SU671472A1

SU671472A1 - Способ измерени толщины покрыти

Info

Publication number: SU671472A1
Application number: SU772506715A
Authority: SU
Inventors: Г.Ш. Пекарский; А.И. Безуглов
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Электронной Интроскопии
Priority date: 1977-07-12
Filing date: 1977-07-12
Publication date: 1989-04-23

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ, например металлического, на подложке из водосодержащего материала, заключающийс в том, что облучают объект контрол быстрыми нейтронами и регистрируют интенсивность потока излучени обратно рассе нных медленных нейтронов, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и чувствительности измерени , дополнительно регистрируют интенсивность гамма-излучени радаа— ционного захвата медленных нейтронов драми злементов материала покрыти и по отношению интенсивностей реги- стрируемьк потоков излучени суд т о тол1Й,ине покрыти .(Л1Изобретение относитс к области нейтронных способов контрол материалов, а именно - к способам измерени толщины покрыти на подложке из во- дородосодержащих материалов при одностороннем доступе к объекту контрол .Известен способ, заключающийс в облучении объекта быстрыми нейтронами и регистрации интенсивности обратно рассе нных замедлившихс в во- дородсодержащем слое нейтронов. Способ используетс дл определени толщины водородосодержащих покрытий на металлических подложках, что указы- в^ет на большую зависимость регистрируемого параметра от толщины водо- родсодержащего сло . Применительно к измерению толщины металлических покрытий или экранов на водородосо-держащих подло сках известный способ может использоватьс лишь при посто нной толщине подложки и концентрации дер водорода в материале подложки. В противном случае возникает больша погрешность в измерении толщины из-за флуктуации указанных параметров.Наиболее бJ?изким по сущности к предложенному способу вл етс спо-- соб измерени толщины покрыти , например, металлического, на под- . ложке из водородсодержащего материала, заключающийс в том, что облучают объект контрол быстрыми нейтронами и регистрируют интенсивность излучени обратно-рассе нных медленных нейтронов. Точное определение толщины металлического экрана известным способом возможноО5•^Nj^ •^ Ю

Description

также только в случае посто нства параметров водородсодержащего сло (толщины, концентрации элементов). При изменении указанных параметров возникает погрешность в измерении толщины металлического экрана, что оВусловлено изменением замедл ющих и поглощающих свойств водородсодержащего сло по отношению к нейтронам Целью изобретени вл етс повышение точности и чувствительности измерени . Поставленна цель достигаетс тем что дополнительно регистрируют интенсивность гамма-излучени радиационного захвата медленных нейтронов драми элементов материала покрыти и по отношению интенсивностей регистрируемых потоков излучени суд т толщине покрыти . При увеличении толщины покрыти поток регистрируемых медленных нейтронов на поверхности покрыти уменьшаетс из-за удалени замедл ющего материала подложки от источника и де тектора и из-за поглощени обратно рассе нных в подложке медленных ней:тронов материалом покрыти (в частности , при реакции радиационного за хвата). В отличие от потока медленных нейтронов на поверхности покрыти поток гамма-излучени радиационнего захвата, согласно экспериментальным данным, с увеличением толщины покрыти увеличиваетс . Так как поле медленных нейтронов на поверхности покрыти (при данной его толщ не) и поле медленных нейтронов в ма териале покрыти полностью определ ютс полем медленньк нейтронов, создаваемым водородосодержащей подложкой (по аналогии с прототипом), то и флукз:уации этого пол (флук.-цуации свойств материала подложки по отно- шению к нейтронам) привод т к соответствующим изменени м регистрируемых потоков медленных нейтронов и г ма-квантов радиационного захвата на поверхности покрыти , то есть, с увеличением пол медленных нейтроно создаваемого подложкой, пропорцио.нально увеличиваютс регистрируемые потоки излучений на поверхности покрыти (при данной его толщине). Сл довательно, измерение отношени рег стрируемых потоков излучений дает возможность исключить, зависимости регистрируемого параметра (отношени от флуктуации свойств материала подложки и тем самым позвол ет существенно повысить точность измерени толщины покрыти (экрана) по сравнению с известным способом. Поскольку регистрируемые потоки излучений в зависимости от толщины покрыти имеют обратный характер, то есть один регистрируемый параметр возрастает, а другой - убывает с увеличением толщины покрыти , то измерение отношени регистрируемых потоков приводит к увеличению чувствительности способа по сравнению с известным. Таким образом, регистриру на поверхности покрыти дополнительно к потоку медленных нейтронов поток гамма-квантов , возникающих при радиационном захвате медленных нейтронов драми элементов в материале покрыти , и измер отношение регистрируемых потоков можно существенно повысить точность и чувствительность способа по сравнению с известным. Данное изобретение можно по снить на примере измерени толщины стенки стального трубопровода, по которому транспортируетс вода или пульпа (за медл юща среда). На чертеже представлены.экспериментальные зависимости потока медленных нейтронов на поверхности трубы (крива 1 - известный способ) и потока гамма-квантов радиационного захвата медленных нейтронов драми железа стенки трубы (крива 2) в относительных единицах (нормированы на соответствующие величины потоков при минимальной толщине стенки трубы в проведенном эксперименте). На кривых 1 и 2 соответствующими цифрами отмечены величины регистрируемых потоков при данной толщине стенки трубопровода (d) в зависимости от изменени свойств замедл ющей среды (воды, пульпы ) , которые определ ютс в данном примере следующими факторами: изменением водородосодержани транспортируемого материала за счет по влени в воде дузьфьков воздуха или газа, изменением концентрации твердого материала в пульпе, неодинаковым заполнением трубопровода транспортируемым материалом (вода, пульпа) в разных местах трубопровода и в различные моменты времени. В данном эксперименте изменение параметров замедл ющего сло имитировалось различным заполнением трубопровода водой. Из анализа кривой 1 видно, что разброс значений определ емой толщины известным способом довольно велик (bd) при флуктуаци х параметров водородосодержащего в предложенном способе така погрешность практически полностью устран етс (крива 3). Крива 3 представл ет функцию отношени регистрируемых потоков излучений (потока гамма-кванто

радиационного захвата к потоку медленных нейтронов) от толщины стенки трубопровода. Из анализа кривых фиг, 1 можно сделать вьгоод, что предложенный способ практически полностью устран ет зависимость регистрируемого параметра от флукз;уаций свойств замедл ющего материала подложки и повьшает чувствительность во всем диапазоне исследуемых толщин стенки трубопровода примерно в 2 раза .

tl,HH

Claims

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ, например металлического, на подложке из водосодержащего материала, заключающийся в том, что облучают объект контроля быстрыми нейтронами и регистрируют интенсивность потока излучения обратно рассеянных медленных нейтронов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерения, дополнительно регистрируют интенсивность гамма-излучения радиационного захвата медленных нейтронов ядрами элементов материала покрытия и по отношению интенсивностей регистрируемых потоков излучения судят о толщине покрытия.
2 держащих подложках известный способ может использоваться лишь при постоянной толщине подложки и концентрации ядер водорода в материале подложки. В противном случае возникает большая погрешность в измерении толщины из-за флуктуаций указанных параметров.

Наиболее близким по сущности к предложенному способу является способ измерения толщины покрытия, например, металлического, на подложке из водородсодержащего материала, заключающийся в том, что облучают объект контроля быстрыми нейтронами и регистрируют интенсивность излучения обратно-рассеянных медленных нейтронов. Точное оп ределение толщины металлического экрана известным способом возможно также только в случае постоянства параметров водородсодержащего слоя (толщины, концентрации элементов). При изменении указанных параметров возникает погрешность в измерении толщины металлического экрана, что обусловлено изменением замедляющих и поглощающих свойств водородсодержащего слоя по отношению к нейтронам.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно регистрируют интенсивность гамма-излучения радиационного захвата медленных нейтронов ядрами элементов материала покрытия и по отношению интенсивностей регистрируемых потоков излучения судят о толщине покрытия.

При увеличении толщины покрытия поток регистрируемых медленных нейтронов на поверхности покрытия уменьшается из-за удаления замедляющего материала подложки от источника и детектора и из-за поглощения обратно рассеянных в подложке медленных нейтронов материалом покрытия (в частности, при реакции радиационного захвата) . В отличие от потока медленных нейтронов на поверхности покрытия поток гамма-излучения радиацион- ного захвата, согласно экспериментальным данным, с увеличением толщины покрытия увеличивается. Так как поле медленных нейтронов на поверхности покрытия (при данной его толщине) и поле медленных нейтронов в материале покрытия полностью определяются полем медленных нейтронов, создаваемым водородосодержащей подложкой (по аналогии с прототипом), то и флуктуации этого поля (флуктуации свойств материала подложки по отношению к нейтронам) приводят к соответствующим изменениям регистрируемых 'потоков медленных нейтронов и гам ма-квантов радиационного захвата на поверхности покрытия, то есть, с увеличением поля медленных нейтронов, создаваемого подложкой, пропорции нально увеличиваются регистрируемые потоки излучений на поверхности покрытия (при данной его толщине). Следовательно, измерение отношения регистрируемых потоков излучений дает возможность исключить, зависимости регистрируемого параметра (отношения) от флуктуаций свойств материала подложки и тем самым позволяет существенно повысить точность измерения толщины покрытия (экрана) по сравнению с известным способом. Поскольку регистрируемые потоки излучений в зависимости от толщины покрытия имеют обратный характер, то есть один регистрируемый параметр возрастает, а другой - убывает с увеличением толщины покрытия, то измерение отношения регистрируемых потоков приводит к увеличению чувствительности способа по сравнению с известным.

Таким образом, регистрируя на поверхности покрытия дополнительно к потоку медленных нейтронов поток гамма-квантов, возникающих при радиационном захвате медленных нейтронов ядрами элементов в материале покрытия, и измеряя отношение регистрируемых потоков можно существенно повысить точность и чувствительность способа по сравнению с известным.

Данное изобретение можно пояснить на примере измерения толщины стенки стального трубопровода, по которому транспортируется вода или пульпа (за^ медляющая среда).

На чертеже представлены.экспериментальные зависимости потока медленных нейтронов на поверхности трубы (кривая 1 - известный способ) и потока гамма-квантов радиационного захвата медленных нейтронов ядрами железа стенки трубы (кривая 2) в относительных единицах (нормированы на соответствующие величины потоков при минимальной толщине стенки трубы в проведенном эксперименте). На кривых 1 и 2 соответствующими цифрами отмечены величины регистрируемых потоков при данной толщине стенки трубопровода (d₀) в зависимости от изменения свойств замедляющей среды (воды, пульпы) , которые определяются в данном примере следующими факторами: изменением водородосодержания транспортируемого ’материала за счет появления в воде пузырьков воздуха или газа, изменением концентрации твердого материала в пульпе, неодинаковым заполнением трубопровода транспортируемым материалом (вода, пульпа) в разных местах трубопровода и в различные моменты времени. В данном эксперименте изменение параметров замед5

6714 ляющего слоя имитировалось различным заполнением трубопровода водой. Из анализа кривой 1 видно, что разброс значений определяемой толщины известным способом довольно велик (id) при флуктуациях параметров водородосодержащего слоя,а в предложенном способе такая погрешность практически полностью устраняется iq (кривая 3). Кривая 3 представляет функцию отношения регистрируемых потоков излучений (потока гамма-квантов радиационного захвата к потоку медленных нейтронов) от толщины стенки трубопровода. Из анализа кривых фиг. 1 можно сделать вывод, что предложенный способ практически полностью устраняет зависимость регистрируемого параметра от флуктуаций свойств замедляющего материала подложки и повышает чувствительность во всем диапазоне исследуемых толщин стенки трубопровода примерно в 2 раза.