. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, og 15 omfattende en Ø-strålingskilde, såsom en 10 mCi Sr-90 eller tilsvarende 0-strålingkilde indrettet til at blive monteret, således at strålingen rettes imod den folie, hvis tykkelse skal måles, og i tilslutning dertil en detektor (12), såsom en Scintillationsdetektor koblet til en fotomultiplikator 20 til detektion af den af folien reflekterende stråling, og hvor detektorens udgang er forbundet til et signalbehandlende kredsløb (13), som beregner folietykkeIsen ud fra måling af den reflekterende stråling, kendetegnet ved, at nævnte kredsløb omfatter mindst to integrationskredsløb (14,15) 2 ζ med hver sin integrationstid, henholdsvis en kort og en lang, samt kredsløb til registrering og oplagring af integrationsværdier, og kredsløb til vurdering og sammenligning af integrationsværdierne og/eller de derudfra beregnede tykkelser, hvilket signalbehandlende kredsløb er tilvejebragt i form af en eller flere mikroprocessorer og omfatter mindst én CPU, én RAM og én PROM eller lignende hukommelsesorganer. 1 Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at in- 25 tegrationstiden for det ene integrationskredsløb er ca. 0,1 sek. og for det andet integrationskredsløb ca. 2 sek.