стенд для градуировки рентгеновского измерителя толщины

Формула изобретения

Стенд для градуировки рентгеновского измерителя толщины, содержащий платформу с отверстием, испытуемый измеритель толщины, включающий рентгеновский излучатель и приемник излучения, размещенные по разные стороны платформы вдоль оси 0-0 ее отверстия, последовательно соединенные процессор и регистратор, один из входов процессора подключен к выходу приемника, диск с приводом вращения вокруг оси 0₁-0₁ диска, размещенного между платформой и приемником излучения, и наборы сменных образцов из различных материалов эталонных толщин, а в диске в окружном его поперечном сечении радиуса R выполнены с равным шагом по окружности окна, в которых закреплены образцы, и диск смещен своей осью 0₁-0 ₁ параллельно от оси 0-0 рентгеновского потока излучателя на величину R, при этом одно из окон диска свободно от образца, отличающийся тем, что в стенд введены шторка из рентгенопоглощающего материала, привод линейного перемещения шторки, две параллельно расположенные на платформе направляющие, выполненные в виде монорельсов, на которых шарнирно установлена шторка, узел фиксирования положения диска, включающий флажок и щелевой датчик, при этом шторка связана кинематически с приводом линейного перемещения, причем направляющие установлены по разные стороны относительно оси отверстия платформы симметрично на расстоянии друг от друга не менее диаметра отверстия платформы с возможностью перекрытия шторкой при ее перемещении по направляющим отверстия платформы, один конец флажка прикреплен жестко к образующей поверхности диска, а свободный конец флажка свисает в сторону платформы параллельно оси вращения диска, щелевой датчик установлен на платформе под профилем торца диска и ориентирован своей щелью так, чтобы флажок свободным концом при вращении диска перекрывал щель датчика, при этом выход щелевого датчика соединен с другим входом процессора, второй и третий выходы процессора соединены с приводом вращения диска и приводом линейного перемещения шторки соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к контрольно-поверочным устройствам рентгеновских толщиномеров, предназначенным для неразрушающего контроля промышленных изделий, и может быть использовано при измерении толщин листового проката из черных и цветных металлов.

Известны стенды для формирования заданного спектра рентгеновского излучения, содержащие рентгеновский излучатель, приемник излучения, узел фильтрации излучения, выполненный в виде вращающего элемента с пластинами переменной плавно или дискретно изменяющейся толщины и из различных материалов и размещенный между излучателем и приемником излучения (патент RU 2168229, кл. G21К 3/00, БИ N15, 2001).

Эти стенды обеспечивают экологическую рентгенобезопасность обслуживающего персонала и окружающей среды, однако они очень громоздки, а самое главное обладают большой массой из-за наличия защитных шторок, что ограничивает их мобильность на прокатных станах, а самое главное не обеспечивают автоматизацию процесса калибровки толщиномеров.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому стенду для градуировки рентгеновского измерителя толщины является стенд, содержащий каркас-платформу, испытуемый измеритель толщины, включающий рентгеновский излучатель и приемник излучения, размещенные по оси 0-0, процессор и регистратор, диск с приводом вращения вокруг оси 0₁-0 ₁ диска, размещенного между платформой и приемником излучения, и наборы сменных образцов из различных материалов эталонных толщин, а в диске в окружном его поперечном сечении радиуса R выполнены с равным шагом по окружности окна, в которых закреплены образцы, и диск смещен своей осью 0₁-0 ₁ параллельно от оси 0-0 рентгеновского потока излучателя на величину R, при этом одно из окон диска свободно от образца [патент RU 2215259 С1, 10.01.2002].

Этот стенд также рентгенобезопасен, но имеет те же недостатки, что и аналоги, т.е. этот стенд весьма затруднительно перемещать на разные позиции прокатного стана, на которых установлены измерители толщины проката, для градуировки измерителей.

Сущность предложенного изобретения заключается в том, что в стенд для градуировки рентгеновского измерителя толщины, содержащий платформу с отверстием, испытуемый измеритель толщины, включающий рентгеновский излучатель и приемник излучения, размещенные по разные стороны платформы вдоль оси 0-0 ее отверстия, последовательно соединенные процессор и регистратор, один из входов процессора подключен к выходу приемника, диск с приводом вращения вокруг оси 0₁-0 ₁ диска, размещенного между платформой и приемником излучения, и наборы сменных образцов из различных материалов эталонных толщин, а в диске в окружном его поперечном сечении радиуса R выполнены с равным шагом по окружности окна, в которых закреплены образцы, и диск смещен своей осью 0₁-0 ₁ параллельно от оси 0-0 рентгеновского потока излучателя на величину R, при этом одно из окон диска свободно от образца, введены шторка из рентгенопоглощающего материала, привод линейного перемещения шторки, две параллельно расположенные на платформе направляющие, выполненные в виде монорельсов, на которых шарнирно установлена шторка, узел фиксирования положения диска, включающий флажок и щелевой датчик, при этом шторка связана кинематически с приводом линейного перемещения, причем направляющие установлены по разные стороны относительно оси отверстия платформы симметрично на расстоянии друг от друга не менее диаметра отверстия платформы с возможностью перекрытия шторкой при ее перемещении по направляющим отверстия платформы, один конец флажка прикреплен жестко к образующей поверхности диска, а свободный конец флажка свисает в сторону платформы параллельно оси вращения диска, щелевой датчик установлен на платформе под профилем торца диска и ориентирован своей щелью так, чтобы флажок свободным концом при вращении диска перекрывал щель датчика, при этом выход щелевого датчика соединен с другим входом процессора, второй и третий выходы процессора соединены с приводом вращения диска и приводом линейного перемещения шторки соответственно.

Техническим результатом изобретения являются мобильность стенда, который можно легко транспортировать на любую из стационарных контрольно-измерительных позиций прокатного стана, на которых установлены рентгенозащищенные измерители толщины проката.

На чертеже показан общий вид конструкции стенда с поверяемым измерителем толщины.

Он содержит платформу 1 с отверстием 2, испытуемый измеритель толщины, включающий рентгеновский излучатель 3 и приемник 4 излучения, размещенные по разные стороны платформы 1 вдоль оси 0-0 ее отверстия 2, процессор 5 и регистратор 6, диск 7 с приводом 8 вращения вокруг оси 0₁ -0₁ диска 7, размещенного между платформой 1 и приемником 4 излучения, наборы сменных образцов 10 из различных материалов эталонных толщин разной величины, шторка 11 из рентгенопоглощающего материала, привод 12 линейного перемещения шторки 11, две параллельно расположенные на платформе 1 направляющие 13, размещенные симметрично по разные стороны отверстия 2 платформы 1 на расстоянии друг от друга не менее диаметра отверстия 2 и узел фиксирования положения диска 7, включающий флажок 14 и щелевой датчик 15.

В диске 7 в окружном его поперечном сечении радиуса R по контуру окружности выполнены с равным шагом друг от друга окна 9, в которых закреплены образцы 10, при этом одно из окон 9 диска 7 свободно от образца 10. Диск 7 смещен своей осью 0₁-0 ₁ вращения от оси 0-0 рентгеновского потока, излучаемого излучателем 3, на величину R.

Шторка 11 установлена шарнирно, например на колесах, на направляющих 13 и кинематически связана с приводом 12 линейного перемещения, который обеспечивает плоскопараллельно перемещение шторке 11 по направляющим 13, т.е. перпендикулярно рентгеновскому потоку с возможностью перекрытия отверстия 2 платформы 1. Один конец флажка 14 закреплен жестко к образующей поверхности диска 7, а свободный конец флажка 14 свисает в сторону платформы параллельно оси 0-0 вращения диска 7. Щелевой датчик 15 установлен на платформе 1 под профилем торца диска 7 и ориентирован своей щелью так, чтобы флажок 14 свободным концом при вращении диска 7 перекрывал щель датчика 15.

Первый вход процессора 5 соединен с выходом приемника 4 рентгеновского излучения, второй вход - с выходом щелевого датчика 15, а первый выход процессора 5 соединен с входом регистратора 6, второй и третий выходы связаны с приводом 8 и приводом 12 соответственно. Щелевой датчик 15 представляет собой, например, оптический сенсор, работающий на прерывании светового луча, выход датчика подключен к входу процессора 5. Узел фиксирования положения диска 7 в целом позволяет осуществлять действие и останов привода 8 по команде с процессора 5 для того, чтобы совместить ось заданного окна 9 без образца или с образцом 10 нужных параметров диска 7 с осью 0-0 рентгеновского потока. Это достигается за счет того, что шаг размещения окон 9 друг от друга на диске 7 в его окружном направлении с радиусом R известен, скорость вращения диска также известна, а окна пронумерованы, поэтому легко находится нужное окно, которое необходимо совместить с отверстием 2. Процессор 5 управляет действием или остановом привода 12.

Шторка 11 предназначена для перекрытия рентгеновского потока, т.е. отверстия 2 платформы 1, не выключая измерителя толщины от электрической сети в целях рентгенобезопасности персонала в ситуации, когда необходимо выполнять наладчику или оператору настройку параметров приемника 4 излучения или других механических узлов стенда. Конструктивно шторку 11 с направляющими 13 можно располагать между приемником 4 и диском 7, тогда шторка 11 будет перекрывать и отверстие 2, и часть окон диска 7, попавших под профиль шторки 11, в нашем случае выполнено, как показано на чертеже. В качестве материала шторки 11 может быть свинец. Направляющие 13 представляют собой монорельсы, по которым движется на колесах (на чертеже не показано) шторка 11 по сценарию, заведенному в процессор 5.

Свободное окно 9 от образца 10 диска 7 предназначено для работы измерителя толщины на реальном изделии, которое прокатывается между приемником 4 и диском 7. В этом случае окно 9, свободное от образца, совмещают с отверстием 2 платформы 1, т.е. с осью 0-0 рентгеновского потока.

Работа стенда.

Испытуемый измеритель толщины подключают к электрической сети. В процессор 5 загружают сценарий (программу) действия стенда, т.е. операции градуировки измерителя на образцах 10 соответствующих материалов и толщин. Командой от процессора 5 в виде электрического сигнала устанавливают через привод 8 диск 7 соответствующим окном 9 с образцом 10 определенных параметров (типа материала и толщины) соосно отверстию 2 платформы 1. Прошедший через отверстие 2 и находящийся в нем эталонный образец 10 рентгеновский поток преобразуется в приемнике 4 в электрический сигнал, который поступает в процессор 5 для обработки в вид, удобный для анализа. Поступившая информация в процессор 5 запоминается. После проведения операции градуировки поступившая информация автоматически формируется в процессоре 5 в семейство эталонных зависимостей изменения выходного сигнала измерителя в функции толщин тех материалов и эталонных толщин, которые были использованы при градуировке.

Это семейство зависимостей выходного электрического сигнала от изменяющихся параметров запоминается в процессоре 5.

Для того чтобы получить зависимость электрического сигнала от толщины реального проката рабочей толщины, диск 9 ориентируют своим открытым окном под рентгеновский поток излучения, т.е. совмещают это окно 9 с отверстием 2. Полученную рабочую зависимость выходного сигнала с измерителя от толщины сравнивают с зависимостью, полученную на образцах того же материала, но эталонных толщин, запоминают и при необходимости отображают на регистраторе 6.

По данным рабочих характеристик судят о реальной толщине проката, и по сравненным рабочих и эталонных характеристикам судят о метрологических показателях измерителя толщины, а по стабильности данных - о достоверности контроля.

При прокате листа из другого материала рабочие характеристики сравнивают с эталонными характеристиками того же материала.

Техническим результатом изобретения являются мобильность стенда, который можно легко транспортировать на любую из стационарных рентгенозащищенных контрольно-измерительных позиций прокатного стана, на которых установлены измерители толщины проката.