CC BY
15
• ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
1965
Том 139
ПРИБОР для КОНТРОЛЯ плотности и сплошности СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ БОЛЬШИХ толщин С ПОМОЩЬЮ ТОРМОЗНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ БЕТАТРОНА
В. А. ВОРОБЬЕВ, В. А. ВИНОКУРОВ
• {Представлена научным семинаром научно-исследовательского института электронной
интроскопии)
В практике строительных работ приходится встречаться с необходимостью измерения плотности конструкций или материалов. Одним из методов, дающих возможность измерять плотность материала или конструкции без нарушения ее целостности, основывается на применении проникающих излучений различных источников.
Применяемые в настоящее время для этой цели рентгеновские аппараты и радиоактивные изотопы дают возможность контролировать толщины, не превышающие 40—50 мм строительного бетона [1, 2].
Дальнейшее увеличение толщин, доступных для контроля, может быть достигнуто путем повышения энергии и°лучения [3]. Применение в качестве источника высокоэнергетического тормозного излучения бетатрона [4] для контроля плотности и сплошности строительных конструкций позволяет просвечивать изделие из строительного бетона толщиной до 2 метров [5].
С целью проведения скоростного контроля плотности и сплошности строительных материалов и конструкций в производственных условиях был разработан прибор, позволяющий вести непрерывный контроль движущихся изделий.
Вследствие того, что бетатрон дает направленный поток тормозного излучения с малым углом расходимости использование обычно применяемых при работе с радиоактивными изотопами компенсационных схем [6] затруднено. Нестабильность излучения бетатрона по интенсивности при наличии схемы стабилизации составляет примерно 1% [4], поэтому применение схем непосредственного измерения интенсивности излучения за поглотителем дает большую погрешность.
Измерение плотности контролируемого объекта с помощью нашего прибора основано на измерении интенсивности излучения до и после прохождения через контролируемый объект (рис. 1).
Поток излучения регистрируется с помощью сцинтилляционного счетчика выносного блока 2 и после прохождения поглотителя 3 попадает на сцинтилляционный счетчик выносного блока 4.
Сигналы с блоков 2 и 4 обрабатываются электронной схемой и затем сравниваются.
Нами использована схема обработки информации с применением амплитудно-временной трансформации [7].
Рассмотрим работу данной схемы на примере одного канала, рис. 1.
Импульсы положительной полярности, снимаемые с последнего динода ФЭУ-19М [5, 6], подаются на катодный повторитель 7, 8, смонтированный в выносном блоке, и далее на амплитудный дискриминатор 9У 10, порог дискриминации которого подобран так, чтобы обрезал шумовые импульсы. С дискриминатора импульсы поступают на дифференциальный усилитель 11, 12 [8]. Дифференциальная схема обеспечивает высо-' кую стабильность коэффициента усиления обоих каналов.
С усилителя сигналы подаются на амплитудно-временной преобразователь 13, 14, на выходе которого получаются прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде сигнала на входе преобразователя. Это прямоугольные импульсы усиливаются по мощности катодным повторителем 15, 16 и подаются на интегратор.
На выходе интегратора получим такое пульсирующее напряжение и\ (со второго и2), которое определяется амплитудой и длительностью зарядного импульса и\ = 1(А1). Поскольку с преобразователей 13 и 14 получаем прямоугольные импульсы одинаковой амплитуды, но
Рис. 1. Блок-схема прибора для контроля плотности и сплошности бетонных конструкций.
1 источник излучения; 2, 4 — детекторы излучения в выносных блоках; 3 — контролируемый объект; 5, 6— фотоэлектронные умножители ФЕУ 19М; 7, 8—катодные повторители; 9, 10 — дискриминаторы; 11, 12 — усилители, 13, 14 — катодные повторители; 15—16 — амплитудно временные преобразователи; 17 — балансный усилитель; 18 — стабилизированный источник питания на 300 вольт; 19—ВСВ—0,25.
разной длительности, ие будет зависеть только от длительности поступающих импульсов. Следовательно, величины ис1 и и с2 будут определяться амплитудами импульсов, снимае-лтых со сцинтилляционных счетчиков 2—5 и 4—6.
Импульсы напряжения и с и и с2 сравниваются баллансным каскадом. Результаты сравнения, пропорциональные измеряемому ослаблению излучения, в контролируемом объекте регистрируются на ленте самопищущего потенциометра типа ЭПП-09, а также с помощью стрелочного прибора, градуированного в единицах плотности.
Примененная схема обладает следующими преимуществами:
1. Исключается погрешность измерения за счет плавания оси пучка излучения.
2. Снижает погрешность измерения за счет нестабильности интенсивности излучения.
3. Обладает высокой точностью и быстродействием, проста и надежна в эксплуатации.
Исследования данного прибора показали, что при максимальной энергии тормозного излучения бетатрона 30 Мэв и интенсивности излучения 150—200 рентген в минуту может проводиться контроль конструк-
Рис. 2. Принципиальная электронная схема прибора для контроля плотности и сплошности бетонных конструкций.
ции из строительного бетона объемным весом 2,3—2,4 т/м3 толщиной до 2 м [9]. Чувствительность к выявлению нарушений сплошности бетонной конструкции составляет 2—3% от просвечиваемой толщины при общей толщине конструкции свыше 1 м.
ЛИТЕРАТУРА
1. В. Г. Ф и р с т о в. Применение радиоактивных изотопов в строительстве. Строй-издат, М„ 1964.
2. Е. Pohl. Kerntechnik in Banwesen VEB Verlog fur Banflesen Berlin. 1964.
3. А. А. Воробьев, В. А. Воробьев, В. И. Горбунов. Неразрушающие методы контроля материалов и изделий. Сб. статей под редакцией проф. Назарова С. Т. ОНТИПприбор, М., 109, 1964.
4. Л. М. Ананьев, А. А. В о р о б ь е в, В. И. Г о р б у н о в. Индукционный ускоритель электронов — бетатрон. Госатомиздат, М., 1961.
5. В. А. Воробьев. Кандидатская диссертация, Томск, 1965.
6. А. К. Вальтер, И. Н. Плаксин, M. JI. Га льдин. Автоматический контроль плотности железорудной пульпы гамма-лучами. Издательство Харьковского университета, Харьков, 1962.
7. А. М. Б о н ч-Б р у е в и ч. Применение электронных ламп в экспериментальной физике, Госатомиздат, М., 1950.
8. Б у л г а к о в. Электронные устройства автоматического управления. Госэнерго-издат, 1953.
9. В. А. В о р о б ь е в, В. А. В и н о к у р о в, ГТ. H. M у с у н о в. Разработка, изготовление и исследование прибора для безконтактного измерения плотности бетона с помощью тормозного излучения бетатрона. Удостоверение о регистрации № 42673 от 15 февраля 1964 г.
