ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Устройство приборов с радиоизотопными датчиками Приборы релейного типа из "Применение радиоактивных изотопов для контроля химических процессов" Схема измерения интенсивности излучения компенсационным методом приведена на рис. 81. Поток излучения, интенсивность кото-,рого необходимо измерить пзм.). попадает в измерительную часть 1 дифференциальной ионизационной камеры. В компенсационную часть 2 камеры попадает часть потока излучения, испускаемого вспомогательным ( компенсационным ) излучателем 3, причем величина этого потока регулируется путем перемещения экранирующей шторки 4. Если в качестве излучателя использован у-источник, то вместо шторки применяют клин, за счет перемещения которого изменяется ослабление компенсационного потока излучения. [c.172] Выходной управляющий сигнал камеры, пропорциональный разности ионизационных токов обеих ее частей, усиливается при помощи усилителя 5 и подается на вход двигателя 6, соединенного через редуктор со шторкой и отсчетным устройством 7. При наличии разбаланса токов обеих частей ионизационной камеры двигатель перемещает шторку до тех пор, пока выходной сигнал не уменьшится до значения, меньшего порога чувствительности системы. [c.172] Так как величина ионизационного тока компенсационной части камеры однозначно связана с положением шторки и, следовательно, отсчетного устройства, показания последнего позволяют судить об интенсивности измеряемого потока излучения. [c.173] В приборах, основанных на компенсационном методе измерения интенсивности излучения, изменения значения измеряемого технологического параметра преобразуют в изменения интенсивности излучения действие толщиномеров и плотностемеров основано на ослаблении измеряемого потока излучения, действие измерителей толщины покрытий—на изменении интенсивности рассеянного -излучения. В зависимости от профиля шторки или клина можно получить шкалу любого вида обычно применяют шкалы, линейные относительно измеряемого параметра. [c.173] Важным достоинством описанного метода измерения является его очень высокая точность, определяемая практически только пороговым значением чувствительности следящей системы компенсационного канала. Так как измерения производят всегда при нулевом токе разбаланса, изменения характеристик детектора излучения не отражаются на результатах измерений. Небольшие изменения параметров усилителя практически также не влияют иа точность измерений. [c.173] К —статистический коэффициент усиления следящей системы компенсационной части прибора, численно равный установившейся скорости слежения при единичном рассогласовании. [c.174] В компенсационных приборах с линейными шкалами погрешность измерения постоянна во всем диапазоне измерений. [c.174] Высокая точность рассмотренных устройств с дифференциальными детекторами достигается, во-первых, использованием компенсационного метода измерений, а во-вторых, применением дифференциальных детекторов. Последние обладают весьма высокой стабильностью характеристики в том случае, когда изменения характеристик каждой части детектора, вызванные влиянием внешних условий, практически одинаковы. В этом случае, поскольку обе части детектора включены навстречу друг другу, результирующее изменение выходного сигнала при равенстве абсолютных значений сигналов каждой из частей (т. е. в момент компенсации) близко нулю. В дифференциальных детекторах можно использовать лишь ионизационные камеры и газоразрядные счетчики (в импульсном режиме). Однако этим типам счетчиков присущи серьезные недостатки, ограничивающие возможности их применения в промышленных приборах. [c.174] Выходной ток ионизационных камер весьма мал поэтому в схемах с такими камерами используют сложные по устройству усилители с вибропреобразователями, причем к сопротивлению изоляции входных цепей усилителя предъявляются чрезвычайно жесткие требования, соблюдение которых в производственных условиях часто весьма затруднительно. Кроме того, эффективность ионизационных камер при работе с у-излучением относительно невелика. [c.174] Газоразрядные счетчики наряду с довольно низкой эффективностью регистрации у-излучения обладают еще одним недостатком значительным мертвым временем. Поэтому допустимые скорости счета импульсов ограничены величиной порядка нескольких тысяч импульсов в секунду на каждый счетчик. [c.174] Как уже указывалось, величина скорости счета импульсов непосредственно влияет на быстродействие и точность измерений поэтому приборы с газоразрядными счетчиками можно использовать для точных измерений лишь в тех случаях, когда требуемое быстродействие составляет не менее нескольких десятков секунд. [c.174] Высокая эффективность регистрации у-излучения, отсутствие Мертвого времени и значительная величина выходного тока выгодно отличают сцинтилляционные счетчики от ионизационных камер и газоразрядных счетчиков. Однако создание удовлетворительного дифференциального детектора на основе сцинтилляционных счетчиков практически невозможно из-за значительного разброса характеристик отдельных экземпляров ФЭУ всех типов. [c.175] Приборы с модуляцией излучения. Стремление соединить достоинства компенсационного метода измерений с достоинствами сцинтилляционных счетчиков и устранить основной недостаток последних—нестабильность параметров привело к разработке компенсационных схем с модуляцией излучения. [c.175] Сущность метода модуляции излучения заключается в том, что весь цикл измерения как бы разбивается на два отдельных полуцикла, в течение которых один и тот же детектор (сцинтилляционный счетчик) применяется для измерения интенсивности излучения то в измерительном, то в компенсационном пучках. Выходные сигналы ФЭУ, соответствующие этим интенсивностям, сравниваются, и разностный сигнал используется для управления следящим приводом компенсационного канала так же, как и в рассмотренных выше компенсационных устройствах. [c.175] Таким образом, обычный детектор в схемах с модуляцией излучения приобретает свойства дифференциального детектора. Если период модуляции значительно меньше времени, в течение которого могут измениться характеристики детектора, влияние таких изменений на результаты измерений практически устраняется детектор как бы становится стабильным. [c.175] Схема устройства наиболее распространенного прибора, в котором использован принцип модуляции излучения (компенсационного у-плотностемера), изображена на рис. 82. В плотносте-мере использованы у-излучатели—измерительный (/) и компенсационный (5). Оба излучателя электромагнитными вибраторами (на схеме не показаны) приводятся в колебательное движение, причем колебания излучателей происходят в противофазе. [c.175] В продолжение одной части периода колебаний (измерительный полуцикл ) на детектор 5 падает только излучение измерительного излучателя 1, прошедшее через объект измерения 2 компенсационный излучатель в измерительном полуцикле находится за экраном 8. В течение второй части периода колебаний (компенсационный полуцикл) на детектор падает излучение, прошедшее через клин 4 измерительный излучатель в этом полуцикле закрыт экраном 8. [c.175] Если интенсивности излучения в обоих полуциклах не равны, то в выходном токе детектора появляется переменная составляющая, частота которой совпадает с частотой модуляции, амплитуда зависит от абсолютной величины разбаланса клина, а фаза—от знака разбаланса. Усиленная переменная составляющая выходного сигнала детектора воздействует на двигатель 7, который перемещает клин в нужную сторону. [c.176] Таким образом, при равенстве счета и прочих равных условиях погрешность плотностемера с модуляцией излучения примерно на 40% превышает погрешность плотностемера с дифференциальным детектором. Причина этого заключается в том, что при симметричной модуляции каждый излучатель половину времени бывает закрыт экраном и его излучение используется лишь наполовину. Этот недостаток приборов с модуляцией компенсируется более высокой эффективностью сцинтилляционных счетчиков. [c.176] Релейные приборы находят широкое применение в различных, отраслях промышленности для контроля уровня границы раздела двух фаз с различными плотностями, счета числа предметов и т. д. Кроме того, релейные устройства можно использовать для позиционного контроля плотности, температуры и других технологических параметров. [c.177] Вернуться к основной статье