DE1037603B

DE1037603B - Device in which a radiation source of any type and wavelength, but with a decrease in activity or intensity over time, for measuring purposes, e.g. B. for measuring the thickness of flat material

Info

Publication number: DE1037603B
Application number: DEF20128A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Ewald Fuenfer
Original assignee: Frieseke and Hoepfner GmbH
Current assignee: Frieseke and Hoepfner GmbH
Priority date: 1956-04-26
Filing date: 1956-04-26
Publication date: 1958-08-28

Description

Einrichtung, bei der eine Strahlenquelle beliebiger Art und Wellenlänge, aber mit zeitlichem Aktivitäts-bzw. Intensitätsabfall, zu Meßzwecken, z. B. zur Dickenmessung flächigen Materials7 dient Strahlungen natürlicher oder künstlicher radioaktiver Stoffe nehmen bekanntlich in ihrer Aktivität während einer relativ langen oder kürzeren Zeit ständig, aber gleichmäßig ab. Im gleichen Verhältnis können Strahlungen natürlicher oder künstlicher Lichtquellen wechselnden Spannungen unterworfen sein.Facility in which a radiation source of any type and wavelength, but with temporal activity or. Intensity drop, for measuring purposes, e.g. B. to Thickness measurement of flat material7 is used for natural or artificial radiation radioactive substances are known to decrease in their activity during a relative long or short periods of time continuously but evenly. In the same proportion can Radiation from natural or artificial light sources subject to changing voltages be.

Für die Durchführung von genauen, insbesondere kontinuierlichen Messungen, bei denen Strahlungen in Anspruch genommen werden, ist eine Konstanz der Intensität nicht nur erwünscht, sondern geradezu unerläßlich notwendig. Die Erreichung einer solchen Konstanz ist bisher in einer einfachen Form nicht durchführbar gewesen. For the implementation of precise, especially continuous measurements, in which radiation is used is a constancy of intensity not only desirable, but absolutely essential. Achieving a such constancy has hitherto not been feasible in a simple form.

In neuerer Zeit werden bekanntlich vielfach die Strahlungen künstlich radioaktiver Isotope, wie sie aus Reaktoren gewonnen werden, in Anwendung gebracht, wenn Messungen vorgenommen werden. Die Halbwertzeit solcher Isotope ist nachteiligerweise zu einem sehr großen Teil so kurz, daß ihre Aktivität während der für ihre Benutzung vorgesehenen Zeit sehr merklich absinkt. Dieser unvermeidbare Umstand erfordert naturgemäß, wenn laufend genaue Messungen durchgeführt werden sollen, eine besondere, für technische Betriebe manchmal sehr umständlich durchführbare laufende Nachjustierung der Empfindlichkeit des Strahlungsmeßgerätes. Sehr kurzlebige Isotope, deren Strahlung aber mitunter wegen besonderer spezieller Eigenschaften besonders erwünscht wäre, mußten aus praktischen Erwägungen, weil eine Nachjustierung laufend notwendig wäre, für eine technische Verwendung von vornherein wegen dieser Umständlichkeit ausscheiden. In recent times, it is well known that radiations are often artificial radioactive isotopes, such as those obtained from reactors, brought into use, when taking measurements. The half-life of such isotopes is disadvantageous to a very large extent so brief that their activity during the for their use allotted time drops very noticeably. This inevitable circumstance requires Naturally, if precise measurements are to be carried out continuously, a special, Continuous readjustment that is sometimes very cumbersome for technical companies the sensitivity of the radiation meter. Very short-lived isotopes, their radiation but would sometimes be particularly desirable because of special special properties, had to for practical reasons, because readjustment would be necessary on an ongoing basis, for technical use due to this inconvenience.

Bei der Messung der Dicke von flächigem durchlaufendem Material und der damit im Zusammenhang stehenden laufenden Kontrolle im kontinuierlichen Gang der Fertigung wird die Schwächung der Stroh lung in dem zu kontrollierenden Material entweder nach dem Durchstrahlungs- oder Rückstreuungsverfahren also maß für die Ermittlung des Flächengewichtes, also der Dicke, benutzt. Die durch das Material hindurchtretende Strahlung wird dabei vielfach mit einer Ionisationskammer gemessen. Bei einer Abnahme der Intensität def-Strahlungsquelle infolge ihres zeitigen Zerfalls ändert sich naturgemäß und entsprechend die von der Ionisationskammer angezeigte Intensität, die durch das Material hindurchgelassen wird. Um im Wege einer Angleichung wieder auf einen gleichen Ausschlag am Nachweisinstrument zu gelangen, muß naturgemäß entweder die Strahlungsintensität oder die Nachweisempfindlichkeit entsprechend erhöht werden, damit weiterhin genaue Messungen erzielt werden können. When measuring the thickness of flat continuous material and the related ongoing control in continuous operation the production is the weakening of the straw treatment in the material to be controlled either according to the radiographic or backscattering method so measured for the Determination of the basis weight, i.e. the thickness, is used. The through the material Radiation passing through is often measured with an ionization chamber. In the event of a decrease in the intensity of the def radiation source as a result of its early decay the one displayed by the ionization chamber changes naturally and accordingly Intensity transmitted through the material. To by way of approximation Naturally, to get to the same rash on the detection instrument again either the radiation intensity or the detection sensitivity accordingly can be increased so that accurate measurements can still be obtained.

Es ist bereits bekannt, einen solchen Aktivitäts- bzw. Intensitätsabfall in der Meßanordnung zu kompensieren. Es wird beispielsweise bereits von einem Verfahren Gebrauch gemacht, bei welchem die von einer Strahlungsquelle ausgehende Strahlung nicht nur das zu kontrollierende Material durchstrahlt, sondern unabhängig von der Meßstrecke, und zwar unmittelbar. ein Organ beeinflußt wird, welches den Aktivitäts- bzw. Intensitätsabfall in der Meßanordnung kompensiert. Nach einem solchen bekannten Verfahren kommen z. B. zwei Wechselspannungen in Anwendung, von denen die eine, deren Amplitude proportional jeder Unausgeglicbenheit in den kapazitiven Strömen, die durch zwei Kammern fließen, ist, phasengleich mit der Kammerspannung ist. Die zweite Wechselspannung, deren Amplitude dem Unterschied der Ionisationsspannung in den beiden Kammern proportional ist, ist dabei mit der Kammerspannung vorteiglhaft um 900 phasenverschoben. It is already known that such an activity or decrease in intensity to compensate in the measuring arrangement. For example, there is already a procedure Made use of the radiation emanating from a radiation source not only radiates through the material to be checked, but independently of the Measuring section, directly. an organ is influenced, which the activity or the decrease in intensity in the measuring arrangement is compensated. After such a well-known Procedures come z. B. two alternating voltages in use, one of which, whose amplitude is proportional to any imbalance in the capacitive currents, flowing through two chambers is in phase with the chamber voltage. the second alternating voltage, the amplitude of which corresponds to the difference in ionization voltage is proportional in the two chambers, is advantageous with the chamber tension out of phase by 900.

Einrichtungen zur Durchführung eines solchen Kompensierungsverfahrens sind erwiesenermaßen ziemlich umständlich, und es ist dazu besonders ein großer apparativer Aufwand notwendig. Facilities for carrying out such a compensation process are proven to be quite cumbersome, and it is especially a big one outlay in terms of equipment necessary.

Ähnlich wie bei der Anwendung von radioaktiven Strahlern für die Durchführung von Messungen liegen die Verhältnisse auch bei der Anwendung natürlicher oder künstlicher Lichtquellen, wenn solche für die Durchführung von Messungen Anwendung finden. Similar to the use of radioactive emitters for the When carrying out measurements, the conditions are more natural even when using them or artificial light sources if such are used for taking measurements Find.

Sinngemäß muß auch hier bei Schwankungen eine entsprechende Nachregulierung durchgeführt werden.Correspondingly, a corresponding readjustment must also be carried out here in the event of fluctuations be performed.

Die Aufgabe der Erfindung geht dahin, bei solchen Kompensierungsmaßnahmen in einer einfachen Weise durch automatische I(ompensierung des Aktivitätsabfalles bei radioaktiven Strahlern oder des Intensitätsabfalles hei Helligkeitsschwankungen einer Licht-(luelle die sonst nötigen manuellen, umständlichen und zeitraubenden Nachregulierungen entbehrlich zu machen. The object of the invention is with such compensation measures in a simple way through automatic compensation of the decrease in activity in the case of radioactive emitters or the decrease in intensity due to fluctuations in brightness a light source the otherwise necessary manual, cumbersome and time-consuming To make readjustments unnecessary.

Bei einer Einrichtung, bei der eine Strahlenquelle beliebiger Art und Wellenlänge, aber mit zeitlichem Aktivitäts- bzw. Intensitätsabfall, zu Meßzwecken, z. B. zur Dickenmessung flächigen Materials, dient und bei der die Strahlungsquelle unabhängig von der Meßstrecke und unmittelbar ein Organ beeinflußt, welches den Aktivitäts- bzw. Intensitätsabfall in der Meßanordnung kompensiert, ist erfindungsgemäß dieses Kompensierungsorgan als strahlungsempfindlichter Arbeitswiderstand der Meßanordnung ausgebildet. In a facility where a radiation source of any kind and wavelength, but with a decrease in activity or intensity over time, for measurement purposes, z. B. for measuring the thickness of flat material, is used and in which the radiation source regardless of the measuring distance and directly affects an organ which the Compensated for the decrease in activity or intensity in the measuring arrangement is according to the invention this compensation element as a radiation-sensitive working resistance of the measuring arrangement educated.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert. The invention is explained in the drawing, for example.

Nach dem gezeigten Beispiel ist 1 das zu messende Material flächiger Beschaffenheit, das von dem Strahler2 durchstrahlt wird. Die von dem Material 1 durch gelassene Strahlenintensität wird in der Ionisationskammer 3 gemessen. Der Strahler 2 ist so angeordnet, daß die von ihm ausgehenden Strahlungen auch von dem Bronson-Widerstand 4 aufgenommen werden. According to the example shown, the material to be measured is more flat Condition that is penetrated by the radiator2. The from the material 1 The radiation intensity left is measured in the ionization chamber 3. Of the Radiator 2 is arranged so that the radiation emanating from it also from the Bronson resistance 4 to be included.

Die dabei im Bronson-Widerstand zustande kominende Widerstandsänderung wird zusammen mit dem von der Ionisationskammer kommenden Meßwert über die Leitungen 5, 6 zum Elektrometer bzw. zur Elektrometerröhre geführt.The resulting change in resistance in the Bronson resistance is transmitted together with the measured value coming from the ionization chamber via the lines 5, 6 led to the electrometer or to the electrometer tube.

Bei geeigneter geometrischer Anordnung ist, wie die Zeichnung zeigt, dieselbe Strahlungsquelle sowohl zur Durchstrahlung des Materials als auch zur Bestrahlung des Bronson-Widerstandes benutzt. Wo dieses nicht möglich ist, können ohne Anderung der obenerwähnten Eigenschaften des Systems auch zwei getrennte Präparate desselben radioaktiven Isotops mit gleichen Strahlungseigenschaften als Strahler für die Durchstrahlung und für den Bronson-Widerstand verwendet werden. With a suitable geometric arrangement, as the drawing shows, the same radiation source both for irradiating the material and for irradiation of the Bronson resistance. Where this is not possible, you can do so without change the above-mentioned properties of the system also have two separate preparations of the same radioactive isotopes with the same radiation properties as radiators for the irradiation and used for the Bronson resistor.

Die für die Anwendung radioaktiver Strahlung zu Meßzwecken beschriebene Kompensierungseinrichtung ist in analoger Weise auch zur Kompensierung zeitlicher Lichtschwankungen einer optischen Strahlenquelle anwendbar, wobei die Empfindlichkeit des Nachweisgerätes durch eine im Nachweisgerät als Arheitswiderstand eingeschaltete gasgefüllte Photozelle selbsttätig veränderbar ist. Diese Photozelle wird in gleicher Weise vom gleichen Strahler bestrahlt, der zu den Messungen dient. Dadurch wird der Wider stand im gleichen Maße zunehmen, wie die Intensität der Lichtquelle abnimmt, so daß also insgesamt, stets unabhängig von den Schwankungen der Lichtquelle, der gleiche Ausschlag am Nachweisgerät auftritt. An Stelle einer gasgefüllten Photozelle lassen sich auch geeignete Halbleiter, sogenannte Photowiderstände, als Arbeitswiderstand benutzen. The one described for the application of radioactive radiation for measurement purposes In an analogous manner, the compensation device is also used to compensate for more time Light fluctuations of an optical radiation source applicable, with the sensitivity of the detection device by a switched on in the detection device as an operational resistance gas-filled photocell can be changed automatically. This photocell is in the same Way irradiated by the same radiator that is used for the measurements. This will the resistance increases to the same extent as the intensity of the light source decreases, so that overall, always regardless of the fluctuations in the light source, the the same rash occurs on the detection device. Instead of a gas-filled photocell Suitable semiconductors, so-called photoresistors, can also be used as load resistors use.

Im nachstehenden soll die Wirkungsweise näher erläutert werden: Die erforderliche Kompensierung wird dadurch erreicht, daß der Arbeitswiderstand R des Strahlenmeß- gerätes, also z. B. der Ionisationskammer, nicht zeitlich konstant ist, sondern in gleicher Weise zeitlich zunimmt, wie die Intensität J der Strahlungsquelle abnimmt. Das heißt, das Produkt J R muß konstant sein. In the following, the mode of action is to be explained in more detail: The required compensation is achieved in that the working resistance R des Radiation measuring device, so z. B. the ionization chamber, is not constant over time, but increases over time in the same way as the intensity J of the radiation source decreases. That is, the product J R must be constant.

Claims

According to the claim, this is possible if as work resistance R a Bronson resistor is used, its conductivity due to the irradiation with the same radiation source that is intended for the actual measurement serves.

Its resistance is then const.

R eo eÄt where 2 = decay constant and t = time.

The intensity of the radiator is J = const. . ei so that so the condition J R = const. is satisfied.

Independent of the decay of the radioactive emitter over time thus arises at the Bronson resistor connected as a working resistor to the ionization chamber always the same voltage drop if the same absorption ratios are present.

As is well known, a Bronson resistor basically consists of an ionization chamber, which is crossed by ionizing radiation.

PATENT CLAIMS: 1. Device in which a radiation source is arbitrary Type and wavelength, but with a decrease in activity and intensity over time Measuring purposes, e.g. B. for measuring the thickness of flat material, is used and in which the radiation source regardless of the measuring distance and directly affects an organ which the Compensated for a drop in activity or intensity in the measuring arrangement, characterized in that that the organ is designed as a radiation-sensitive working resistor of the measuring arrangement is.

2. Device according to claim 1, characterized in that when used radioactive radiation a Bronson resistance as the working resistance of the measuring element (e.g. an ionization chamber).

3. Device according to claim 1, characterized in that when used of light radiation a gas-filled photocell as the working resistance of the measuring photocell serves.

4. The method according to claim 3, characterized in that in place The gas-filled photocell uses a photoresistor as a working resistor.

Considered publications: German Patent Specifications No. 375,383, 745,332; French Patent No. 710,312; U.S. Patent No. 2,264,725, 2,586,303.