JAUGE D'EPAISSEUR A RAYONS BETA PERFECTIONNEE
<EMI ID=1.1>
d'épaisseur à rayons bêta.
On connaît les jauges d'épaisseur à rayons bêta, qui permettent de déterminer le poids au mètre carré d'un laminé par mesure du flux de rayons bêta, émis par une source radioactive, qui atteint un détecteur spécial, le plus souvent une chambre d'ionisation, après transmission ou réflexion diffuse (backscattering) par le laminé à mesurero
Ces sources sont sujettes à erreurs systématiques dues à des causes variées, parmi lesquelles on peut citer :
- les variations de température, qui affectent la densité du gaz dans la chambre d'ionisation, celle de la colonne d'air interposée entre la source et la chambre, la valeur de la résistance de mesure, les dimensions géométriques de l'ensemble, etc...
- les variations de pression, qui affectent également les caractéristiques précédentes;
- la décroissance de la source qui modifie de manière continue <EMI ID=2.1>
- les variations dans le temps, sans loi bien définie de la résistance de mesure; etc...
La présente invention consiste, pour réduire au maximum ces erreurs systématiques, à utiliser comme résistance de mesure du courant d'ioni-sation créé par le flux de rayons bêta dans la chambre du détecteur de mesure, une seconde chambre d'ionisation présentant les caractéristiques suivantes prises ensemble ou séparément
- la disposition géométrique des électrodes dans la chambre est prévue de telle sorte que la collection totale des ions par les électrodes ne soit obtenue que pour un potentiel relativement élevé;
- au moins une électrode est mobile et ajustable de telle sorte qu'on puisse agir sur la loi tension-courant de la chambre;
- le gaz à l'intérieur de la chambre est en équilibre de pression et de température avec le gaz contenu dans la chambre débitant le courant à mesurer;
- une source de rayons bêta de même natureque celle utilisée pour l'émission du flux de rayons bêta destiné à la mesure, est disposée de manière à ne créer aucun courant dans la chambre débitant le courant <EMI ID=3.1>
vention un courant nettement supérieur dans tous les cas au courant à mesurer, lorsqu'une tension au moins égale à la tension de saturation est appliquée à cette chambre.
Le fonctionnement d'un instrument conforme à l'invention s'explique de la manière suivante
Le courant dans la chambre destinée à la mesure du flux bêta
ne peut s'écouler que de deux manières; soit dans le condensateur constitué par la capacité répartie de la chambre de mesure et par les circuits associés, soit à travers la chambre objet de l'invention. Le courant dans celle-ci croît avec le potentiel appliqué à ses bornes. L'équilibre est atteint lorsque les courants dans les deux chambres sont égaux. A ce moment le potentiel aux bornes de la chambre objet de l'invention est uniquement fonction du flux de rayons bêta pénétrant dans la chambre de mesure. En effet les deux chambres étant soumises aux mêmes variations de température
et de pression, et étant irradiées par deux sources de même période, les erreurs systématiques dues à ces causes sont automatiquement compensées.
Afin de mieux permettre la compréhension de l'invention et
sans pour cela en réduire la généralité, nous nous réfèrerons aux figures
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- dans la figure 1 est donné le schéma de principe d'une jauge <EMI ID=5.1>
- dans la figure 2 est représentée une chambre d'ionisation conforme à l'invention,
- dans la figure 3 est reproduite une chambre d'ionisation conforme à l'invention combinée avec une tête de mesure du type à réflexion arrière.
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centrale 13 de la chambre 10, soigneusement isolée, est recueilli le courant d'ionisation qui, d'une part charge le condensateur 14 représentant les capacités réparties ou volontairement ajoutées, et, d'autre part s'écoule à travers une chambre 15 conforme à l'invention. La tension entre les bornes 16 et 17 est mesurée par un dispositif électrométrique classique .18tel qu'électromètre,. potentiomètre électronique, électromètre électronique à lame vibrante, etc... En particulier l'invention prévoit que la connection 17 peut être reliée à une ligne de contre-réaction après amplification ou à un système potentiométrique fournissant une tension d'opposition.
Dans la figure 2 est figurée schématiquement une réalisation possible d'une chambre d'ionisation faisant l'objet de l'invention. Une cloison 19 suffisamment épaisse pour arrêter totalement le passage des rayons bêta émis par la source sert à la fois d'enveloppe à la chambre et d'électrode de collection des ions. L'autre électrode 21 est constituée par une
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rieur de la chambre, les zones de stagnation de potentiel sont importantes, le taux de recombinaison ionique atteint une valeur élevée et par suite le potentiel de saturation est lui-même relativement élevé. En tournant la vis
21 il est possible de modifier ce potentiel de saturation. Un écran très mince métallique facultatif 22 peut être utilisé à l'intérieur de la chambre pour isoler entre la source 20 et la zone active, l'équivalent de la colonne d'air interposée sur le trajet des rayons bêta.
Dans la figure 3 la chainbre de mesure et la chambre faisant l'objet de l'invention forment un bloc compact. A l'intérieur d'une enceinte conductrice et mise à la masse 22, et isolée de celle-ci, se trouve l'élec-
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sure après réflexion sur la substance à mesurer 25. Montée sur l'isolateur
26, la coquille conductrice 19 sert simultanément d'électrode collectrice pour la chambre de mesure et d'électrode enveloppante pour la chambre de comparaison objet de l'invention. L'autre électrode de cette chambre est constituée par 1,'organe réglable 21 comme dans la figure 2. Les deux connexions 16 et 17 ainsi que le condensateur 14 sont les homologues des élémonts ayant les mêmes numéros dans la figure 1. L'électrode 19 atteint un potentiel tel que le courant qu'elle reçoit de la chambre de mesure soit égal
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ponible sur la borne 16 est mesuré par les méthodes habituelles.
ADVANCED BETA SPOKE THICKNESS GAUGE
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thick at beta rays.
Beta-ray thickness gauges are known, which make it possible to determine the weight per square meter of a laminate by measuring the flux of beta rays, emitted by a radioactive source, which reaches a special detector, most often a chamber of ionization, after transmission or diffuse reflection (backscattering) by the laminate to be measured
These sources are subject to systematic errors due to various causes, among which we can cite:
- temperature variations, which affect the density of the gas in the ionization chamber, that of the air column interposed between the source and the chamber, the value of the measurement resistance, the geometric dimensions of the assembly, etc ...
- pressure variations, which also affect the previous characteristics;
- the decay of the source which continuously modifies <EMI ID = 2.1>
- variations over time, without a well-defined law of the measurement resistance; etc ...
The present invention consists, in order to reduce these systematic errors as much as possible, in using as a measuring resistance of the ioni -isation current created by the flow of beta rays in the chamber of the measuring detector, a second ionisation chamber having the characteristics following taken together or separately
- The geometric arrangement of the electrodes in the chamber is provided such that the total collection of the ions by the electrodes is only obtained for a relatively high potential;
- at least one electrode is movable and adjustable so that it is possible to act on the voltage-current law of the chamber;
- the gas inside the chamber is in pressure and temperature equilibrium with the gas contained in the chamber delivering the current to be measured;
- a source of beta rays of the same type as that used for the emission of the flux of beta rays intended for the measurement, is arranged so as not to create any current in the chamber delivering the current <EMI ID = 3.1>
vention a current clearly greater in all cases than the current to be measured, when a voltage at least equal to the saturation voltage is applied to this chamber.
The operation of an instrument according to the invention is explained as follows
The current in the chamber intended for the measurement of the beta flux
can only flow in two ways; either in the capacitor formed by the distributed capacitance of the measuring chamber and by the associated circuits, or through the chamber which is the subject of the invention. The current in it increases with the potential applied to its terminals. Equilibrium is achieved when the currents in the two chambers are equal. At this time, the potential at the terminals of the chamber which is the subject of the invention is solely a function of the flow of beta rays entering the measuring chamber. Indeed, the two chambers being subjected to the same temperature variations
and pressure, and being irradiated by two sources of the same period, the systematic errors due to these causes are automatically compensated.
In order to better enable the understanding of the invention and
without reducing its generality, we will refer to the figures
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- in figure 1 is given the block diagram of a gauge <EMI ID = 5.1>
- in Figure 2 is shown an ionization chamber according to the invention,
- In Figure 3 is shown an ionization chamber according to the invention combined with a measuring head of the rear reflection type.
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central 13 of chamber 10, carefully isolated, is collected the ionization current which, on the one hand charges the capacitor 14 representing the distributed or voluntarily added capacitances, and, on the other hand, flows through a chamber 15 conforming to invention. The voltage between terminals 16 and 17 is measured by a conventional electrometric device .18 such as an electrometer. electronic potentiometer, electronic vibrating plate electrometer, etc. In particular, the invention provides that the connection 17 can be connected to a feedback line after amplification or to a potentiometric system supplying an opposition voltage.
In FIG. 2 is shown schematically a possible embodiment of an ionization chamber forming the subject of the invention. A partition 19 thick enough to completely stop the passage of the beta rays emitted by the source serves both as an envelope for the chamber and as an electrode for collecting the ions. The other electrode 21 is constituted by a
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inside the chamber, the potential stagnation zones are large, the ionic recombination rate reaches a high value and consequently the saturation potential is itself relatively high. By turning the screw
21 it is possible to modify this saturation potential. An optional very thin metallic screen 22 can be used inside the chamber to isolate between source 20 and the active zone, the equivalent of the column of air interposed in the path of the beta rays.
In FIG. 3, the measuring chain and the chamber forming the subject of the invention form a compact block. Inside a conductive and grounded enclosure 22, and isolated therefrom, is the electrical
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sure after reflection on the substance to be measured 25. Mounted on the insulator
26, the conductive shell 19 serves simultaneously as a collecting electrode for the measuring chamber and as an enveloping electrode for the comparison chamber which is the subject of the invention. The other electrode of this chamber is constituted by 1, the adjustable member 21 as in figure 2. The two connections 16 and 17 as well as the capacitor 14 are the counterparts of the elements having the same numbers in figure 1. The electrode 19 reaches a potential such that the current it receives from the measuring chamber is equal
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ponible on terminal 16 is measured by the usual methods.