Файл: Ядернофизические методы анализа и контроля технологических процессов [сборник статей]..pdf

второй вход которого приходит сигнал, пропорциональный величи­ не а от блока 4. На выходе блока 8 вырабатывается сигнал, про­ порциональный

а — х =у.

Очевидно, в качестве блока 1 может быть использован любой детектор у излУчения> блока 2 — логарифмический интенсиметр. Все вычитающие устройства 3, 6, 8 можно построить либо по мос­ товым схемам, либо по методу алгебраического суммирования на постоянных резисторах. Блоки умножения 5 и 7 представляют собой усилители с коэффициентами усиления р2 и l, ^ —р2) соотственно. Блоком 4 может служить любое электромеханическое устройство, вырабатывающее сигнал, пропорциональный общей толщине объекта, например приспособление с реостатным или ин­ дукционным датчиком.

Для получения минимальных погрешностей просвечивание конт­ ролируемого объекта необходимо производить узким пучком у-излучения, чтобы после поглотителя регистрировались только первичные кванты.

Очевидно, описанное устройство может работать датчиком в системе автоматического управления технологическим процессом получения двухслойного объекта с заданными толщинами состав­ ляющих слоев.

в котором распределение материала может изменяться. При этом будем учитывать только поглощение излучения в веществе слоя. Будем считать также, что изменение распределения материала в ,слое происходит одинаково по всей рабочей длине слоя.

101

Если при однородной поверхностной плотности слоя распреде­ ление поверхностной плотности излучения, прошедшего через по­ глощающий слой по ширине слоя имеет вид I —A Iо(х), где А — величина, учитывающая излучение источника и геометрию систе­

Пусть материал в слое произвольным образом перераспределит­ ся при неизменном количестве материала и выражение для по­ верхностной плотности потока излучения, прошедшего через слой, примет вид 1= А 1\{х). Тогда, для полной величины потока излуче­ ния, прошедшего через слой, получим

случае не равны, то перераспределение материала в поглощающем слое должно привести к изменению потока излучения, прошедшего через материал. Отсюда следует, что при измерениях различных параметров материалов, основанных на поглощении излучений, перераспределение (при неизменном количестве) материала в по­ глощающем слое должно привести к появлению специфической погрешности измерений. Величина этой погрешности может быть определена отношением

Д (х) dx

I /0 (х) dx

о

С другой стороны, это же явление может быть использовано для оценки степени равномерности распределения материала в поглощающем слое.

Для оценки возможной величины погрешности, рассмотрим однородный поток излучения.

Будем считать, что материал в поглощающем слое расположен так, что нижняя и боковые поверхности его жестко фиксированы,

102

закону

у = k x + у0,

где у 0, х , у, к — соответственно средняя толщина, текущие коор­ динаты по ширине и толщине, угловой коэффициент верхней поверхности слоя; то для потока излучения, прошедшего через слой, получим

изменение распределения материала при неизменном его количестве в поглощающем слое приводит к появлению погрешности измере­ ния параметров слоя, связанных с поглощением излучения.

Величина погрешности увеличивается с возрастанием коэффи­ циента поглощения излучения и с увеличением степени неравно­ мерности распределения материала в поглощающем слое.

Этот фактор, безусловно, ограничивает возможности методов, основанных на поглощении излучений для измерения параметров материалов, имеющих перемещенную геометрию поперечного се­ чения.

УДК 539.106

С. А. Бибинов, Ю. Б. Мухин

РАДИОИЗОТОПНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ТОНКОЙ ВОЛЬФРАМОВОЙ ПРОВОЛОКИ

Быстрое развитие электротехнической промышленности и элек­ троники требует дальнейшего количественного и качественного рос­ та производства тонкой вольфрамовой проволоки.

103

Одним из показателей качества проволоки является точное соответствие фактического диаметра проволоки номинальному.

В настоящее время допуски на.вольфрамовую проволоку раз­ личного диаметра следующие (%);

Для удовлетворения таких высоких требований к проволоке предложены разнообразные методы и приборы: механические и оптические [1], приборы с токовихревыми и емкостными датчиками [2], с механотронными преобразователями [3], газоразрядные мик­ рометры [4], радиоизотопные приборы и лазеры. Применение тех или иных приборов и методов обусловлено свойствами материала проволоки, размером, необходимой точностью, производственными условиями измерения.

На заводах, производящих тонкую вольфрамовую проволоку, до сих пор диаметр определяется взвешиванием отрезка проволоки. Метод этот трудоемкий, требует использования дорогих торсион­ ных весов. Главный его недостаток — контроль диаметра только на концах катушки.

Приборы типа рычажных микрометров и фотооптиметров с ценой деления 1 мкм требуют очень осторожного и умелого обра­ щения, легко разрегулировываются, поэтому для цеховых условий малопригодны. В механических приборах необходимо значитель­ ное контактное усилие, вследствие чего возможно смятие измеряе­ мой проволоки, а отсюда — неверные показания. Механотронные преобразователи можно применять только для периодического контроля из-за быстрого износа расчетного контакта механотрона. Из бесконтактных способов метод вихревых токов трудно реали­ зовать ввиду малой проводимости вольфрама; фотоэлектрический метод (широко применяемый для контроля толстой проволоки) не обеспечивает необходимой точности при контроле тонкой проволо­ ки из-за дифракционных и интерференционных явлений.

В настоящее время проводятся работы по применению ионизи­ рующих излучений для измерения диаметра проволоки [5, 6]. И з­ вестны два варианта этого метода: р-теневой [7] и у-теневой. До­ стоинство первого — простота выполнения измерительной головки, легкость осуществления защиты от р-лучей; второго — возможность получения большей точности измерения из-за снижения аппаратур­ ной погрешности, наличие плато в счетной характеристике.

Мы исследовали возможность применения у-теневого метода для измерения диаметра вольфрамовой проволоки от 12,5 до 180 мкм. Для этих целей мы пользовались щелевым коллиматором из полированных брусков вольфрама.

104