Opublikowano, 30.XII.!969 58932 KI 42 b, 11 MKP GOlb UKD 4 02/ Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Ryszard Szepke, inz. Boleslaw Po- mierny Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Izotopowy miernik grubosci powlok Przedmiotem wynalazku jest izotopowy miernik grubosci powlok, pozwalajacy na nieniszczacy po¬ miar grubosci powlok ochronnych i dekoracyjnych.W znanych dotychczas urzadzeniach do pomiaru grubosci powlok, opartych na wykorzystaniu roz¬ proszonych promieni beta, stosowano symetryczny uklad geometrii wiazacy ze soba polozenie badanej próbki, izotopowego zródla promieniowania beta i detektora,, co wymagalo skonstruowania detektora w postaci cylindra z naniesiona na jego powierz¬ chnie czolowa warstwa miki, w formie pierscienia tworzacego okienko zaopatrzone w metalowa tube dla wprowadzenia izotopowego zródla promienio¬ wania. Izotopowe zródlo promieniowania przesuwa¬ ne bylo skokowo wzdluz osi badanej próbki umiesz¬ czonej centrycznie nad okienkiem detektora. Wpro¬ wadzenie zródla izotopowego centrycznie w glab de¬ tektora wymagalo uzycia detektora o duzej objetosci czynnej, przy czym bardzo czesto dla zwiekszenia czulosci pomiaru stosowano kilka detektorów pola¬ czonych równolegle, co powodowalo niekorzystny stosunek sygnalu uzytecznego do tla promieniowa¬ nia.Celem wynalazku jest zmniejszenie, w izotopo¬ wym mierniku grubosci pokryc, bledów pomiaro¬ wych zwlaszcza w zakresie malych grubosci rzedu 0,5 ^m przez opracowanie nowej geometrii pomiaru, to znaczy wzajemnego geometrycznego ustawienia wzgledem siebie badanej próbki, zródla promienio¬ wania i detektora. 15 30 Cel ten zostal osiagniety przez asymetryczne umieszczenie izotopowego zródla promieniowania oraz detektora promieniowania wzgledem osi sy¬ metrii glowicy miernika bedacej prostopadla do mierzonej powierzchni powloki, przy czym kat wza¬ jemnego ustawienia osi zródla promieniowania i osi detektora promieniowania jest staly i moze przyj¬ mowac kazda z wartosci przedzialu katów 30°—60°, przy jednoczesnym zachowaniu stalosci kata osi zródla promieniowania wzgledem osi symetrii glo¬ wicy miernika, w przedziale wartosci od 0° do 2,5°, oraz wyposazenie zródla promieniowania, w osiowy przesuw z regulacja ciagla polozenia, wzgledem ba¬ danej próbki.Przedmiot wynalazku zostal przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wykres porównania bledów wzglednych pomiaru grubosci dla symetrycznego (krzywa A) i niesymetrycznego (krzywa B) ustawienia izotopo¬ wego zródla promieniowania i detektora promienio¬ wania, fig. 2 — wykres rodziny krzywych zaleznosci bledu pomiaru od nachylenia osi symetrii glowicy dla róznych grubosci pokryc, przykladowo Cd/Fe rzedu 55 urn i 1,5 /im, a fig. 3 — schemat geometrii glowicy izotopowego miernika grubosci pokryc.Z analizy przedstawionych krzywych wynika, ze asymetryczne ustawienie osi detektora w stosunku do osi zródla promieniowania poprawia znacznie do¬ kladnosc pomiaru w granicach kata ustawienia obu osi w przedziale wartosci 30°—'60°. 589323 Jednoczesnie blad przy okreslaniu grubosci po¬ wloki zmniejsza sie przy ustawieniu asymetrycz¬ nym w stosunku do symetrycznego, im grubosc po¬ wloki jest mniejsza, przykladowo dla grubosci po¬ krycia Cd/Fe rzedu 14 mikronów i Cd/Fe rzedu 7,5 mikrona dokladnosc wzrasta o okolo 20—30%. Na powierzchnie powloki 1 nalozonej na podloze 2 skierowany jest skolimowany strumien promieni be¬ ta z radioizotopowego zródla 3, które posiada sru¬ bowa regulacje pozwalajaca na osiowe przesuwanie go w kierunku powloki mierzonej i z powrotem.Umozliwia to precyzyjne ustawienie odleglosci zródla radioizotopowego 3 od mierzonej powloki 1.Os zródla radioizotopowego moze byc dchylana od osi symetrii glowicy miernika 5 o kat nie wiekszy niz 25°. Rozproszony od powloki 1 strumien promie¬ ni beta wpada do detektora 4, który wysyca sygnaly elektryczne do bloku elektronicznego realizujacego odczyt grubosci.Zastosowanie asymetrycznej geometrii glowicy znacznie poprawia dokladnosc uzyskiwanych pomia¬ rów, jednoczesnie eliminuje uzycie drogich, skom¬ plikowanych o duzej objetosci czynnej detektorów promieniowania, pozwalajac na uzycie taniego, pro¬ stego w konstrukcji konwencjonalnego detektora, odznaczajacego sie dodatkowa zaleta korzystnego stosunku sygnalu do tla promieniowania. Dla do¬ konywania pomiarów grubosci powlok na 'bardzo malych powierzchniach rzedu kilku milimetrów kwadratowych zastosowano skolimowana wiazke promieni wychodzacych z radioizotopowego zródla promieniowania oraz osiowy przesuw zródla pro¬ mieniowania oparty na regulacji srubowej. 58932 4 Konieczne to jest dla precyzyjnego ustawienia optymalnej odleglosci zródla promieniowania od mierzonej próbki, tak aby nie obejmowac strumie¬ niem promieniowania powierzchni znajdujacej sie 5 poza próbka, co pogarszaloby dokladnosc pomiaru przez zwiekszenie tla promieniowania odbitego od powierzchni nie nalezacej do mierzonej powloki i tym samym zmniejszaloby stosunek sygnalu uzy¬ tecznego do szkodliwego tla. 10 PL