SU1422000A1 - Способ измерени толщины покрыти - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в приборах неразрушающего контрол  технологических параметров, например поверхностной плотности или толщины покрытий различных изделий. Целью изобретени   вл етс  повыщение точности на кра х диапазона измер емых толщин путем выбора оптимальных характеристик первичного излучени  при регистрации спектра рассе нного излучени . Потоком первичного из, учени  облучают контролируемое изделие. ZI. iH нахождени  необходимых условий облучени  предварительно облучают образец без покрыти , измер ют спектр рассе нного излучени , выход щего из зоны, не облученной первичны.м излучение.м в направ.чении. детектора , при изменении энергии квантов первичного излучени  и угла между направ.чением просвечивани  и направлеппем регистрации, и фиксируют услови , при которых .макси- му.м пика рассе ни  соответствует линии с энергией рассе ного излучени . 2 и;. g

Description

ГчЭ Ю

Изобретение относитс  к измерительной техни е и может быть использовано в приборах неразрушающего контрол  технологических параметров, например поверхностной плотности или толщины покрытий различных изделий.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности на кра х диапазона измер емых толщин путем выбора оптимальных характеристик первичного излучени  при регистрации спектра рассе нного излучени .

На фиг. 1 показана схема, по сн юща  сущность процесса измерени  толщины покрыти ; на фиг. 2 - диаграммы энергии квантов в максимуме спектра рассе нного излучени , дл  которой в материале покрыти  коэффициент ослаблени  рассе нного основанием излучени  равен коэффициенту ослаблени  характеристического излучени  покрыти .

Способ измерени  толщины покрыти  осуществл ют следующим образом.

Потоком первичного излучени  источника 1 облучают контролируемое изделие 2, состо щее из покрыти  3 на основании 4. Поток первичного излучени  источника 1 частично проходит контролируемое изделие, частично рассеиваетс  в основании 4 и частично возбуждает в покрытии 3 на участке зоны 5 характеристическое излучение. Часть рассе нного в основании 4 излучени  распростран етс  в направлении регистрации, попадает на покрытие 3 в зоне 6, при этом частично проходит его (поток .), а частично возбуждает характеристическое излучение (поток yV«p.). Таким образом, на покрытии 3 можно выделить две характерные зоны: зона 5 облучени  первичным излучением источника 1 и зона 6 облучени  только рассе нным в основании 4 излучением. Экран 7 защищает детектор 8 от попадани  в него характеристического и рассе нного излучени , выход щего из покрыти  вне зоны 6, в частности, выход щего в зоне 5. В то же врем  характеристическое и рассе нное излучени , выход щие из покрыти  3 в зоне 6, свободно попадают на детектор 8 и регистрируютс  им. В блоке амплитудных селекторов 9 импульсы с детектора 8, амплитуда которых пропорциональна энергии зарегистрированных квантов излучени , раздел ютс  на поток характеристического излучени  и поток рассе нного излучени , по отношению интенсивностей которых, из- меренному с помощью блока 10, суд т о толщине покрыти  3. При этом облучение контролируемого издели  2 провод т первичным излучением источника 1 с определенной энергией квантов и провод т в фиксированных услови х (фиг. 2), при которых

0 максимум в спектре рассе нного основанием 4 излучени  соответствует линии с энергией Ер с., дл  которой в материале покрыти  коэффициент ослаблени  рассе нного излучени  Яр (fpac ) равен коэффициенту

ослаблени  характеристического излучени  J.I п (.). Св зь между энергией квантов рассе нного излучени  fpac., первичного излучени  ЕО и углом рассе ни  определ етс  известным соотношением Ко.мптона, и дл  каждого значени  энергии квантов характе0 ристического излучени  «P (каждого типа покрыти ) существует определенна  совокупность значений энергий квантов первичного излучени  ЕО и углов, между направлением облучени  и направлением регистрации рассе нного излучени , удовлетвор ю щих условию равенства в покрытии коэффициентов ослаблени  характеристического и рассе нного излучений. Дл  нахождени  необходимых условий облучени  при измерении толщины покрытий по предлагаемому

,, способу предварительно облучают образец контролируемого образца издели  без покрыти , измер ют спектр рассе нного излучени , выход щего из зоны 6 в направлении детектора 8, при изменении энергии квантов первичного излучени  ЕО и угла между наг правлением просвечивани  и направлением регистрации, и фиксируют услови , при которых максимум пика рассе ни  /VVac соответствует линии с энергией квантов ЕРЙС (фиг. 2).

Повышение точности на кра х диапазона

0 измерени  может быть по снено следующими теоретическими рассуждени ми (т. е. увеличение диапазона линейности результатов измерени )

45

,-exp - |д.„(Е;рс)

N,,p КМ„

е;:р -jan( ) t -ex/7 -;ц„Ер« ) t,

Яп (Ерас )- JUn(Ex.p )

где М од - плотность потока квантов рассе нного излучени , выход щего в зоне 6 из образца контролируемого издел.и  без покрыти  (или вход щего в зону 6 покрыти  3 из основани  4 при контроле издели  с покрытием ) ;

|д.„( рас), „(fxap) - коэффициенты ослаблени  в материале покрыти  рассе нного и характеристического излучений с энерги ми квантов соответственно fpac и fxap;

(2)

50

/ - измер ема  толщина покрыти ;

/С - коэффициент, учитывающий эффективность возбуждени  характеристического излучени  покрыти  рассе нным в основании излучением.

55 На основании соотношений (Г) и (2) отношение интенсивности характеристического излучени  к интенсивности рассе нного излучени  (результат измерени )

№гр .(( I Л/расli (fxap)-jA(pac)

экспоненциально зависит от толщины покрыти  t, вследствие чего диапазон линейности результатов измерени  по известному способу ограничен малыми значени ми толщины покрыти .

По предлагаемому способу измерение толщины покрыти  проводитс  при условии

tin(pac)p,n-(Mp)

В этом случае соотнощение (3) переходит в

limf

/Vpac

Kt

Из выражени  (5) следует, что по предлагаемому способу измерени  в отличие от известного способа линейность результатов измерени  соблюдаетс  дл  любых значений толщ ины покрыти .

В реальной ситуации коллимаци  первичного и рассе нного излучений органичена некоторым раствором телесных углов, и пик рассе нного излучени  имеет конечную ширину , вследствие чего условие (4) можно выполнить только приближенно (дл  основной линии, соответствующей максимуму в спектре рассе нного излучени ).

Предлагаемый способ измерени  толщины покрыти  позвол ет по сравнению с известным увеличить линейность результатов измерени  от толщины покрыти , расширить тем самым диапазон измерени  толщины и

4-

упростить его аппаратурную реализацию в устройствах с непосредственным отсчетом показаний в единицах измер емой величины.

Claims (1)

1. гФормула изобретени 

   Способ измерени  толщины покрыти , заключающийс  в том, что на контролируемое изделие направл ют поток гамма- квантов первичного излучени , регистрируют

   0 со стороны покрыти  вне зоны облучени  покрыти  интенсивность характеристического излучени  и интенсивность рассе нного основанием излучени  дл  энергий квантов выще /(-кра  скачка поглощени  покрыти 

   5 и по отношению интенсивности характеристического излучени  к интенсивности рассе нного излучени  суд т о толщине покрыти , отличающийс  тем, что, с целью повыще- ни  точности по кра м диапазона измер емых толщин, предварительно облучают обра20 зец контролируемого издели  без покрыти , измер ют энергию квантов первичного излучени  и угол между направлением облучени  и направление.м регистрации, измер ют спектры рассе нного излучени , выдел ют

   25 в спектре рассе нного излучени  максимум линии с энергией квантов, дл  которой в материале покрыти  коэффициент ослаблени  рассе нного излучени  равен коэффициенту ослаблени  характеристического излучени , а изделие облучают потоком гамма30 квантов с энергией первичного излучени  и угло.м между направлением облучени  и направлением регистрации, соответствующими выделенным максимумам линии энергий квантов.

   иг.1

   карNpac

   О

   9U.2.2

   N,