Толщиномер покрытий

Толщиномер покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах бесконтактного измерения толщины покрытий с использованием флуоресцентного излучения материала покрытия. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей толщиномера и повышение точности измерений толщины покрытия на основаниях переменной толщины путем учета эффекта дополнительного возбуждения флуоресцентного излучения покрытия рассеянным в основании излучением при изме

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (511 4 G О1 В 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМЦТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4219892/24-28 (22) 01.04.87 (46) 28.02.89. Бюл. М 8 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом институте им. С.И.Кирова (72) В.И.Выстропов, Б.И.Капранов и В.А.Бартошко (53) 531.717.11(088.8) (56) Бунис З.A. Вейц b.Н., 51дченко Л.Н. Радиоизотопные рентгенофлуоресцентные толщиномеры покрытий:

И.: Атомиздат, 1979, с. 84.

Авторское свидетельство СССР

У 1354031, кл. G 01 В 15/02, 24.03.86.

„„90„„1462102 А 1 (54) ТОЛЦИНОИЕР ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах бесконтактного измерения толщины покрытий с использованием флуоресцентного излучения материала покрытия. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей толщиномера и повышение точности измерений толщины покрытия на основаниях переменной толщины путем учета эффекта дополнительного возбуждения флуоресцентного излучения покрытия рассеянным в основании излучением при изме1462102. рении толщины различных покрытий на

: основаниях переменной толщины. Спект1 рометрический детектор б регистрирует одновременно реперное излучение, поступающее непосредственно от источника 2, флуоресцентное излучение покрытия и рассеянное основанием излучение. В момент заполнения таймерного счетчика 20 с его выхода поступает командный импульс в блок 21 управ

:; ления. Б зависимости от состояния

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах бесконтактного измерения толщины покрытий с исполь5 зованием флуоресцентного излучения материала покрытия.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей толщиномера и повышение точности измерений толщины покрытий на основаниях переменной толщины путем учета эффекта дополнительного возбуждения флуоресцентного излучения покрытия рассеянным в основании излучением при изме рении толщины различных покрытий на основаниях переменной толщины. па чертеже представлена структурная схема толщиномера покрытий.

Толщиномер покрытий содержит рас- 20 йолагаемые по одну сторону от объекта 1 контроля источник 2 излучения воконтейнере 3 с коллимирующими отверстиями 4 и 5 для реперного и ра6пчего пучков, детектор 6 излучения, последовательно соединенные дифференциальный дискриминатор 7 и счетчик 8, образующие канал рассеянного излучения, последовательно. соединенные второй дифференциальный дискриминатор 9, схему 10 антисовпадений, втоо рой счетчик 11, цифровой компаратор

12, трехвходовый элемент И 13, образующие канал реперного излучения, последовательно соединенные третий дифференциальный дискриминатор 14, вторую схему 15 антисовпадений, третий счетчик 16, второй цифровой компаратор 17, второй трехвходовый элемент И 18 и регистрирующее устройст40 во 19, образующие канал флуоресцентблока установки режима работы устройство позволяет уменьшать либо увеличивать среднюю частоту следования импульсов таймерного канала на величину, пропорциональную средней частоте следования импульсов канала рас сеянного излучения, и тем самым обеспечить автоматическую коррекцию эффекта дополнительного возбуждения для широкого круга условий измерения. 1 ил. ного излучения, входы каналов рассеянного, реперного и флуоресцентного излучения соединены с выходом детектора 6, последовательно соединенные таймерный счетчик 20 и блок 21 управления, выход которого подключен к вторым входам трехвходовых элементов И 13 и 18 реперного и флуоресцентного каналов, блоки 22 и 23 предварительной установки чисел реперного и флуоресцентного каналов, кодовые входы которых подключены к соответствующим входам цифровых компара- . торов 12 и 17 соответствующих каналов, вторые входы схем 10 и 15 антисовпадений реперного и флуоресцентного каналов подключены к выходам цифровых компараторов 12 и 17 соответствующих каналов, третий вход трехвходового элемента И 18 канала флуоресцентного излучения подключен к выходу дифференциального дискриминатора

14 своего канала, входы обнуления счетчиков 11 и 16 реперного и флуоресцентных каналов подключены к выходу счетчика 8 рассеянного излучения, он также снабжен блоком 24 деления, блоком 25 сложенмя, третьим трехвходовым элементом H 2b и блоком 27 установки режима работы; б ñt 24 деления подключен входом к выход. дифференциального дискриминатора 9 канала реперного излучения, а выхо,дом — к третьему входу трехвходового элемента И 13 канала реперного излучения, выход которого подключен к первому входу блока 25 сложения, второй вход которого подключен к выходу третьего трехвходового элемента И 26, а выход — к входу таймер1462102 ного счетчика 20, входы третьего трехвходового элемента И 26 подключены соответственно к выходу блока

27 установки режима работы, к выходу

5 блока 21 управления и к выходу схемы

10 антисовпадений канала реперного излучения.

Толщиномер работает следующим образом. 10

Спектрометрический детектор 6 регистрирует одновременно реперное излучение, поступающее непосредственно от источника 2 через коллимирующее отверстие 4 реперного пучка, флуоресцентное излучение покрытия и рассеянное основанием излучение объекта 1 контроля, возникающее приоблучении его рабочим пучком источника 2 ° Импульсы с выхода детектора 6 поступают на входы амплитудных цифференциальных дискриминаторов 9,7 и 14, выделяющих из всего потока импульсов соответственно потоки импульсов реперного, рассеянного и флуоресцентного каналов. С выхода дифференциального дискриминатора 9 импульсы канала реперного излучения постоянно подаются через блок 24 деления на первый вход элемента И 13 и второй вход схемы 10 антисовпадений, с выхода дифференциального дискриминатора 14 канала флуоресцентного излучения — на вход элемента И 18 и схемы 15 антисовпадений. С выхода дифференциального дискриминатора 7 импульсы постоянно поступают на вход счетчика 8 рассеянного излучения, который работает в циклическом режиме и в момент полного заполнения об40 нуляется сам и выдает сигналы на входы безусловного обнуления счетчиков

11 и 16. В этот момент на выходах превышения цифровых компараторов 12 и 17 устанавливается потенциал логическогб нуля (поскольку в блоках 22

45 и 23 предварительной установки записаны некоторые превышающие нуль числа), который одновременно запрещает по третьим входам элементов И 13 и 18 прохождение импульсов в каналах реперного и флуоресцентного излучений соответственно на первый вход ( блока 25 сложения и вход регистрирующего устройства 19. При этом на первые входы схем 10 и 15 антисовпадений поступает разрешающий сигнал, . вследствие чего импульсы канала реперного излучения начинают поступать на счетный вход счетчика 11 и третий ,вход третьего элемента И 26, а импульсы канала флуоресцентного излучения — на счетный вход счетчика 16.

В момент времени, когда число импульсов, занесенное в счетчик 11, превысит число, установленное в блоке 22, на выходе превышения цифрового компаратора 12 установится потенциал логической единицы, который запретит прохождение импульсов реперного канала с выхода дискриминатора 9 в счетчик 11 и на третий вход элемента И

26, но разрешит по третьему входу элемента И 13 их прохождение на вход блока 25 сложения. Аналогичным образом в момент превышения числа импульсов в счетчике 16 над числом, установленным, в блоке 23, на выходе цифрового компаратора 17 установится потенциал логической единицы, запрещающий прохождение импульсов флуоресцентного канала с дискриминатора

14 на вход счетчика 16 и разрешающий по третьему входу элемента И 18 их прохождение в регистрирующее устройство. В момент очередного заполнения счетчика 8 на его выходе возникает сигнал обнуления и цикл работы блоков повторяется.

Элементы И 13,18 и 26 находятся в нормально закрытом состоянии по второму входу от блока 27 управления.

При нажатии пусковой кнопки блок 27 управления выдает разрешающий сигнал (потенциал логической единицы) на вторые входы элементов И 13, 18 и 26, с выходов которых соответствующие потоки импульсов начинают поступать в блок 25 сложения, таймерный счетчик 20 и регистрирующее устройство 19 для счета импульсов и обработки информации. В момент заполнения таймерного счетчика 20 с его выхода поступает командный импульс в блок 21 управления, который возвращается в исходное состояние и одновременно закрывает по второму входу элементы И

13,18 и 26.

При установке блока 27 в режим

"Вычитание" элемент И 26 постоянно закрыт по первому входу. В этом случае импульсы флуоресцентного канала поступают в регистрирующее устройство 19 от дифференциального дискриминатора 14 (а импульсы реперного канала в таймерный счетчик 20 от дискриминатора 9) в течение времени из35

5 14621 мерения (времени заполнения таймерного счетчика 20) отдельными порциями в соответствии с описанной выше циклической работой блоков (отпирание элементов И 13 и 18 по третьему

5 входу) .

Средняя частота следования импульсов канала флуоресцентного излучения, поступающих на вход регистри( рующего устройства 19 с выхода элемента И 18, будет равна

И е+1 и =и — — — -n (1) (9 14 Е 7 е а средняя частота следования им15 пульсов реперного канала в режиме работы "Вычитание", поступающих в таймерный счетчик 20 через блок 25 сложения с выхода элемента И 13„ будет равна 20

1 M< +1 п п =-(n — — — — и ) (2) о (К 9 Е

8 . где и,п,n — средние частоты сле(ь дования импульсов с выходов дифференци- 25 альных дискриминаторов 9,7 и 14 соответственно;

М,М вЂ” числа, установленные в блоках 22 и.23 - З0 предварительной установки9

Е8 — емкость счетчика 8;

К вЂ” коэффициент деления блока 24.

При установке блока 27 в режим

"Сложение" элемент И 26 будет по первому входу постоянно открыт. Это разрешит в моменты времени, соответствующие закрытому по третьему входу состоянию элемента И 13 (открытому состоянию схемы 10 антисовпадений), прохождение импульсов с выхода дискриминатора 9 через схему 10 антисовпадений, элемент И 26 на второй вход

45 блока 25 сложения и далее в таймерныйсчетчик 20.

Таким образом, в режиме работы

"Сложение" средняя частота следования импульсов, поступающих в таймерный счетчик, будет равна

1Г М„+1 1 п =и +и =- п +(К-1) — — -n 1 ° (33 ао 1 К 9 т

При этом средняя частота импульсов,-,5 поступающих в регистрирующее устройство 19, не изменится и выражение (1) станется справедливым и в режиме работы устройства "Сложение".

02 6

Из выражений (1), (2) и (3) следует, что, установив необходимый режим работы блока 27, достаточный коэффициент деления блока 24 и требуемые значения чисел И и М в блоках 22 и 23 (все перечисленные параметры могут быть определены ранее, например, по результатам предварительных измерений), можно добиться одновременного устранения влияний перекрытия аппаратурных пиков и дополнительного возбуждения для различных условий измерений (состав покрытия, энергия квантов источника излучения, геометрия измерений и энергетическое разрешение детектора излучения), а также расширения функциональной возможности толщиномера при одновременном обеспечении повышенной точности измерений толщины покрытий на основаниях переменной толщины.

Формул а и з о бр е т е н ия

Толщиномер покрытий, содержащий располагаемые по одну сторону от объекта контроля источник излучения в контейнере с коллимирующими отверетиями для реперного и рабочего пучков, детектор излучения, последовательно соединенные дифференциальный дискриминатор и счетчик, образующие канал рассеянного излучения, последовательно соединенные второй дифференциальный дискриминатор, схему антисовпадений, второй счетчик, цифровой компаратор, трехвходовый элемент И, образующие канал реперного. излучения, последовательно соединенные третий дифференциальный дискриминатор, вторую схему антисовпадений, третий счетчик, второй цифровой компаратор, второй трехвходовый элемент И и регистрирующее устройство, образующие канал флуоресцентного излучения, входы каналов рассеянного, реперного и флуоресцентного излучений соединены с выходом детектора, последовательно соединенные таймерный счетчик и блок управления, выход которого подключен к вторым входам трехвходовых элементов И реперного и флуоресцентного каналов, блоки предварительной установки чисел реперного и флуоресцентного каналов, кодовые выходы которых подключены к соответствующим входам цифровых компараторов соответствующих каналов, Составитель B.Климова

Техред A.Êðàâ÷óê Корректор В.Гирняк

Редактор М.Андрушенко

Заказ 661/37

Тираж 683

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

7 14621 вторые входы схем антисовпадений реперного и флуоресцентного каналов подключены к выходам цифровых компараторов соответствующих каналов, 5 третий вход трехвходового элемента И канала флуоресцентного излучения подключен к выходу дифференциального дискриминатора своего канала, входы обнуления счетчиков реперного и флуо- >ð ресцентного каналов подключены к выходу счетчика рассеянного излучения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерений, толщиномер снабжен блоком деления, блоком сложения, третьим трехвходовым элементом И и блоком

02 8 установки режима работы, блок деления подключен входом к выходу дифференциального дискриминатора канала реперного излучения, а выходом— к третьему входу трехвходового элемента И канала реперного излучения, выход которого подключен к первому входу блока сложения, второй вход которого подключен к выходу третьего трехвходового элемента И, а выход — к входу таймерного счетчика, входы третьего трехвходового элемента И подключены соответственно к выходу блока установки режима работЬ>, к выходу блока управления и к выходу схемы антисовпадений канала реперного излучения.