Прибор для автоматического бесконтактного измерения толщины листовых материалов

Прибор для автоматического бесконтактного измерения толщины листовых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ло 129340

Класс 42Ь, 11

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А. М. Богачев, Б. И. Верховский и А. H. Макаров

ПРИБОР ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, А ТАКЖЕ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИИ

Заявлено 24 октября !йв9 г. за М 642023/25 в Комитет по де.n!xi изобретений и открытий i;In, Совете Министров СССР

Опубликовано B «Бюллетене изобретений» М 12 за !360 г.

Известны устройства для измерения толщины листовых- материалов, действие которых основано»а сравнении интенсивности радиоактивного излучения.

В описываемом приборе для автоматического бесконтактного измерения толщины листовых материалов, а также толщины покрытий вспомогательный источник излучения выполнен в виде полудиска с переменным внешним радиусом, позволяюшим получить линейную шка,чу измеряемой величины.

Такое выполнение прибора по сравнению с известными обеспечивает более высокую точность измерешш в небольшом диапазоне толщин, На фиг. 1 изображена схема прибора для контроля толцп1ны покрытий; на фиг. 2 — принципиальная схема прибора для контроля то,ццины листовых материалов; на фиг. 3 — принципиальная схема следящей сист«мы показывающего прибора.

Прибор для контроля толщины листовых материалов по поглощению излу 1ения при соответствъ>ющем изменении взаимного расположения источника излучения и контролируемого материала используют для контроля толщины покрытий по интенсивности отраженного излучения.

Детектором излучения в приборе служит ионизациоцная камера, состоящая из двух половин — рабочей 1 и компенсационной 2 с сообщающимися газовыми объемами. Собирающие электроды камер электрически соединены, а на высоковольтные поданы напряжения разных знаков.

В рабочую половину камеры попадает излучение основного источника 3, прошедшее через контролируемый материал (при измерении толщины) или отраженное им (при измерении толщины покрытий). В компенсационную половину камеры nonaдаст излучение ol двух вспомогательных источников 4 и 5. Один из источников 4 устанавливак1т непосредственно

М 129340 в камере и поток,излу чения, которыЙ попадает в каме1эу OJ этого исто -1ника, в процессе измерения не изменяется. Поток излучения второго вспомогательного источника 5 перекрывается диафрагмирующей шторкой б, укрепленной на валу небольшого реверсивного двигателя 7. Со шторкой связана стрелка показывающего прибора 8, по шкале которого отсчитывается значение толщины материала или толщины покрытия.

Ионизационные токи камер имеют противоположные направления.

Поэтому по высокоомному сопротивлению R протекает разность этих токов. Возникающее на этом сопротивлении постоянное напряжение того или иного знака усиливается усилителями 9 и 10. Для того чтобы не применять усилитель постоянного тока и избежать таким образом трудностей, связанных с дрейфом пуля такого усилителя, управляющая сетка входной лампы периодически (50 раз в 1 сек) отключается от собирающего электрода камеры и замыкается на землю. В качестве усилителя используют обычный усилитель низкой частоты с реостатно-емкостной связью. На выход усилителя включен реверсивный двигатель с диафрагмирующей шторкой и» валу.

Если разность токов двух половин камеры не равна Hv:IIo, то на двигатель поступает сигнал определенной фазы. Направление вращения двигателя выбрано так, что поворот диафрагмирующей шторки приводит к уравниванию ионизационных токов. Напряжение на высокоомном сопротивлении при этом становится равным нулю, и двигатель останавливается. При изменении толщины (или толщины покрытия) изменяется ток в рабочей половине камеры, на высокоомном сопротивлении снова возникает напряжение, двигатель приводится во вращение и вновь уравнивает токи камер. Таким образом, каждому значению толщины (или толщины покрытия) соотвегствует определенное положение шторки, являющееся, следовательно, мерой толщины (илн толщины покрьггия) контролируемого материала.

Положение шторки, а следовательно, и результат измерения практически не зависит от изменения давления газа в камере, от колебаний величины высокоомного сопротивления, от изменений коэффициента усиления усилителя и аналогичных факторов, так как в момент отсчета показаний ионизационные токи камер равны по абсолютной величине. Поэтому и изменения этих параметров практически не вносят погрешностей в определение толщины (или толщины покрытия), контролируемого материала.

Два вспомогательных источника применены для увеличения угла поворота шторки на единицу изменения толщины (или толщины покрытия) в случаях, когда задают небольшой диапазон измерения, перекрывающий лишь малую часть кривой, поглощение выбранного радиоактивного изотопа (при измерении толщины) или кривой зависимости интенсивности отраженного излучения от толщины подложки и покрытия (при измерении толщины покрытий). Потоки излучения от обоих этих источников подбираются при настройке прибора таким образом, чтобы их сумма была достаточна для уравнивания токов в камере при максимальном значении потока излучения, попадающего в рабочую половину камеры, а поток излучения одного нерегулируемого вспомогательного источника (второй источник полностью закрыт диафрагмирующей шторкой) уравнивал бы ионизационные токи в камере при минимальном значении потока излучения, попадаюшего в рабочую половину камеры.

Регулируемый вспомогательный источник имеет форму полудиска с переменным внешним радиусом, Зависимость этого радиуса от угла выбирается такой, чтобы получить линейную шкалу (или шкалу другого заданного вида) показывающего прибора.

Хо ЮЛ4О

Предмет изобретения

Прибор для автоматического бесконтактного измерения то. {щи{{ ы листовых материалов, а также толщины покрытий, действие которогз основано на измерении остаточного излучения с помощью двух ионизацион ых камер, включенных по дифференциальной схеме с автоматической компенсацией, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечеш{ { высокой точности измерений в небольшом диапазоне толщин, применен вспомогательный источник излучения, выполненный в виде полудпска с переменным внешним радиусом, позволяющим получить линейную шкалу измеряемой величины.

Комитет по делам изобретений и открытий

1 едактор Л. Н. Токмаков

Ннформапионно-{::{äàòåëüñ{{{{{{ отдел.

0{{>,е.,{ 0,34 и. л. Зак. 4804 при Совете {Чииистров СССР

Гр 164

Подп. " печ. 26Лг-60 г.

Тираж 80 цена 50{ оп..

Типография Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССГМосква, Петровка, 14.

Стрелка показывающего прибора соединена «о ш{îðêîé потенциометрической следящей истемой. Для того чтобы можно было значение толщины (или толщины покрытия) отсчитывагь по одной и той же шкале при известных ограниченных изменениях плотности и химического c()става контролируемого материала в схему показывающего прибора введены два добавочных сопротивления 1т, и R; включенные последовательно с потенциометром П. Лимбы этих сопротивлений, при настройке прибора градуируются на определенные марки контролируемого материала

Показывающий прибор, кроме основной стрелки, имеет вторую дополнительную, связанную с основной при помощи повышающей шестеренчатой передачи, и вторую шкалу, служащую для отсчета отклонений толщины (или толщины покрытий) от заданного значения. Для этого дополнительная стрелка устанавливается на нуль этой второй шкалы в момент, когда показания по основной шкале равны заданному значению

Для сокращения времени установления показаний при последовательном измерении ряда образцов близких толщин, в схему прибора введено электронное реле 11 (фиг. 1 и 2), автоматически останавливающее реверсивный двигатель при резком увеличении сигнала в тракте усилителя. Такое резкое увеличение сигнала возникает, когда образец удаляется из измерительного зазора прибора. Таким образом, шторка и стрелка прибора «запоминают» результат очередного измерения и, если толщина следующего образца близка к толщине предыдущего, время установления показаний существенно сокращается, Естественный предел точности измерения кладут флюктуации ионизационного тока, связанные со статистической природой радиоактивного распада. При измерениях в широком диапазоне абсолютная и относительная величины этих флюктуаций меняются в зависимости от мгновенного значения толщины (или толщины покрытия) контролируемого материала. Каждому значению толщины соответствует некоторое оптимальное значение коэффициента усиления усилителя, достаточное для поворота двигателя и не приводящее к черезмерным колебаниям стрелки вследствие статистических флюктуаций ионизационн:>го тока. Для автоматической регулировки чувствительности усилителя на одном валу со шторкой укреплен движок потенциометра 12 (фиг. 1 и 2), изменяющего коэффициент усиления усилителя при изменении толщины (или толщины покрытия) контролируемого материала.