PL105305B1 - Izotopowy komorowy miernik grubosci lub gramatury - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest izotopowy komo¬ rowy 'miernik grubosci lub gramatury wzglednie gestosci materialów, przeznaczony do pomiaru, re¬ jestracji oraz sterowania automatyczna regulacja mierzonej wielkosci.

Znane sa izotopowe komorowe mierniki grubosci lub gramatury wykorzystujace zjawisko oslabie¬ nia wzglednie rozpraszania promieniowania joni¬ zujacego przez mierzony material. Mierniki bu¬ dowane sa w oparciu o róznorodne rozwiazania konstrukcyjne. W przypadkach szerokiego za¬ kresu pomiarowego mierniki wyposazone sa we wskazniki kompensacyjne z duza skala lub w male wskazniki odchylkowe wskazujace róznice wielkosci mierzonej w stosunku do wielkosci za¬ danej ustawionej na precyzyjnym wycechowanym potencjometrze.

Dla zmniejszenia do minimum bledów tempera¬ turowych mierniki wyposazone sa w termostaty utrzymujace stala temperature rezystora wysoko- omowego stanowiacego obciazenie komory joniza¬ cyjnej i bedacego glównym zródlem tych ble¬ dów.

Elektryczny uklad miernika posiada obwód cal- . kujacy RC dajacy stala czasowa zapobiegajaca 25 statystycznym fluktuacjom wskazan. Sygnal pra¬ dowy otrzymywany z komory jonizacyjnej kom¬ pensowany jest na ogól na wejsciu wzmacniacza elektromedycznego napieciem odpowiadajacym spodziewanej wielkosci mierzonej. 3e Wada znanych mierników ze wskaznikami kom¬ pensacyjnymi jest wydluzony czas odpowiedzi miernika konieczny dla ustawienia sie mechaniz¬ mu autokomipensatora. Wada mierników odchyl¬ kowych jest koniecznosc korzystania z tabel lub wykresów przy nastawianiu zadanej wielkosci oraz koniecznosc zmian czulosci wskazników odchylko- wych. Wada stosowania termostatów jest dlugi czas wstepnego nagrzewania mierników dochodza¬ cy do jednej godziny oraz usuniecie wplywów temperaturowych jedynie elementów objetych ter¬ mostatem przy pozostawieniu termicznych bledów komory, termicznych zmian gestosci powietrza wy¬ pelniajacego przestrzen pomiarowa i termicznych zmian geometrii pomiaru.

Wada stosowania obwodu calkujacego RC o sta¬ lej wartosci dobieranej do wystepujacych fluk¬ tuacji jest wydluzenie czasu odpowiedzi miernika na skokowe zmiany wielkosci mierzonej. Wada kompensacji sygnalu komory na wejsciu wzmac¬ niacza, elekromctrycznego jest brak mozliwosci ko¬ rekcji bledów droga zmiany wzmocnienia.

Celem wynalazku jest konstrukcja miernika nie posiadajacego powyzszych wad. Cel ten zostal o- siagniety przez opracowanie izotopowego komoro¬ wego miernika grubosci lub gramatury o ukla¬ dzie eliminujacym powyzsze wady. ) Izotopowy komorowy miernik grubosci lub gra¬ matury wzglednie gestosci materialów wedlug wy¬ nalazku wyposazony jest w uklad korekcji bledów 105 305105 305 temperaturowych wykonany w postaci mostka zlo¬ zonego z rezystorów z Iktórych co najmniej jeden ma duzy "wspólczynnik cieplny i potencjometru ustalajacego stopien korekcji, wlaczony miedzy wyjscie i odwracajace wejscie wzmacniacza elek¬ trometrycznego niezaleznie od okresowej korekcji wzmocnienia. Miernik zawiera równiez obwód cal¬ kujacy o zmiennej stalej czasowej wlaczony ko¬ rzystnie miedzy wzmacniaczem róznicowym i wzmacniaczem wyjsciowym. Obwód calkujacy sklada sie z kondensatora i rezystora zboczni- kowanego diodami o odwróconej polaryzacji. Po¬ nadto miedzy wyjscie wzmacniacza róznicowego i jego wejscie nieodwracajace wlaczony jest uklad rózniczkujacy stanowiacy dodatnie sprezenie zwrotne wzmacniacza róznicowego, zas do wyjscia wzmacniacza wyjsciowego dolaczony jest wskaznik wielkosci mieTzonej z przesuwana skala wykona¬ na w formie tasmy nawijanej na bebnie polaczo¬ nym bezposrednio z osia wielozwojowego poten¬ cjometru zadanej wielkosci mierzonej, na której to skali ruchoma wskazówka wskazuje mierzona wielkosc.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat blokowy miernika grubosci lub gramatu¬ ry. Promieniowanie jonizujace emitowane ze zród¬ la izotopowego 1 oslabione przez mierzony ma¬ terial 2 przenika do komory jonizacyjnej 3 ob¬ ciazonej rezystorem wysokoomowym Rl, wywolu¬ jac sygnal elektryczny proporcjonalny do wiel¬ kosci promieniowania. Sygnal ten jest wzmacnia¬ ny we wzmacniaczu róznicowym 5 z napieciem zbieranym z potencjometru zadanej wielkosci R2.

Potencjometr R2 zasilany z napiecia wzorcowego U sprzezony jest z przesuwna skala wskaznika 6 wykonana w formie dlugiej tasmy nawijanej na bebnie polaczonym bezposrednio z osia potencjo¬ metru R2. Przesuwna skala wycechowana dla mie¬ rzonego materialu 2 pozwala na bezposredni od¬ czyt mierzonej grubosci lub -gramatury. Wyjscie wzmacniacza róznicowego 5 jest polaczone z ob¬ wodem calkujacym o zmiennej stalej czasowej zlo¬ zonym z kondensatora Cl oraz rezystora R3 zbocz- nikowanego diodami krzemowymi Dl i D2 o od¬ wrotnej polaryzacji. W stanie ustalonym przy nie- przewodzacych diodach wystepuje duza stala cza¬ sowa okreslona iloczynem RS • Cl, powodujaca niezaleznosc wskazan od drobnych statystycznych fluktuacji sygnalu o malych amplitudach.

Przy znaczacych szybkich zmianach grubosci mierzonego materialu 2 zmiana sygnalu na wyjsciu wzmacniacza róznicowego powoduje wprowadzanie jedne} z diod Dl i M w stan przewodzenia i bocznikowanie rezystora RS, szybkie ladowanie kondensatora Cl i szybkie ustalenie sie wskazan.

Dla poprawienia pracy obwodu calkujacego doda¬ no uklad korekcji bledu w formie rózniczkujacego sprzezenia zwrotnego C2 ,R4, R6, przyspieszajacego ustalanie sie wskazan. Z obwodu calkujacego Cl, R3, Dl, D2 sygnal podawany jest na wzmacniacz wyjsciowych 7, a nastepnie na wskaznik 6 który na wybranym odcinku ruchomej skali wskazuje grubosc mierzonego materialu 2, na analogowe wyjscie A wykorzystywane do sterowania auto¬ matyczna regulacja grubosci, na rejestrator 3 na uklad przekazników progowych 9 oraz na serwo- wzmacniacz 10.

Uklad przekazników progowych 9 sterowany sy- { gnalem wyjsciowym oraz sygnalem ze wzmacnia¬ cza elektrometrycznego 4 zalacza sygnalizacje op¬ tyczna 11 oraz na wyjsciu przekaznikowym B syg¬ nalizuje przekroczenie wybranych progów odchyl¬ ki od nastawionej zadanej grubosci i w okresach braku mierzonego materialu 2 zalacza serwo- wzmacniacz 10. Serwowzmacniacz 10 steruje pra¬ ca silnika 12 automatycznej korekcji wskazan, który przy pustej szczelinie pomiarowej przeregu- lowuje potencjometr R6. Potencjometr R6 droga zmiany ujemnego sprzezenia zwrotnego ustala wzmocnienie wzmacniacza elektrometrycznego 4.

Uklad korekcji bledów temperaturowych glowicy wykonano w formie mostka zlozonego z dwóch re¬ zystorów o stalej opornosci R7, R8, dwóch rezysto- 2t rów o duzym wspólczynniku cieplnym R9, RIO i .... potencjometru Rll ustalajacego stopien korekcji w zaleznosci od potrzeb. Mostek ten wlaczony w obwód ujemnego sprzezenia zwrotnego wzmacnia¬ cza elektrometryczego 4 zmienia jego wzmocnienie przy zmianach temperatury.

Zalety miernika wedlug wynalazku polegaja na uzyskaniu wysokich parametrów uzytkowych. Za¬ stosowanie przesuwnej skali w formie dlugiej tas¬ my daje duza dokladnosc odczytu i pozwala na 31 wyskalowanie miernika w jednostkach mierzonej wielkosci równiez dla nieliniowych krzywych ska¬ lowania. Korekcja bledów temperaturowych po¬ przez zmiane wzmacniacza calego sygnalu likwi¬ duje prócz wplywu zmian opornosci rezystora wy- sokoomowego Rl równiez wplywy zmian czulosci komory 3 i wszystkich elementów glowicy lacznie ze zmianami termicznymi geometrii pomiaru, a nawet bledy powodowane temperaturowa zmiana gestosci powietrza wypelniajacego przestrzen po- 41 miarowa, przy czym czas wstepnego nagrzewania miernika skrócony jest do kilku sekund. Zmien¬ na stala czasowa pozwala na uzyskanie stabilnych wskazan w stanie ustalonym i szybkiej reakcji miernika na zmiany mierzonej wielkosci przy nie- 45 wielkich aktywnosciach zródel izotopowych.

Zmniejszenie kilkakrotne aktywnosci stosowanych zródel w porównaniu ze zródlami stosowanymi w znanych izotopowych miernikach komorowych poprawia znacznie warunki bezpieczenstwa pracy N obslugi mierników.

Zastosowanie wzmacniacza elektrometrycznego wzmacniajacego caly sygnal komory pozwala na wprowadzenie ukladu automatycznej korekcji wskazan co upraszcza obsluge miernika zapew- 55 nia dlugookresowa stabilnosc pracy mimo aktyw¬ nosci zródla, czulosci komory, zanieczyszczen prze¬ strzeni ipomiairowej i ewentualnych zmian geome¬ trii pomiaru. ao (7) ma dolaczany wskaznik wiel¬ kosci mierzonej (6) z przesuwna skala wykonana w formie tasmy nawijanej na bebnie polaczonym bezposrednio z osia wielozwojowego ipotencjometru (R2) zadanej wielkosci mierzonej, na której to skali ruchoma wskazówka wskazuje mierzona wielkosc.

X ^__;I

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Izotopowy komorowy miernik grubosci lub gra¬ matury, w /którym glowica pomiarowa zawieraja¬ ca zródlo izotopowe i komore jonizacyjna daje ti elektryczny sygnal pomiarowy wzmocniony5 105 305 6 nastepnie przez wzmacniacze elektrometrycz- ny, róznicowy i wyjsciowy, doprowadzony do wskaznika wielkosci mierzonej, zna¬ mienny tym, ze zawieTa uklad korelacji bledów temperaturowycih wykonany w postaci mostka zlo¬ zonego z rezystorów (RH, R8, R9, RIO) z których co najmniej jeden ma duzy wspólczynnik ciepl¬ ny i potencjometru (RH) ustalajacego stopien ko¬ rekcji, wlaczony miedzy wyjscie i odwracajace wejscie wzmacniacza elektrometrycznego (4), zmie¬ niajacy wzmocnienie wzmacniacza elektrometrycz¬ nego <4) niezaleznie od okresowej korekcji wzmoc¬ nienia potencjometrem (R6), a korzystnie miedzy wzmacniaczem róznicowym (5) i wzmacniaczem wyjsciowym (7) zawiera wlaczony obwód calkujacy li zlozony z kondensatora (Cl) i rezystora (RS) o zmiennej stalej czasowej, w którym opornik (RS) jest zbocznikowany diodami {Dl, D2) o odwróconej polaryzacji, a ponadto miedzy wyjscie wzmacnia¬ cza róznicowego (5) i jego wejscie nieodwracajace wlaczony jest rózniczkujacy uklad (C2, R4, R5) stanowiacy dodatnie sprzezenie zwrotne wzmac¬ niacza róznicowego (5), zas do wyjscia wzmacnia* cza wyjsciowego*