Устройство для измерения рельефа поверхности сыпучего материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1 Г 23/28 151) ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТНРИТИЯ ТЕНИЯ ИОАН ЗО Н АВТОРСНОМ ВИДЕТЕЛЬСТ и(21) 4242956/10(56) Авторское свидетельство СССРУ 862672, кл, С 01 Г 23/28, 1979,Авторское свидетельство СССРВ, 1151065, кл, С О 1 Р 23/28, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ЯЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕЛЬЕФАПОВЕРХНОСТИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может найти приме"нение для измерения рельефа поверхности сыпучего материала. Цель изобретения - повышение точности измеренияза счет увеличения площади контролируемой поверхности сыпуцего матер Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения рельефа поверхности сыпучего материала.,Целью изобретения является повышение точности измерения путем увеличения площади контролируемой поверхности сыпучего материала.На чертеже изображен один из возможных вариантов предлагаемого устройства для измерения рельефа по" верхности сыпучего материала. 801719913 А 1 ала. Устроиство содержит коллимированный источник импульсного рентгеновского излучения, смонтированный с возможностью направления рентгеновского пучка на поверхность сыпучего материала, кинематически соединенный с блоком поворота коллиматора вокруг перпендикуляра к плоскости сканирования и с блоком шагового поворота коллиматора вокруг перпендикуляра к вертикали в плоскости сканирования и подключенный к входам датчика угла отклонения рентгеновского пучка в плоскости сканирования и датчика угла между плоскостью сканирования и вертикалью, соединенных через косинусные а и синусные преобразователи угла и элементы перемножения с входами регистратора. При этом элементы перемножения подсоединены через блок определения времени полета рентгеновских квантов к выходу детектора рас- Е сеянных рентгеновских квантов, распо- ь еа ложенного против поверхности сыпучего материала. 1 ил. Мавй.Устройство содержит генераторимпульсов, соединенный первым выходом с коллимированным источником 2 импульсного рентгеновского излучения, смонтированным с воэможностью направления рентгеновского пучка на поверхность 3 сыпучего материала, подключенным к входу датчика 4 угла отклонения рентгеновского пучка в плоскости сканирования и кинематически соединенным с блоком 5 поворота коллиматора вокруг перпендикуляра кплоскости сканирования, вход которого подсоединен к выходу формирователя 6 команд поворота, соединенного с выходами триггера 7, детектор 8 рассеянных рентгеновских квантов, блок 9 определения времени полета рентгеновских квантов, первый и второй элементы 10 и 11 перемножения, косинусный преобразователь 12 угла, синусный преобразователь 13 угла и первый и второй пороговые элементы 14 и 15, Детектор 8 рассеянных рентгеновских квантов соединен выходом с первым входом блока 9 определения времени полета рентгеновских квантов, подсоединенного вторым входом к второму выходу генератора 1 импульсов и подключенного выходом к первым входам первого и второго элементов 10 и 11 перемножения. Косинусный преобразователь 12 угла подключен выходом к второму входу второго элемента 11 перемножения и подсоединен входом к выходу датчика 4 угла отклонения рент геновского пучка в плоскости сканирования, соединенному с входом синус- ного преобразователя 13 угла. Синусный преобразователь 13 подключен выходом к второму входу первого эле- З 0 мента 10 перемножения, выход которого , соединен с входами первого и второго пороговых элементов 14 и 15 и с первым входом 16 регистратора, являющимся входом координаты х. Устройство содержит также блок 17 шагового поворота коллиматора вокруг перпендикуляра к вертикали в плоскости сканирования, кинематицески соединенный с коллимированным истоцником 2 импульсного рентгеновскогоизлучения, элемент ИЛИ 18, подсоединенный входами к выходам первого и второго пороговых элементов 14 и 15, дифференцирующий элемент 19, подключенный выходом к входу стопа формирователя 6 команд поворота и к входу триггера 7, элемент 20 задержки, соединенный выходом с входом пуска формирователя 6 команд поворота, датчик 21 угла между плоскостью сканирования и вертикалью, третий, четвертый и пятый элементы 22-24 перемножения, дополнительный формирователь 25 команд поворота, дополнительный коси 55 нусиый преобразователь 26 угла и дополнительный синусный преобразователь 27 угла. Третий элемент 22 перемноженияподсоединен первым и вторым входамик выходам соответственно блока 9определения времени полета рентгеновских квантов и косинусного преобразователя 12 угла. Четвертый элемент23 перемножения соединен выходом свторым входом 28 регистратора, являющимся входом координаты у. Пятыйэлемент 24 перемножения подключен выходом к третьему входу 29 регистратора, являющемуся входом координаты к,В устройстве выход элемента ИЛИ 18подключен к входу дифференцирующегоэлемента 19, соединенного выходом свходом элемента 20 задержки и с входом пуска дополнительного формирователя 25 команд поворота, которыйподсоединен входом стопа к выходуэлемента 20 задержки и подключен выходом к входу блока 17 шагового по"ворота коллиматора вокруг перпендикуляра к вертикали в плоскости сканирования. Датчик 21 угла между плоскостью сканирования и вертикалью подсоединен входом к коллимированномуисточнику 2 импульсного рентгеновского излучения и соединен выходом свходами дополнительного косинусногопреобразователя 26 угла и дополнительного синусного преобразователя 27угла, подключенных выходами к первымвходам соответственно четвертого ипятого элементов 23 и 24 перемножения, вторые входы которых подсоединены к выходам соответственно второго и третьего элементов 11 и 22 перемножения.Работа устройства для измерениярельефа поверхности сыпучего материала происходит следующим образом,Коллимированный источник 2 импульсного рентгеновского излучения подвоздействием импульсов генератора 1импульсов формирует рентгеновскийпучок, воздействующий на поверхность3 сыпучего материала, на которой образуется облученная зона, Часть рентгеновских квантов, рассеянных в об"лученной зоне поверхности 3 сыпучего материала, поступает на детектор8 рассеянных рентгеновских квантов,воздействующий на блок 9 определениявремени полета рентгеновских квантов.При этом блок 9 определения времениполета рентгеновских квантов формиру"ет сигнал, пропорциональный расстоянию К между поверхностью 3 сыпучего материала и коллимированным источни" ком 2 импульсного рентгеновского излучения.5Блок 5 поворота коллиматора вокруг перпендикуляра к плоскости сканирования производит поворот коллиматора в коллимированном источнике 2 импульсного рентгеновского излучения, цто 0 обеспечивает отклонение рентгеновского пучка в плоскости сканирования. При этом "датчик 4 угла. отклонения рентгеновского пучка формирует сигнал, пропорциональный углу О отклоне ния рентгеновского пучка. Сигнал датчика 5 угла отклонения рентгеновского пучка поступает на косинусный . преобразователь 12 угла и синусный преобразователь 13 угла, Формирующие сигналы, пропорциональные соответственно соз о и зиппо. Сигнал косинус- ного преобразователя 12 угла подается на второй и третий элементы 11 и 22. перемножения, вырабатывающие сиг-25 налы, пропорциональные К созе . Сигнал синусного преобразователя 13 подается на первый элемент 10 перемножения, вырабатывающий сигнал, пропорциональный х=К зпМ, Сигнал перво . го элемента 10 перемножения поступа- ет на первый вход 16 регистратора и на входы первого и второго пороговых элементов 14 и 15.35При отклонении рентгеновского пуцка в состояние, при котором облученная зона занимает крайнее положение на поверхности 3 сыпучего материала, происходит срабатывание первого по 40 рогового элемента 14, формирующего перепад напряжения, которое поступает через элемент ЙЛИ 18 на дифференцирующий элемент 19, Дифференцирующий элемент 19 по переднему фрон ту перепада напряжения первого поро" гового элемента 14 вырабатывает короткий импульс, поступающий на вход стопа Формирователя 6 команд поворота и на вход пуска дополнительного формирователя 26 команд поворота,О которые выключают блок 5 поворота коллиматора вокруг перпендикуляра к плоскости сканирования и.вкпюцают блок 17 шагового поворота коллиматора вокруг перпендикуляра к вертикали в плоскости сканирования. При этом происходит шаговый поворот коллиматора в коллимированном источнике 2 импульсного рентгеновского излучения;обеспечивающий шаговым поворот плоскости сканирования на заданный угол.После этого по сигналу элемента 20задержки формирователь 6 команд поворота и дополнительный формирователь25 команд поворота производят включение блока 5 поворота коллиматора вокруг перпендикуляра к плоскости сканирования и выключение блока 17 шагового поворота коллиматора вокруг перпендикуляра к вертикали в плоскостисканирования, При этом коллимирован-,ныйисточник 2 импульсного рентгеновскогоизлучения в соответствии ссигналом реверса, поступающим наФормирователь 6 команд поворота стриггера 7 при срабатывании первогопорогового элемента 14, обеспечиваетотклонение рентгеновского пучка в обратном направлении в плоскости сканирования, повернутой на заданныйугол,Датчик 21 угла между плоскостьюсканирования и вертикалью формируетсигнал, пропорциональный, углу /3между плоскостью сканирования и вертикалью, Сигнал датчика 21 угла междуплоскостью сканирования и вертикальюпоступает на дополнительный косинусный преобразователь 26 угла и на дополнительный синусный преобразователь27 угла, вырабатывающие сигналы,пропорциональные соответственно соя/и яп 5 . Сигналы дополнительногокосинусного преобразователя 26 углаи дополнительного синусного преобразователя 27 угла поступают соответственно на четвертый и пятый эле"менты 23 и 24 перемножения, формирующие сигналы, пропорциональные соответственно у=К соз М сояи з= =К созе зп 3, Сигналы четвертого и пятого элементов 23 и 24 перемножения подаются. соответственно на второй и третий входы 28 и 29 регистратора,При отклонении рентгеновского пучка в состояние, при котором облученная зона занимает другое крайнееположение на поверхности 3 сыпучегоматериала, происходит. срабатываниевторого порогового элемента 15, формирующего перепад напряжения, которое поступает через элемент ИЛИ 18 на дифференцирующий элемент 19. Диф"ференцирующий элемент 19 по передне"му фронту перепада напряжения вто 119913рого порогового элемента 15 вырабатывает короткий импульс, поступающий на вход стопа Формирователя 6 команд поворота и вход пуска дополни тельного формирователя 25 команд поворота, которые обеспечивают повторение указанных операций.Изобретение может найти применение для измерения рельефа поверхнос ти шихты в доменной печи. Формула изобретенияУстройство для измерения рельефаповерхности сыпучего материала, содержащее генератор импульсов, соединенный первым выходом с коллимированным источником импульсного рентгеновского излучения, смонтированнымс возможностью направления рентгеновского пучка на поверхность сыпучего материала, подключенным к входудатчика угла отклонения рентгеновского пучка в плоскости сканированияи кинематически соединенным с блокомповорота коллиматора вокруг перпендикуляра к плоскости сканирования,вход которого подсоединен к выходуформирователя команд поворота, сое.диненного с выходами триггера, детектор рассеяных рентгеновских квантов,соединенный выходом с первым входомблока определения времени полета рент/геновских квантов, подсоединенноговторым входом к второму выходу гене- З 5ратора импульсов и подключенного выходом к первым входам первого и второго элементов перемножения, и косинусный преобразователь угла, подключенный выходом к второму входу второго элемента перемножения и подсоединенный входом к выходу датчикаугла отклонения рентгеновского пучкав плоскости сканирования, соединенному с входом синусного преобразователя угла, подключенного выходом,квторому входу первого элемента перемножения, выход которого соединен свходами первого и второго пороговыхэлементов и с первым входом регистратора, о т л и ч а ю щ ее с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения за счет увеличения площадиконтролируемой поверхности сыпучего материала, в устройство введены блок шагового поворота коллиматоравокруг перпендикуляра к вертикали вплоскости сканирования, кинвматичес-,ки соединенный с коллимированным источником импульсного рентгеновскогоизлучения, элемент ИЛИ, подсоединенный входами к выходам первого и.второго пороговых элементов, дифференцирующий элемент, подключенный выходом к входу стопа формирователя команд поворота и к входу триггера,элемент задержки, соединенный выходом с входом пуска формирователя команд поворота, третий элемент перемножения, подсоединенный первым ивторым входами к выходам соответственно блока определения времениполета рентгеновских квантов и косинусного преобразователя угла, цетвертый элемент перемножения, соединенный выходом с вторым входом регистратора, пятый элемент перемножения,подключенный выходом к третьему входу регистратора, дополнительныйФормирователь команд поворота, датчикугла между плоскостью сканирования ивертикалью, дополнительный косинусный преобразователь угла и дополнительный синусный преобразователь угла, причем выход элемента ИЛИ подключен к входу дифференцирующего элемента, соединенного выходом с входомэлемента задержки и с входом пускадополнительного формирователя командповорота, который подсоединен входомстопа к выходу элемента задержки иподключен выходом к входу блока шагового поворота коллиматора вокругперпендикуляра к вертикали в плоскости сканирования, а датчик угла между плоскостью сканирования и вертикалью подсоединен входом к коллимированному источнику импульсного рентгеновского излучения и соединен выходом с входами дополнительно косинусного преобразователя угла и дополнительного синусного преобразователяугла, подключенных выходами к первымвходам соответственно четвертого ипятого элементов перемножения, вторые входы которых подсоединены к выходам соответственно второго и третьего элементов перемножения.1719913 тель Ю.-К.РозенкранцЛ.Сердюкова Корректор И.Самборскве ис едакт жее каз 765 ТиражНИИПИ Государственного комите113035, Москва оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Соста Техре Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС