SU1732149A1 - Рентгеновский измеритель толщины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерению толщины с помощью ионизирующего излучени  и может быть использовано дл  измерени  толщины плоских материалов, например проката в металлургии . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  толщины, в частности снижение случайной составл ющей прогрешности измерени  путем фильтрации помех от нестабильности источника переИзобретение относитс  к технике измерений, точнее к измерению толщины с помощью рентгеновского излучени , и может быть использовано при измерении толщины проката. Известен рентгеновский измеритель толщины, содержащий источник перемен- напр жени , соединенные с ним рабочий и компенсирующий источники излучени , образец толщины, располоменного напр жени . Блок сигнала коррекции выдел ет из синусоидального переменного напр жени  источника питани  участки с амплитудой, близкой к ее экстремумам. Полосовой фильтр выдел ет из сигнала коррекции изменени  этого сигнала, спектр которых расположен в полосе пропускани  фильтра нижних частот. Нелинейных блок преобразует сигнал с выхода полосового фильтра в управл ющий сигнал дл  управл емого фильтра нижних частот, после которого он подаетс  на регистрирующее устройство. При нестабильности напр жени  источника синусоидального питани  выходные напр жени  нелинейного блока возрастает , возрастает посто нное времени управл емого фильтра нижних частот, при этом подавл етс  изменение выходного сигнала фильтра нижних частот, вызванное изменением источника синусоидального питани , что компенсирует выбросы сигнала, обусловленные нестабильностью синусоидального переменного питани  рентгеновского измерител  толщины. 1 ил. % (Л 4 Јь СО женный между компенсирующим источником излучени  и детектором и луче- ни , модул тор, вход которого соединен с выходом детектора излучени ,- фильтр нижних частот и регистрирующее устройство ij. Недостатком этого измерител  толщины  вл етс  невысока  точность измерени , обусловленна  вли нием из

Description

(менении питающего его переменного напр жени .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  .рентгеновский измеритель толщины , содержащий источник переменного напр жени , рабочий и компенсационный источники ионизирующего излучени , соединенные с источником переменного напр жени , образец толщины, детектор излучени , установленный так, чтобы излучение от рабочего источника попадало в него через рабочий зазор, а от компенсационного источника - через образец толщины, модул тор, вход которого подключен к выходу детектора излучени , фильтр нижних частот, регистрирующее устройство и блок сигнала коррекции, вход которого подключен к источнику переменного напр жени  и управл ющему входу модул тора pfj.

Недостатком известного измерител  толщины  вл етс  невысока  точность, в частности значительна  случайна  составл юща  погрешности измерени , обусловленна  вли нием изменений переменного напр жени  сетевого питани , неэффективной коррекцией этих изменений.

Использование в прототипе дл  такой коррекции суммировани  напр жени  на выходе модул тора и корректирующего напр жени , сформированного в бло- ке сигнала коррекции амплитудным ограничением переменного напр жени  сетевого питани , не обеспечивает эффективной коррекции вследствие нелинейной (практически экспоненциальной ) зависимости величины амплитуды напр жени  на выходе модул тора от амплитуды напр жени  сетевого питани , а также вследствие возможного фазового сдвига между этими напр жени ми , вызванного реактивными элементами цепей питани  источников рентгеновского излучени , при этом возможно по вление дополнительной погрешности.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  толщины, в частности снижение случайной составл ющей погрешности измерени  путем фильтрации помех от нестабильности источника переменного напр жени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что рентгеновский измеритель, содержащий источник переменного напр жени , рабочий и компенсационный источники ионизирующего излучени .

S

0

5

соединенные с источником переменного напр жени , образец толщины, детектор излучени , установленный так, чтобы излучение от рабочего источника попадало на него через рабочий зазор, а от компенсационного источника - через образец толщины, модул тор, вход которого подключен к выходу детектора излучени , фильтр нижних частот, регистрирующее устройство и блок сигнала коррекции, . вход которого подключен к источнику переменного напр жени  и управл ющему входу модул тора, дополнительно снабжен последовательно соединенными полосовым фильтром, вход которого подключен к выходу блока сигнала коррекции, нелинейным блоком и управл емым фильтром нижних частот,- второй вход которого через фильтр нижних частот соединен с выходом модул тора , а выход - с регистрирующим устройством .

Дополнительное введение в измеритель толщины полосового фильтра, нелинейного блока и управл емого фильтра нижних частот обеспечивает эффективную фильтрацию помех, вызванных нестабильностью источника сетевого питани .

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого рентгеновского измерител  толщины.

Рентгеновский измеритель толщины 5 содержит источник 1 переменного напр жени , рабочий и компенсационный источники 2 и 3 ионизирующего излучени ,соединенные с источником 1 переменного напр жени ,образец Ц толщины , детектор 5 излучени , установленный так,чтобы излучение от рабочего источника 2 попадало на него через рабочий зазор,а от компенсационного источника -через образец k толшику.моруп - тор 6, вход которого подключен к выходу детектора 5 излучени , фильтр 7 нижних частот, регистрирующее устройство 8 и блок 9 сигнала коррекции , вход которого подключен к источнику 1 переменного напр жени  и управл ющему входу модул тора 6, а также последовательно соединенные полосовой фильтр 10, вход которого подключен к выходу блока 9 сигнала коррекции, нелинейный блок 11 и управл емый фильтр 12 нижних частот, второй вход которого через фильтр 7 нижних частот соединен с выходом мо0

0

5

O

5

дул тора 6, а выход - с регистрирующим устройством 8.

Рентгеновский измеритель толщины работает следующим образом.

Источник 1 переменного напр жени  подает питающие напр жени  переменного тока на управл ющий вход модул тора 6, на вход блока 9 сигнала коррекции и на источники ионизирующего |излучени  - рабочий 2 и компенсационный 3. Напр жени  на источники 2 и 3 ионизирующего излучени  подаютс  в противоФазе, что обеспечивает генерацию рабочим 2 и компенсационным 3 источниками ионизирующего излучени  импульсов рентгеновского излучени  в разные полупериоды переменного напр жени  источника 1 .

Потоки излучени  рабочего 2 и компенсационного 3 источников ионизирующего излучени  проход т сооот- ветственно через измер емый материал в рабочем зазоре, толщина которого измер етс , и через образец 4 толщины и, ослабленные поглощением в из«- мер емом материале и образце , попадают на детектор 5 излучени . Детектор 5 излучени  преобразует импульсы ионизирующего излучени  в электрические импульсы, пропорциональные интенсивности потоков излучени , Модул тор 6 в соответствии с фазой управл ющего напр жени  источника 1 преобразует однопол рные выходные импульсы детектора 5 излучени  в разнопол рные. Выходные импульсы модул тора 6 поступают на вход фильтра 7 нижних частот, который выдел ет среднее значение этих импульсов, соответствующее разности потоков излучени , попадающих на детектор 5 излучени , и соответствующе также разности толщин измеримого материала и образцы А в потоках излучени . Дальнейшую фильтрацию сигнала осуществл ет управл емый фильтр 12 нижних частот. Посто нна  времени этого фильтра 12 перестраиваетс  в соответствии с сигналом на его управл ющем входе, например, от минимальной до в 5-Ю раз большей, при этом осуществл етс  дополнительна  фильтраци  входного сигнала. Выходной сигнал управл емого фильтра 12 нижних частот поступает на регистрирующее устройство 8.

С источника 1 переменного напр  - женид на вход блока 3 сигнала кор

17321 49

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

рекции поступает переменное напр жение питани  рентгеновского измерител  толщины. Блок 9 сигнала коррекции выдел ет из синусоидального переменного напр жени  источника 1 участки синусоиды с амплитудой, близкой к ее экстремумам. Полосовой фильтр 10 выдел ет из сигнала коррекции изменени  этого сигнала, спектр которых расположен в полосе пропускани  фильтра 7 нижних частот. Нелинейный блок 11 преобразует сигнал с выхода полосового фильтра 10 в управл ющий сигнал дл  управл емого фильтра 12 нижних частот. Характеристика вход - выход нелинейного блока 11 формируетс  таким образом , чтобы управл емый фильтр 12 нижних частот осуществл л эффективную фильтрацию при значительных изменени х напр жени  источника 1, но имел минимальную посто нную времени при стабильном питании.

Если напр жение источника 1 стабильно , при изменени х толщины контролируемого материала по отношению к толщине образца k измен етс  поглощение ионизирующего излучени  источника 2, возникает разница в потоках излучени , попадающих на детектор 5 излучени , на выходе детектора 5 и на выходе модул тора 6 возникают импульсы разной амплитуды, на выходе фильтра 7 нижних частот формируетс  посто нное напр жение, эквивалентное разности толщин образца Ц толщины и измер емого материала . После дополнительной фильтрации управл емым фильтром 12 нижних частот это напр жение подаетс  на регистрирующее устройство 8. При этом выходное напр жение блока 9 сигнала корекции практически посто нно , напр жение на выходе полосового фильтра 10 мало, и нелинейный блок 11 формирует управл ющее напр жение , которое обеспечивает работу фильтра 12с минимальной посто нной времени.

Если напр жение источника 1 нестабильно (имеет выбросы, провалы и т.п.), то имеют аналогичные изменени  и потоки излучени  источников 2 и 3. Даже при посто нной толщине контролируемого материала возникает мен юща с  разность потоков, попадающих на детектор 5 излучени , и соответственно возникает разностный сигнал на выходе фильтра 7 нижних частот. В то же врем  при изменени х напр жени  источника 1 на™ пр жени  на выходах блока 9 сигнала коррекции и полосового фильтра

10имеют аналогичные изменени , выходное напр жение нелинейного блока

11возрастает, соответственно возрастает посто нна  времени управл емого фильтра 12 нижних частот, при этом подавл ютс  изменени  выходного сигнала фильтра 7 нижних частот, вызванные изменени ми напр жени  источника 1. Поэтому на выходе управл емого фильтра 12 нижних частот формируетс  сигнал, эквивалентный отклонению толщины материала от толщины образца , выбросы сигнала, обусловленные нестабильностью напр жени  источника 1, подавл ютс . Этот отфильтрованный сигнал поступает на регистрирующее устройство

8, которое фиксирует измеренное значение.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Рентгеновский измеритель толщины, содержащий источник переменного напр жени , рабочий и компенсационный источники ионизирующего излучени , Л соединенные с источником переменного напр жени , образец толщины, детектор излучени , установленный так, чтобы излучение от рабочего источника попадало на него через рабочий зазор, а от компенсационного источ4ника - через образец толщины, модул тор , вход которого подключен к выходу детектора излучени , фильтр нижних частот, регистрирующее устройство и блок сигнала коррекции,

   5 вход которого подключен к источнику переменного напр жени  и управл ющему входу модул тора.отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , он

   0 снабжен последовательно соединенны- ми полосовым фильтром, вход которого подключен к выходу блока сигнала коррекции , нелинейным блоком и управл емым фильтром нижних частот, второй

   5 вход которого через фильтр нижних частот соединен с выходом модул тора , а выход - с регистрирующим устройством .

   Ј

   Ф t