Введение к работе
Актуальность работы
Современный этап научно-технической революции характеризу
ется внедрением прогрессивных технологий на всех стадиях производ
ства. [
Освоение новейших технологий во многих случаях делает необходимым проведение таких операций, как бесконтактный неразрушаю-щий контроль многих параметров производственного процесса, возможность управления процессами на основе полученной в результате контроля информации путем включения контрольной аппаратуры в автоматические системы управления.
В этом плане, несомненный интерес, представляют радиационные методы и приборы, имеющие основное достоинство бесконтактность. Среди радиационных приборов особое место занимают радиационные (в т.ч. радиоизотопные) релейные приборы (РРП), которые достаточно просто могут быть включены в релейные системы автоматического регулирования с целью поддержания технологических параметров в оптимальных заданных пределах.
Опыт разработки"'и использования РРП как в СССР, так и за рубежом достаточно богат и насчитывает более тридцати лет. В отдельные периоды развития радиоизотопного приборостроения удельный вес РРП достигал 90% всех радиоизотопных приборов.
Прослеживая этапы развития радиоизотопной релейной техники следует отметить, что к первым РРП предъявлялись сравнительно невысокие требования, связанные с тем, что реле предназначались для решения "грубых" задач в условиях большого перепада интенсивности излучения (более 10). Тем йе менее, такими приборами удалось охватить большую, чгруппу задач/ решение которых другими методами не представлялось возможным.
В последующем появились релейные задачи, в которых перепады интенсивности излучения были сравнительно" малыми, характер входного сигнала усложнялся, требования по быстродействию>надежности контроля и его точности возрастали. Кроме того при решении "грубых" релейных задач наметилась тенденция к снижению активности используемых источников, что естественно приводило к уменьшению перепада интенсивности излучения и переводу этих задач в разряд "тонких".
Необходимо отметить, что решение тонких задач может быть обеспечено двумя путями:
1) разработкой более совершенных РРП, имеющих дискретную (импульсную) схему обработки поступающих с детектора электрических сигналов, со стабильными порогами и высокоэффективными (для гамма-излучения сцинтилляционными) блоками детектирования;
2) более широкое применение теоретических аналитических методов расчета установочных параметров РРП с целью их оптимизации.
Тенденции улучшения аппаратурных параметров РРП в определенной степени регламентируются ГОСТ 17134-80(86). "Приборы!ра-диоизотопные релейные. Общие технические условия". В этом стандарте основные параметры (чувствительность узла детектирования, пороги срабатывания и отпускания и их нестабильности, постоянная времени) классифицированы по группам и введен комплексный показатель качества.
Величина комплексного показателя качества позволяет производить оценку и сравнение всех существующих и разрабатываемых отечественных и зарубежных РРП по основным параметрам.
Сравнительно простой расчет показывает, что при решении одной и той же задачи с помощью отечественного наиболее современного серийного прибора РРП-3, имеющего в качестве детектора газоразрядный счетчик, и прибора с высокоэффективным сцинтилляци-онньш детектором, в последнем случае, при прочих равных условиях, удается снизить активность используемого источника ионизирующего излучения в десять и более раз.
Однако наличие РРП с большим комплексным показателем качества (высокой чувствительностью, малой нестабильностью порогов и др.) еще не предопределяет оптимального решения задачи (с минимальной активностью источника). Развитие теоретических методов расчета установочных параметров и эксплуатационных характеристик РРП позволяет провести такую оптимизацию, а также решить ряд вопросов, связанных с временными (динамическими) и точностными характеристиками.
Цель настоящей диссертационной работы может быть сформулирована следующим образом:
Разработка аналитических методов определения взаимосвязи аппаратурных параметров и эксплуатационных характеристик РРП, расчет динамических и оптимальных установочных характеристик; при различных видах входного радиационного сигнала.
Научная новизна
В процессе проведения исследований теоретических вопросов, связанных с работой аналоговых и цифровых РРП, была создана'единая система аналитических зависимостей и выражений, позволяющая расчетным методом определять практически все эксплуатационные характеристики РРП, в том числе не определявшиеся ранее динамические характеристики.
Практическая ценность работы заключена в возможности для каждого конкретного случая сделать обоснованный выбор того или иного РРП и получить предельно высокие эксплуатационные характе-
2 —
ристики, в том числе максимально снизить активность используемых источников. Кроме того, аналитическое определение, динамических характеристик позволяет в ряде случаев заранее оценить точностные характеристики РРП, при решении конкретных задач, таких, например, как позиционный контроль уровня.
По теме диссертации опубликовано 7 статей, выпущено 2 отчета и получено 2 авторских свидетельства.
Автор защищает положения разработанной им теории, позволяющей впервые провести аналитические расчеты динамических характеристик аналоговых и цифровых радиационных релейных приборов, а также подтвердить результаты предшествующих теорий по взаимосвязи аппаратурных и] эксплуатационных параметров и вероятностным характеристикам приборов этого класса.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ
