SU1628657A1 - Радиоизотопный способ измерени толщины материала радиоизотопным толщиномером - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а в частности к радиоизотопным способам измерени  толщины материала. Целью изобретени   вл етс  упрощение градуировки при экспоненциальном характере зависимости излучени  от измер емой величины путем использовани  при градуировке двух известных предельных в диапазоне измерени  точек, через которые проводитс  реальна , принципиально линейна  характеристика при условно измен ющейс  интенсивности первичного излучени . Значение измер емой величины объекта контрол  определ етс  по линейной зависимости измер емой величины от среднего значени  множества разностей пар значений выходного сигнала детектора. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к радиоизотопным способам измерени  толщины материала.

Целью изобретени   вл етс  упрощение градуировки при экспоненциальном характере зависимости излучени  от измер емой величины путем использовани  при градуировке двух известных предельных в диапазоне измерений точек , через которые проводитс  реальна , принципиально линейна  характеристика при условно измен ющейс  интенсивности первичного излучени .

На чертеже изображена схема толщиномера дл  реализации способа.

Толщиномер включает источник 1 гамма-излучени  (например из цези -137), сцинтилл ционный детектор 2 излучени , например сцинтилл ционный на основе NaY(Tl) совместно с фотоумножителем ФЭУ-93), резистор 3 с переменным сопротивлением (нагрузка фотоумножител ), вольтметр 4 дл  измерени  напр жени  на нагрузочном резисторе, а также блок 5 питани . Измерению подвергалс  стальной лист толщиной 5 мм. В соответствии со способом были выбраны дл  градуировки две предельные меры, например, и мм. Чкч- чени  выходного сигнала детектнруы- цего устройстваj соответствующие этим мерам, равны, например, ,994 В и ,816 В.

Измерение осуществл етс  следующим образом.

Направл ют поток излучени  на контролируемый материал (стальной лист толщиной 5 мм) и регистрируют значение выходного сигнала детектирующего устройства, равное 4,700 В. Дополнительно регистрируют значение выходного сигнала при нулевом значении измер емой величины 5,994 В и опредеО

к

00

оэ

01

м

л ют разность значений выходного сигнала 1,294 В, Повтор ют при различных значени х коэффициента передачи детектирующего устройства (значени х сопротивлени  нагрузочного резистора) вышеперечисленные действи  по определению разностей значений выходного сигнала. При этом каждый раз провер ют , попадают ли пары значений выход- ного сигнала в диапазон 5,994-0,816 В Результаты действий сведены в таблицу Вычисл ют среднее арифметическое значение разностей &Y (равное, например, 0,641).

Вычисл ют искомое значение толщи- ны по уравнению

Y- Л-...., . п АЛ 1 - (Y«-Yk) UY(5,994-0,816) ° 641

4,95 мм,

из которого следует также соотжзше- ние погрешностей определени  ДУ и вычислени  X

о МА) . HI Yk

Предельное значение Л (AY) -«феде- л етс  как двухсторонн   интегральна  оценка при заданной доверительной веро тности Д (uY),

где tn - квантиль распределени  слу- чайной величины, соответст-- вующа  доверительной веро тности Р и числу степеней свободы (п-1);

S - среднее квадратическое отклонение разностей значений выходного сигнала детектирующего устройства п - количество определений раз- иостей значений выходного сигнала детектирующего устройства j ,

Результаты промежуточных расчетов также занос тс  в таблицу. Из табличных данных определ ют

,349.

По известному S и доверительной веро тности 0,90, которой соответствует квантиль , определ етс

u (uv)0,202 и затем

40

1 Т оТ Г0 20 1 6

Т.о. доверительный интервал, в кото- ром с веро тностью 0,9 находитс  искома  величина, определ етс  в видех 4,95±1,6 мм

Q 5

0

5

0

35

40

45

50

55

Доверительный интервал уменьшаетс  с увеличением п.

Предлагаемый способ применим толь ко в тех случа х, когда зависимость интенсивности вторичного излучени  от измер емой величины имеет экспоненциальный характер, так как только при этом условии изменение коэффициента передачи детектирующего устройства аналогично по воздействию на информационный сигнал введению в измерительный зазор дополнительного поглотител .

В соответствии с предлагаемым способом измерени  градуировка сводитс  к определению двух предельных ъ диапазоне измерени  значений выходного сигнала детектирующего устройства , соответствующих пределам измерени  измер емой величины, причем один из пределов - минимальный, соответствующий нулевому значению измер емой величины. В случае абсорбционных толщиномеров это означает отсутствие материала в зоне измерени , а в случае альбедных толщиномеров покрытий - наличие в зоне измерени  только одной подложки без покрыти . Дл  градуировки в этом случае требуютс  значительно меньшие трудозатраты, чем в случае градуировки по способу, прин тому в качестве прототипа, так как сокращаетс  продолжительность градуировки , упрощаютс  операции и уменьшаетс  количество необходимого дл  градуировки оборудовани . Кроме того, однозначно линейный характер градуи- ровочной характеристики снимает вопрос о точности восстановлени  градуировоч- ной характеристики по экспериментальным точкам, представл ющий сложную задачу в случа х нелинейных характеристик .

Линейный характер градуировочной зависимости, обеспечиваемый в предлагаемом способе измерени , сохран етс  неизменным при различных видах воздействи  (при изменении состава контролируемого материала, внешних условий измерений, а такке в течение времени), что в конечном итоге приводит к повышению точности измерени .

Claims (1)

1. Формула изобретен и, 

   Радиоизотопный способ измерени  толщины материала -радиоизотопным толщиномером , заключающийс  в том, что

   перед измерением производ т градуировку толщиномера, дл  чего выбирают образцовые меры с толщиной, наход щейс  в пределах диапазона измерени , последовательно направл ют первичный поток излучени  на образцовые меры, регистрируют провзаимодействовавший с образцовой мерой поток излучени , направл ют первичный поток излучени  на контролируемый материал, устанав- ливают необходимый коэффициент передачи детектора, регистрируют вторичный поток излучени  и определ ют толщину материала, отличающийс  тем что, с целью упрошени  градуировки при экспоненциальном характере зависимости интенсивности излучени  от измер емой величины, при градуировке выбирают две обрл щовые меры измер емой величины соответственно с нулевым и конечным Хц значени ми толщины в диапазоне измерени , выходные сигналы от которых после регистрации в детекторе состав т соответственно YU и YK, регистрируют с помощью детектора вторичный поток излучени  .при нулевом значении измер емой величины, определ ют разность

   значений зарегистрированных сигналов, соответствующих нулевому и искомому значени м толщины, измен ют значение коэффициента передачи детектора, про™ извод т снова регистрацию сигналов, соответствующих нулевому и искомому значени м контролируемого материала, наход т разность значений эарегист- рированных детектором сигналов, повтор ют операции от изменени  значени  коэффициента передачи детектора до нахождени  разности значений зарегистрированных детектором сигналов до тех пор, пока не будет обеспечена заданна  точность измерени  с учетом отбора только тех пар зарегистрированных детектором значений выходного сигнала, которые попадают в диапазон значений , соответствующих образцовым мерам, вычисл ют среднее арифметическое значение UY , разностей отобранных пар зарегистрированных детектором значений выходного сигна- 5 ла, вычисл ют искомое значение измер емой величины X по формуле

   0

   i

   Xl™H™KY7f AY

   V

   Т