Способ определения рельефа и уровня поверхности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН П 9) П з(я) а 15 04 САНИЕ ИЗОБРЕТ ТВУ омощи кол оин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ЯЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ВТОРСНОМУ СВИДЕТ(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им, Артема(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 237411, кл. 6 01 В 15/0,4, 1965.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЛЬЕФАИ УРОВНЯ ПОВЕРХНОСТИ, заключающийся в том, что контролируемую поверхность облучают коллимированнымпучком гамма- или рентгеновскопоизлучения с получением на поверхности облученной полосы, регистрируют отраженное излучение при п лиь.ированного приемника, по р е тацни источника и приемника определяют координаты точек контролируемой . эверхности, вращаемой вокруг одного из концов облученной полоЖ . сой, коммутируют сигналы приемника в соответствии с Фазой вращения облученной полосы, сравнивают сигналы, накопленные в течение полу- периодов вращения и по результатам сравнения осуществляют управление движением приемника, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыщения точности измерения, регистрируют частично поглощаемое контролируемыми материалами прямое излучение, определяют степень поглощения и корректируют результаты измерения координат точек контролиру" емой поверхности.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к способам измерения рельефаи уровня поверхности вещества.Известен способ определениярельефа и уровня поверхности, заключающийся в том, что контролируемую поверхность облучают коллимированным пучком гамма- или рентгеновского излучения с получением наповерхности блученной полосы, регистрируют отраженное излучение припомощи коллимированного приемника,по ориентации источника н приемника определяют координаты точекконтролируемой поверхности, осуществляют сканирование поверхности,вращаемой вокруг одного из концовоблученной полосой, коммутируютсигналы приемника в соответствиис Фазой вращения облученной полосы,сравнивают сигналы, накопленные втечение полупериодов вращения и порезультатам сравнения осуществляютуправление движением приемника 1 ).Недостаток этого способа состоитв том, что точность измерения значительно зависит от плотности и состава контролируемых материалов. Чемменьше 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 определениярельефа н уровня поверхности,заключающемуся в том, что контролируемую поверхность облучают коллимированным пучком гамма" или рентгеновского излучения с получениемиа поверхности облученной полосы,регистрируют отраженное излучениепри помощи коллимированного приемника,по ориентации источника иприемника определяют координаты точек контролируемой поверхности, вращаемой вокруг одного из концов облученной полосой, коммутируют сигналы применика в соответствии сфазой вращения облученной полосы,сравнивают сигналы, накопленные втечение полунериодов вращения и порезультатам сравнения осуществляютуправление движением приемника, регистрируют частично поглощаемоеконтролируемыми материалами прямоеизлучение, определяют степень поглощения и корректируют результатыизмерения координат точек контролируемой поверхности.На чертеже изображена схема осуществления способа.Контролируемую поверхность 1облучают выходящим из блока 2 источника коллимированным пучком 3 гаммаизлучения, вращающимся вокруг Ьси 4ориентации блока источника так, чтона поверхности образуется облучен-.ная полоса, вращающаяся вокруг центра 5 облученной эоны. Рассеянноеизлучение регистрируют коллимированным приемником о, в ксгорый попадает излучение с ограниченнойприемной зоной с центром в точке 7.Сигнал приемника б с помощью схеьы 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 вдиапазоне от 180 до 360 - в нако.питель 10. Сравнивая накопленные сиг"налы в блоке 11 сравнения, получают сигнал разбаланса. В;соответстувии с величиной и полярностью сигнала разбаланса управляют движением20 блока 2 источника и приемника б спомощью соответствующих блоков 12и 13 управления и сервоприводов 14и 15. При нулевом сигнале раэбаланса блок 2 источника и приемник б25 поворачивают таким образом, чтобыцентр 5 облученной зоны и точка 71приемной эон перемещались в одномнаправлении, например, справа налево. При отставании центра приемной30 зоны возникает положительный сигналразбаланса. В соответствии с этимускоряют движение блока приемника б и одновременно замедляютдвижение блока 2 источника до ис 35 чезновения сигнала разбаланса.При отставании центра облученнойзоны возникает отрицательный сигналразбаланса, в соответствии с которым замедляют движение приемника, б40 и ускоряют движение блока 2 источника до исчезновения сигнала разбаланса,При таком управлении движениемблока 2 источника и приемника бточка 16 пересечения осей ориентации этих блоков (точка локации) перемещается справа налево по линии17, проходящей ниже контролируемойповерхности 1 на величину методической погрешности измерения а .50 Эта погрешность обусловлена проникновением гамма-излучения вглубь контролируемых материалов и обратнопропорционально зависит от плотности верхнего слоя материалов (в пер 55 Х 1вом приближении Ьъ - , где,и, - коэффициент поглощения гамма-излучения материалами, характеризующий взначительной степени плотность мате60 риалов; К - коэФфициент пропорциональности, определяемый заранееэкспериментально для контролиру-.емых материалов).Координаты точки 16 локацииЬ определяют с помощью вычислительЗаказ 11028/41 Тираж 593Подписное ВНИИПИ ГОсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб;, д. 4/5 ааааа аааааааааааааааааааааФилиал ППП фПатеитфф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного устройства 18, связанного сдатчиками 19 и 20, ориентации иблоков источника и приемника.После определения координат нескольких точек начального (периферийного) участка поверхности в эону измерения перемещают детектор 21гамма"излучения с помощью сервопривода 22 и блока 23 управления взависимости от вычисленных ординат этих точек так, чтобы орднната 10детектора 21 была больше ординаты(уровня), например, первой измеренной точки поверхности, т.е,ниже этой точки на заранее выбранную величину д . Далее с помощью 15детектора 21 принимают частично поглощаемое контролируеьыми материалами в зоне измерения прямоеизлучение блока 2, измеряют с помощью интенсиметра 24 интенсивностьимпульсного сигнала детектора 2120и определяют с помощью вычислительного устройства 18 степень поглощения прямого гамма-излучения материалами в зоне измерения. В качестве показателя степени поглощения25используют натуральный логарифмотношения заранее известной интенсивности Зо сигналов детектора 21,рассчитываемой или определяемой заранее экспериментально в случае отсутствия материалов в. зоне располо-,жения этого дете тора, к измереннойинтенсивности 3 сигнала детектора 21при наличии контролируемых материалов в зоне рассложения детектора. 35Определяемая таким образом степеньпоглощения гамма-излучения зависит от плотности верхнего слоя материалов (чем больше плотность, тембольше степень поглощения при прочих одинаковых условиях и наоборот)и, следовательно, в значительнойстепени характеризует эту плотность. При достаточно малых размерах детектора 21 определяемая по описанной методике степень поглощения, как известно, прямо пропорциональна коэффициенту поглощенияор . - :,и( где (.= к (а+а) путьЭпрохождения гамма излучения в контролируемых материалах в направлении от источника излучения к детектору 21; К; - коэффициент пропорциональ" ности, 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 6 определяют по известным значениям К, к, д, Э и 3 в соответствии с формулойд" =4)2оСравнение приведенных соотношений показывает, что величина д" близка к методической погрешности Д.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.