Способ определения рельефа и уровня поверхности

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЛЬЕФА И УРОВНЯ ПОВЕРХНОСТИ; заключающийся В том, что контролируемую поверхность облучают коллимированным пучком гаммаили рентгеновскрро излучения с получением на тюверхности облученной полосы, регистрируют } I отраженное излучение при помощи колликярованного приемника, по ориентации источника и приемника определяют координаты точек контролируемой эверхности, вращаемой вокруг одного из концов oблsfчeннoй поло . сой, ко1 мутируют сигналы приемника в соответствии с фазой вращения облученной полосы, сравнивают сигналы , накопленные в течение полупериодов вращения и по результатам сравнения осуществляют управление движением приемника, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, регистрируют частично поглощаемое контролируегллми материалами прямое излучение , определяют степень поглощения и корректируют результаты из (Л мерения координат точек контролируемой пове-1хности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(5П G 01 В 15 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДгЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3484149/18-28 (22) 07.07.82 (46) 07.01.84. Бюл. М 1 (72) A.Ñ.Ãîëîâ÷åíêà, Б.E.Õàëåöêèé, М.A.Öåéòëèí, И.5l.Туктамышев, В.П.Таран и Г.К.ПОлынкин . (71) Днепропетровский ордена Òðóдового Красного Знамени горный институт им. Артема (53) 681.123.532.217:531.717.82 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР р 237411, кл. 6 01 В 15/0.4, 1965. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЛЬЕФА

И УРОВНЯ ПОВЕРХНОСТИ, заключающийся в том, что контролируемую поверхность облучают коллимированным пучком гамма- или рентгеновскопо излучения с получением на .поверхности облученной полосы, регистрируют

„„Я0„„1065686 А отраженное излучение при помощи коллил.ированного приемника, по ориентации источника и приемника определяют координаты точек контролируемой . эверхности, вращаемой вокруг одного из концов облученной поло+. . сой, коммутируют сигналы приемника в соответствии с фазой вращения облученной полосы, сравнивают сигналы, накопленные в течение полупериодов вращения и по результатам сравнения осуществляют управление движением приемника, о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, регистрируют частично поглощаемое контролируемыми материалами прямое иэлу- Ф

Ж чение, определяют степень поглощения и корректируют результаты иэ- файф мерения координат точек контролиру" Ъу емой поверхности.

1065686

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к способам измерения рельефа и уровня поверхности вещества.

Известен способ определения рельефа и уровня поверхности, заключающийся в том, что контролируемую поверхность облучают коллимированным пучком гамма- или рентгеновского излучения с получением на поверхности блученной полосы, регистрируют отраженное излучение при помощи коллимированного приемника, по ориентации источника н приемника определяют координаты точек контролируемой поверхности, осуществляют сканирование поверхности, вращаемой вокруг одного из концов облученной полосой, коммутируют сигналы приемника в соответствии с Фазой вращения облученной полосы, сравнивают сигналы, накопленные в течение полупериодов вращения и по результатам сравнения осуществляют управление движением приемника (1 3, Недостаток этого способа .состоит в том, что точность измерения значительно зависит от плотности и состава контролируемых материалов. Чем меньше плотность контролируемых материалов, тем больший их поверхностный слой взаимодействует с гамма-излучением и, следовательно, большая погрешность.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения рельефа н уровня поверхности, заключающемуся в том, что контролируемую поверхность облучают коллимированным пучком гамма- или рентгеновского излучения с получением иа поверхности облученной полосы, регистрируют отраженное излучение при помощи коллимированного приемника,по ориентации источника и приемника определяют координаты точек контролируемой поверхности, вращаемой вокруг одного из концов облученной полосой, коммутируют сигналы применика в соответствии с фазой вращения облученной полосы, сравнивают сигналы, накопленные в течение полунериодов вращения и по результатам сравнения осуществляют управление движением приемника, регистрируют частично поглощаемое контролируемыми материалами прямое излучение, определяют степень поглощения и корректируют результаты измерения координат точек контролируемой поверхности.

На чертеже изображена схема осуществления способа.

Контролируемую поверхность 1 облучают выходящим из блока 2 источника коллимированным пучком 3 гаммаизлучения, вращающимся вокруг Ьси 4 ориентации блока источника так, что на поверхности образуется облучен-. ная полоса, вращающаяся вокруг центра 5 облученной эоны. Рассеянное излучение регистрируют коллимированным приемником о, в ксгорый попадает излучение с ограниченной приемной зоной с центром в точке 7.

Сигнал приемника б с помощью схеь 8 коммутации преобразуют так, что при изменении угла вращения пучка 3 в диапазоне от 0 до 180 сигнал приемника б направляют в накопитель 9, а при изменении угла в диапазоне от 180 до 360 — в нако.питель 10. Сравнивая накопленные сигналы в блоке 11 сравнения, получают сигнал разбаланса. В;соответсту вии с величиной и полярностью сигнала разбаланса управляют движением блока 2 источника и приемника 6 с помощью соответствующих блоков 12 и 13 управления и сервоприводов 14 и 15. При нулевом сигнале раэбаланса блок 2 источника и приемник б поворачивают таким образом, чтобы центр 5 облученной зоны и точка 7

I приемной эон перемещались в одном направлении, например, справа налево. При отставании центра приемной

30 зоны возникает положительный сигнал разбаланса. В соответствии с этим ускоряют движение блока приемника б и одновременно замедляют движение блока 2 источника до ис35 чезновения сигнала разбаланса.

При отставании центра облученной зоны возникает отрицательный сигнал разбаланса, в соответствии с которым замедляют движение приемника, б

4() и ускоряют движение блока 2 источника до исчезновения сигнала разбаланса.

При таком управлении движением блока 2 источника и приемника б точка 16 пересечения осей ориентации этих блоков (точка локации) перемещается справа налево по линии

17, проходящей ниже контролируемой поверхности 1 на величину методической погрешности измерения и .

5О Эта погрешность обусловлена проникновением гамма-излучения вглубь контролируемых материалов и обратно пропорционально зависит от плотности верхнего слоя материалов (в пер55 Kq вом приближении dъ —, где,и, — коэффициент поглощения гамма-излучения материалами, характеризующий в значительной степени плотность мате

60 риалов; К„ — коэФфициент пропорциональности, определяемый заранее экспериментально для контролиру-. емых материалов).

Координаты точки 16 локации

Ь определяют с помощью вычислитель10б568б

Составитель В. Парнасов

Редактор Р.Цицика Техред И. ь"етелева Корректор Л.Патай

Заказ 11028/41 Тираж 593 Подписное

ВНИИПИ ГОсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного устройства 18, связанного с датчиками 19 и 20, ориентации и блоков источника и приемника.

После определения координат нескольких точек начального (периферийного) участка поверхности в so- 5 ну измерения перемещают детектор 21 гамма-излучения с помощью сервопривода 22 и блока 23 управления в зависимости от вычисленных ординат этих точек так, чтобы орднната детектора 21 была больше ординаты (уровня),.например, первой измеренной точки поверхности, т.е. ниже этой точки на заранее выбранную величину д . Далее с помощью 15 детектора 21 принимают частично поглощаемое контролируеьыми материалами в зоне измерения прямое излучение блока 2, измеряют с помощью интенсиметра 24 интенсивность импульсного сигнала детектора 21

20 и определяют с помощью вычислительного устройства 18 степень поглощения прямого гамма-излучения материалами в зоне измерения. В качестве показателя степени поглощения

25 используют натуральный логарифм отношения заранее известной интенсивности Зо сигналов детектора 21, рассчитываемой или определяемой заранее экспериментально в случае от- 30 сутствия материалов в. зоне располо-, жения этого дете. <тора, к измеренной интенсивности 3 сигнала детектора 21 при наличии контролируемых материалов в зоне расположения детектора. 35

Определяемая таким образом степень поглощения гамма-излучения зависит от плотности верхнего слоя материалов (чем больше плотность тем больше степень поглощения при прочих одинаковых условиях и наоборот) и, следовательно, в значительной степени характеризует эту плотность. При достаточно малых размерах детектора 21 определяемая по описанной методике степень поглощения, как известно, прямо пропорциональна коэффициенту поглощения о р

3 прохождения гамма излучения в контролируемых материалах в направлении от источника излучения к детектору

21; К; — коэффициент пропорциональности, зависящий от угла наклона и уровня начального участка поверхности, который определяют с помощью вычислительного устройства 18 по координатам измеренных точек этого участка поверхности.

Далее ординаты измЬренных точек поверхности корректируют с помощью вычислительного устройства 18, уменьшая их на величину б", обратно пропорциональную степени поглощения гамма-излучения материалами в начальной зоне измерения, и определяют поледующие участки рельефа, уменьшая ординаты измеренных точек на ту же величину. Величину h определяют по известным значениям К, к, d, 3 и 3 в соответствии с формулой к„к 8 д" =

Е. —,-к,К, о

Сравнение приведенных соотношений показывает, что величина д" близка к методической погрешности Л.

Положительный эффект способа состоит в том, что существенно снижается погрешность измерения рельефа и уровня поверхности доменной шихты, обусловленная изменением плотности верхнего слоя шихты. Кроме того, получаемая в этом способе информация о плотности верхнего слоя шихты имеет большое практическое значение при управлении доменной печью.