【正文】 、正比計(jì)數(shù)器 、蓋革 米勒計(jì)數(shù)器 、閃爍計(jì)數(shù)器、切倫科夫計(jì)數(shù)器、半導(dǎo)體探測(cè)器等 。目前在國(guó)內(nèi)外使用的幾種 γ 射線源有 137Cs（銫 137）、 60Co（鈷 60）、 241Am（镅 241）等幾種放射性同位素。 放射源 產(chǎn)生射線的裝置或物質(zhì)叫放射源。 透射式 ? 射線測(cè)厚儀的組成 本 設(shè)計(jì) 是基于 γ 射線的管材壁厚連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，所以需要先設(shè)計(jì)一個(gè) γ 射線測(cè)厚儀。但比起透射式 γ 射線 測(cè)厚儀，在同樣的放射源強(qiáng)度及探測(cè)器情況下，信號(hào)要小一至兩個(gè)信號(hào)級(jí)，同時(shí)對(duì)幾何位置更加敏感，同樣精度要求下比透射式 γ 射線測(cè)厚儀更難達(dá)到要求。 散射式 γ 射線測(cè)厚儀主要用于透射式 γ 射線測(cè)厚儀不能運(yùn)用的場(chǎng)合，例如，被測(cè)材料很寬、很大、很厚或另一側(cè)不可能安裝儀表或者不易接近的情況下。射入探測(cè)器的射線強(qiáng)度與放射源至被測(cè)物體的距離以及被測(cè)物體的成分、密度、厚度、表面狀態(tài)等因素有關(guān)。其特點(diǎn) 是放射源和探測(cè)器置于被測(cè)物體的同一側(cè)。 透射式厚度計(jì)應(yīng)用十分廣泛，可以無接觸、迅速、精確、連續(xù)的自動(dòng)檢測(cè)和控制紙內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 張、塑料、各種金屬板材、電影膠片或其他板狀材料的厚度。由于物質(zhì)的吸收射線穿透物質(zhì)后強(qiáng)度要降低，降低的程度與物體的厚度、密度及成分有關(guān)。 透射式 ? 射線測(cè)厚儀 透射式 γ 射線測(cè)厚儀是直接測(cè)量射線穿透物質(zhì)后強(qiáng) 度變化的儀表。電子對(duì)效應(yīng)截面 σ p 與光子能量 Er 的關(guān)系： 當(dāng) Er 稍大于 2 20mc 時(shí)， 2p Z Er? ? (25) 當(dāng)0 22Er mc??時(shí) ， 2 lnp Z Er? ? (26) 由以上可以得出 ： 1) 對(duì)于低能 γ 射線和高 Z 的吸收物質(zhì)，光電效應(yīng)占優(yōu)勢(shì) ； 2) 對(duì)于中能 γ 射線和低 Z 的吸收物質(zhì)，康普頓散射占優(yōu)勢(shì) ； 3) 對(duì)于高能 γ 射線和高 Z 的吸收物質(zhì)，電子對(duì)效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)。 電子對(duì)效應(yīng) 據(jù)能量守恒定律，只有 20r2mEc即 MeV? 時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)，入射光子的內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 能量除一部分轉(zhuǎn)變?yōu)檎?、?fù)電子對(duì)的靜止能量（小于 ）外，其余的作為它們的動(dòng)能。 散射光子能量 rE， 的計(jì)算公式為： ? ?,2 0/ 1 / 1 c o sE r E r E r m c ???? ? ??? (24) 其中 ? 為散射光子的散射角?？偣怆娊孛?ph? 的計(jì)算公式為： 54ph k??? (23) 康普頓效應(yīng) γ 光子與原子的核外電子發(fā)生非彈性散射的過程稱為康普頓效應(yīng)，在此過程中 γ 光子的一部 分 能量轉(zhuǎn)移給電子，使之脫離原子，散射光子的能量和運(yùn) 動(dòng) 方向都發(fā)生變化。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 光電效應(yīng)作用幾率用光電截面表示。所以當(dāng)運(yùn)用 γ 射線時(shí)，必須做好防護(hù)工作。 γ 射線具有極強(qiáng)的穿透本領(lǐng)。 γ 射線是一種強(qiáng)電磁波，它的波長(zhǎng)比 x 射線還要短，一般波長(zhǎng)＜ 0． 001 納米。 它 具有比 x 射線還要強(qiáng)的穿透能力。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 第二章 透射式 ? 射線測(cè)厚儀 ? 射線的簡(jiǎn)述 γ 射線 首先由法國(guó)科學(xué)家 ，是繼 α、 β射線后發(fā)現(xiàn)的第三種原子核射線。 γ 射線 測(cè)厚 儀 的優(yōu)點(diǎn)是： 能量穩(wěn)定，比 X 射線有更高的能量；作為射線源比 x 射線價(jià)廉； 探測(cè)厚度大，穿透能力強(qiáng)；體積小，重量輕，特別適用于野外工作和在用設(shè)備的檢測(cè)；可以連續(xù)運(yùn)行， 且不受 壓力、磁場(chǎng)等外界條件影響。 這就是γ射線測(cè)厚儀的基本原理。 當(dāng)γ射線穿透物質(zhì)后由于和被測(cè)物發(fā)生相互作用，使得入射前后的γ射線強(qiáng)度不同。 ? 射線測(cè)厚儀 γ射線測(cè)厚儀在對(duì) 物體 進(jìn)行厚度測(cè)量時(shí)，一般有兩種方法：一種是透射式γ射線測(cè)厚儀，另一類是散射式γ射線測(cè)厚儀。 超 聲 波測(cè)厚儀 的優(yōu)點(diǎn)： 超聲波測(cè)厚儀一般都具有 超輕超薄機(jī)身，便于單手操作 ；測(cè)量精度高；有背景燈光，使得在 各種環(huán)境下清晰可視 ； 低功耗，兩節(jié)干電池可使用 200小時(shí)以上 ；對(duì)人體無害； 適合測(cè)量所有導(dǎo)聲材料，如鋼、鐵、塑料、陶瓷、有機(jī)玻璃等 。反射部分會(huì)被感應(yīng)器接收 ， 傳遞的振動(dòng)波繼續(xù)傳遞到底材 ， 同樣經(jīng)歷著所有材料界面間的反射、傳遞過程。 超聲波測(cè)厚儀 利用超聲波脈沖反射原理 ， 通過發(fā)射的超聲波脈沖至涂層 /基材 ， 計(jì)算脈沖通過涂層/基材界面反射回發(fā)射器所花的時(shí)間來計(jì)算涂層的厚度。 x 射線測(cè)厚儀 的測(cè)厚原理是： 根據(jù) x 射線穿透被測(cè)物時(shí)的強(qiáng)度衰減來進(jìn)行轉(zhuǎn)換測(cè)量厚度的， 即測(cè)量被測(cè) 物 所吸收的 x 射線量，根據(jù)該 x 射線的能量值，確定被測(cè)件的厚度。用幾萬伏至幾十萬伏的高壓加速電內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 子，電子束轟擊靶極， x 射線從靶極發(fā)出。 由德國(guó)物理學(xué)家 1895年發(fā)現(xiàn) ， 故又稱倫琴射線 。 其中 在工業(yè)上 常用來測(cè)量管材壁厚的方法有： x 射線測(cè)厚儀 、 超聲波 測(cè)厚儀 、 γ 射線測(cè)厚儀 。無損檢測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用將呈現(xiàn) 數(shù)字化、高智能化、自動(dòng)化等特點(diǎn)。無損檢測(cè)不但要在不損傷被檢對(duì)象使用性能的前提下 ， 探測(cè)其內(nèi)部或表面的各種宏觀缺陷 ， 判斷缺陷的位置、大小、形狀和性能 ， 還應(yīng)能對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象的固有屬性、功能、狀態(tài)和發(fā)展趨勢(shì) (安全性和剩余壽命 )等進(jìn)行分析、預(yù)測(cè) ， 并做出綜合評(píng)價(jià)。 隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步 ， 無損檢測(cè)技術(shù)也得到飛速發(fā)展 ， 不僅超聲 、 射線等傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)青春長(zhǎng)存 ， 而且還產(chǎn)生了像激光全息干涉 、 電子剪切成像 、 激光超聲 、紅外 、 聲發(fā)射 、 微波 、 遠(yuǎn)場(chǎng)渦流 、 電磁超聲 、 磁記憶 、 超聲相控陣等眾多的無損檢測(cè)新方法 、 新技術(shù) 。滲透檢測(cè)可用于表面穿透性裂紋的檢測(cè) ， 具有簡(jiǎn)便、快捷、可靠等特點(diǎn)。 5）滲透檢測(cè) 滲透檢測(cè)采用滲透劑滲入工件表面開口缺陷 ， 在清除工件表面的滲透劑后 ， 從缺陷滲 入 的滲透劑可顯示缺陷的位置、形狀和大小。但隨著損傷的深度和類型的變化 ， 其有效性會(huì)受到極大的影響 ， 值得注意的是試樣表面的不平和劃痕也會(huì)對(duì)磁力線的走向產(chǎn)生影響。現(xiàn)在可供使用的磁粉種類繁多 ，可依據(jù)要求來選擇。 4）磁粉檢測(cè) 磁粉檢測(cè)的原理是利用損傷會(huì)改變磁力線的分布情況 ， 從而顯現(xiàn)材料的缺陷。由于損傷的存在以及材料內(nèi)部的缺陷 ，渦流必將發(fā)生畸變 ， 線圈的阻抗將因此而發(fā)生 變化。當(dāng)電磁線圈移到金屬物的表面 ， 渦流就導(dǎo)入試樣中。 3）渦流檢測(cè) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 渦流檢測(cè)有一定的局限性 ， 僅能用于導(dǎo)體的電磁技術(shù)。膠片經(jīng)過處理得到了圖像 ， 進(jìn)行靈敏的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) ， 但射線對(duì)人體有害。選擇什么樣的射線取決于待測(cè)物體材料的厚度。但該技術(shù)對(duì)操作者有較高的要求 ， 對(duì)于一個(gè)很大的檢測(cè) ， 一次只能檢測(cè)很小的一部分。當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播超聲時(shí) ， 在不同性質(zhì)的介面將發(fā)生反射、折射和復(fù)雜的波型轉(zhuǎn)換 ， 使超聲波被吸收和散射 ， 檢測(cè)、分析 反射信號(hào)后透射信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的檢測(cè)。 無損檢測(cè)的方法 經(jīng)過各國(guó)科技工作者的不懈努力 ， 無損檢測(cè)技術(shù)得到了很大的進(jìn)展 ， 目前形成了五種常規(guī)的無損檢測(cè)的方法 ， 即超聲檢測(cè) (Ultrasonic)、射線檢測(cè) (Radiographic)、渦流檢測(cè)(EddyCurrent)、磁粉檢測(cè) (Magic Particle)、滲透檢測(cè) (Perant)。無損檢測(cè)技術(shù)(NDT)是在不損害材料 /工件使用性能的前提下 ， 用于檢測(cè)其特征質(zhì)量 ， 確定其是否已達(dá)到特定的工程技術(shù)要求 ， 是否還可以繼續(xù)服役的方法 ， 它是檢驗(yàn)產(chǎn)品的質(zhì)量、保證產(chǎn)品內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 安全、延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命的必要的可靠技術(shù)手段。 無損檢測(cè)技術(shù) 無損檢測(cè)的概述 隨著監(jiān)督檢測(cè)手段的不斷完善 ， 檢測(cè)儀器的不斷發(fā)展 ， 質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)工作的科技含量也在不斷增加。因此對(duì)在役金屬管道、尤其是壓力管道進(jìn)行定期檢測(cè)時(shí)均把壁厚檢測(cè)作為主要的檢測(cè)項(xiàng)目之一。 根據(jù)介質(zhì)特性及工藝條件的不同，金屬管道在使用過程中，其整體或局部可能受到腐蝕、沖蝕、磨損等破壞性作用，使管壁逐漸減薄。 data acquisition card。 γray。主要考慮信號(hào)的濾波 和 放大 ，接著 再 進(jìn)行標(biāo)度變換，最后 的管材壁厚值分別用波形圖和具體數(shù)值顯示。 其 二、基于虛擬儀器的軟件設(shè)計(jì)。 主要有 這 兩方面的內(nèi)容 ： 其 一、 γ 射線 連續(xù) 測(cè)厚 系統(tǒng) 的硬件設(shè)計(jì) 。 γ 射線測(cè)厚儀由 γ 放射源、探測(cè) 器、信號(hào)處理電路這三部分組成。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 基于 ? 射線管材壁厚連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 由于 管材的局部嚴(yán)重減薄會(huì)對(duì)管道的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅 ，所以在管材的使用過程中，需要定期對(duì)管材的厚度進(jìn)行檢測(cè)。 作為同位素儀表的一個(gè)分支， γ 射線測(cè)厚儀在工業(yè)測(cè)量中也越來越多地發(fā)揮重要作用。 本設(shè)計(jì) 是 對(duì) 管材的 壁厚 進(jìn)行 連續(xù) 檢測(cè) ，其中采用虛擬儀器 對(duì) γ 射線 測(cè)厚儀進(jìn)行 控制 ，取代了傳統(tǒng)的單片機(jī) 控制 。 由于 電流 電離室出來的信號(hào)很 微弱，需要運(yùn)用 信號(hào) 放大電路對(duì)其進(jìn)行放大后送給數(shù)據(jù)采集卡。其中信號(hào)的處理將采用 LabVIEW 來完成。 關(guān)鍵詞： 同位素儀表 ； γ射線； 虛擬儀器 ； 數(shù)據(jù)采集卡； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） γ raybased measurement system for pipe wall thickness design Abstract As a result of severe local thinning pipe pipeline would pose a threat to the safe operation, so the use of tubes, the need to regularly test the thickness of pipe. Instrument as a branch of the isotope, γray thickness measurement in industry is also increasingly playing an important role. γ by γray thickness gauge sources, detectors, signal processing circuit which is posed of three parts. The design of the wall thickness of pipe for continuous detection, in which the use of virtual machines on the γray Thickness Gauge control to replace the traditional singlechip control. There are two aspects: first, γray thickness measurement system for hardware design. As the current from the ionization chamber signal is very weak, need to use their signal amplification circuit to the data acquisition card. Second, based on virtual instrument software design. Signal processing which will be used to plete LabVIEW. The main consideration signal filtering and amplification, and then scaling to transform, the final value of the pipe wall thickness, respectively, and specific numerical waveform display. Key words: Isotope Instrumentation。 virtual instrument。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................................... II 第一章 引 言 ...............................................................................