SU1732150A1 - Рентгеновский измеритель толщины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерению толщины с помощью рентгеновского 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 погрешности измерени  путем компенсации помех от нестабильности источника переменного напр жени . Блок сигнала коррекции выдел ет из входного синусоидального переменного напр жени  питани  участок синусоиды с амплитудой, близкой к ее экстремумам. С выхода блока нала коррекции сигнал поступает на вход полосового фильтра, который выдел ет из него изменени  этого сигнала , вли ющие на выходной сигнал рентгеновского измерител  толщины и расположенные в полосе пропускани  фильтра нижних частот. Сигнал из полосового фильтра поступает на входы первого и второго нелинейных блоков. Сумматор осуществл ет суммирование выходных сигналов фильтра нижних частот и первого нелинейного блока, при этом компенсируетс  помеха от изменени  напр жени  питани , вызвавшего смещение нул  сигнала на выходе фильтра нижних частот. При этом выходное напр жение блока сигнала коррекции и напр жение на выходе полосового фильтра имеют аналогичные изменени , а на выходах двух нелинейных блоков по вл ютс  сигналы компенсации . 1 ил, I (/ ч со to ел

Description

Изобретение 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 переменного напр жени , соединенные с ним рабочий и компенсирующий источ-j

ники излучени , образец толщины, расположенный между компенсирующим источником излучени  и детектором излучени , модул тор, вход которого соединен с выходом детектора излучени , фильтр нижних иастот и регистрирующее устройство fj,

Недостатком этого измерител  толщины  вл етс  невысока  точность

измерени , обусловленна  вли нием изменений питающего его переменного напр жени .

Известен 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, что излучение от рабочего источника попадает на него че рез рабочий зазор, а от компенсационного источника - через образец толщины , модул тор, вход которого подключен к выходу детектора излучени , фильтр нижних частот, сумматор, регистрирующее устройство и блок сигнала коррекции, вход которого подключен к источнику переменного напр жени  и управл ющему входу модул тора .

Использование в известном измерителе дл  такой коррекции суммировани  напр жени  на выходе модул тора и корректирующего напр жени , сформированного в блоке 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 , при этом возможно по вление дополнительной погрешности.

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

Указанна  цель достигаетс  тем, что 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 что излучение от рабочего источника попадает на него через рабочий зазор а от компенсационного источника через образец толщины, модул тор, вход которого подключен к выходу детектора излучени , фильтр нижних частот, сумматор, регистрирующее

в

 , ,

to

15

20

25

732150 . S

устройство и блок сигнала коррекции, вход которого подключен к источнику переменного напр жени  и управл ющему входу модул тора, снабжен нелинейным блоком, последовательно соединенными полосовым фильтром, вход которого подключен к выходу блока сигнала коррекции, вторым нелинейным блоком, вход которого соединен через первый нелинейный блок с вторым входом сумматора, и умножителем, второй вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к регистрирующему устройству, выход модул тора через фильтр нижних частот подключен к первому входу сумматора.

Дополнительное введение в предлагаемый рентгеновский измеритель толщины полосового фильтра, умножител  , первого и второго нелинейных блоков обеспечивает коррекцию изменений выходного сигнала рентгеновского измерител  толщины при изменени х переменного напр жени  сетевого питани .

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого рентгеновского измерител  толщины.

Рентгеновский измеритель толщины содержит источник 1 переменного нар жени , рабочий и компенсационный источники 2 и 3 ионизирующего излучени , соединенные с источником 1 переменного напр жени , образец толщины, детектор 5 излучени , уста- новленный так, что излучение от рабочего источника 2 попадает на него через рабочий зазор, а от компенсационного источника 3 - через образец толщины, модул тор 6, вход которого подключен к выходу детектора 5 излучени , фильтр 7 нижних частот, сумматор 8, регистрирующее устройство 9 и блок 10 сигнала коррекции, вход которого подключен к источнику 1 переменного напр жени  и управл ющему входу модул тора 6, а также снабжен нелинейным блоком 11, последовательно соединенными полосовым фильтром 12, вход которого подключен к выходу блока сигнала коррекции, вторым нелинейным блоком 13, которого соединен через первый нелинейный блок 11 с вторым входом сумматора 8, и умножитель 1, второй вход которого подключен к выходу сумматора 9, а выход - к регистрирующему устройству 9, выход модул тора б через фильтр 7 нижних частот

30

35

40

45

ЗС

55

подключен к первому входу сумматора 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 10 сигнала коррекции и на источники ионизи- рующего излучени  - рабочий 2 и компенсационный 3. Напр жени  на источники 2 и 3 рентгеновского излучени  подаютс  в противофазе, что обеспечивает генерацию рабочим 2 и компен- сационным 3 источниками ионизирующего излучени  импульсов регтгеновско- го излучени  в разные полупериоды переменного напр жени  источника 1. Потоки излучени  рабочего 2 и компен сационного 3 источников ионизирующего излучени  проход т соответственно через контролируемый материал в рабочем зазоре и через образец 4 толщины, и ослабленные поглощением в контролируемом материале и обраЗце Ь, попадают на детектор 5 излучени . Детектор 5 излучени  преобразует импульсы ионизирующего излучени  в электрические импульсы, пропорцио- нальные интенсивности потоков излучени . Модул тор 6 в соответствии с фазой управл ющего напр жени  источника 1 преобразует однопол рные выходные импульсы детектора 5 излуче- ни  в разнопол рные. Выходные импульсы модул тора 6 поступают на вход фильтра 7 нижних частот, которы выдел ет среднее значение этих импульсов , соответствующее разности потоков излучени , попадающих на детектор 5 излучени , и соответствующее также разности толщин контролируемого материала и образца k в по токах излучени . Фильтр 7 нижних частот осуществл ет фильтрацию с посто нной времени, требуемой дл  рентгеновского измерител  толщины в целом,

С источника 1 переменного напр - жени  на вход блока 10 сигнала коррекции поступает переменное напр жение питани  рентгеновского измерител  толщины. Блок 10 сигнала коррекции выдел ет из входного синусоидаль- ного переменного напр жени  питани  участки синусоиды с амплитудой, близкой к ее экстремумам. С выхода блока 10 сигнал коррекции поступает на

5

Ю 5 - 25 30 j й до д$

50 - се вход полосового фильтра 12. Полосовой, фильтр 12 выдел ет из сигнала коррекции изменени  этого сигнала, вли ющие на выходной сигнал рентгеновского измерител  толщины и расположенные в полосе пропускани  фильтра 7 нижних частот. Выходной сигнал полосо вого фильтра 12 поступает на входы первого 11 и второго 13 нелинейных блоков.

Характеристика вход - выход первого нелинейного блока 11 реализует инверсную зависимость смещени  нул  выгодного сигнала фильтра 7 нижних частот от изменений напр жени  источника 1, выдел емых полосовым фильтром 12 на выходе блока 10 CHI- нала коррекции. Поэтому выходной CMI- нал первого нелинейного блока 11 представл ет собой инверсное значение помехи, вазываемой на выходе фильтра 7 нижних частот изменени ми напр жени  источника 1 переменного напр жени .

Сумматор 8 осуществл ет суммирование выходных сигналов фильтра 7 нижних частот и первого нелинейного блока 11, при этом компенсируетс  помеха от изменени  напр жени  питани , вызвавшего смещение нул  сигнала на выходе фильтра 7 нижних частот.

Характеристика вход - выход второго нелинейного блока 13 реализует обратную зависимость изменени  масштаба выходного . сигнала сумматора 8 от изменений напр жени  источника 1, выдел емых полосовым фильтром 12 на выходе блока 10 сигнала коррекции. Поэтому выходной сигнал второго нелинейного блока 13 представл ет собой обратное значение коэффициента изменени  масштаба сигнала на выходе сумматора 8, вызванного изменени ми напр жени  источника 1 переменного напр жени .

Умножитель 14 осуществл ет перемножение выходных сигналов сумматора 8 и второго нелинейного блока 13, при этом корректируетс  масштаб выходного сигнала сумматора 8 с ко- эффициентом, обратным изменению этого масштаба от вызвавшего его изменени  напр жени  питани  источника 1.

Если напр жение источника 1 стабильно , при изменени х толщины контролируемого материала в рабочем зазоре по отношению к толщине образца Ц

717321

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 образ- JQ ца А толщины и измер емого материала. При этом выходное напр жение блока 10 сигнала коррекции практически посто нно , напр жение на выходе поло- сового фильтра 12 мало, первый 11 и второй 13 нелинейные блоки формируют на выходах сигналы, равные соответственно нулю и единице, выходной сигнал фильтра 7 нижних частот передаетс  на регистрирующее устройство 20 9 без изменений.

Если напр жение источника 1 нестабильно (имеет выбросы, провалы и т.п.). то имеют аналогичные изменени  и потоки излучени  источников 2 25 и 3. Даже при посто нной толщине контролируемого материала возникает мен юща с  разность потоков, попадающих на детектор 5 излучени , и соответственно возникает разностный сиг- JQ нал на выходе фильтра 7 нижних частот . Упрощенно можно прин ть зависимость этого сигнала от вызвавших его изменений переменного напр жени  источника линейной. При изменени х напр жени  источника 1 выходное напр жение блока 10 сигнала коррекции и напр жение на выходе полосового фильтра 12 имеют аналогичные изменени , на выходах первого 11.и вто- . рого 13 нелинейных блоков по вл ютс  сигналы компенсации смещени  нул  и коррекции масштаба сигнала отклонени  толщины. Поэтому на выходе умножител  И формируетс  сигнал,

50 . 8 эквивалентный отклонению толщины контролируемого материала от толщины образца , помехи, обусловленные нестабильностью напр жени  источника 1, корректируютс . Скорректированный сигнал поступает на регистрирующее устройство 9, которое фиксирует измеренное значение.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   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, что излучение от рабочего источника попадает на него через рабочий зазор а от компенсационного источника - через образец толщины, модул тор, вход которого подключен -к выходу детектора излучени , фильтр нижних частот , сумматор, регистрирующее устройство , и блок сигнала коррекции, вход которого подключен к источнику переменного напр жени  и управл ющему входу модул тора,отличающий с   тем что, с целью повышени  точности измерени , он снабжен нелинейным блоком, последовательно соединенными полосовым фильтром, вход которого подключен к выходу блЬ ка сигнала коррекции, вторым нелинейным блоком, вход которого соединен через первый нелинейный блок, с вторым входом сумматора, и умножителем , второй вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к регистрирующему устройству, выход модул тора через фильтр нижних частот подключен к первому входу сумматора.