Brevet FR2531207A1 — publié le 19840203

La présente invention concerne un circuit pour inverser et adapter des tensions électriques linéaires variables, comme il peut s'en-produire dans des appareils de mesure utilisant,un.rayannnent radis actif et des sondes..de mesure de scintillation, en tant que détecteur, pour la détermination de l'épaisseur ou de la densité de matériaux, par exemple des appareils de mesure d'épaisseur de paroi, ces tensions pouvant être prélevées après un appareil de mesure de densité d'impulsions1 au niveau d'un amplificateur logarithmique en tant que mesure de l'épaisseur ou de la densité. Les procédés et dispositifs de mesure connus opérant avec un rayonnement radio-actif pour la détermination de l'épaisseur ou de la densité dBun matériau sont basés sur la conversion, dans un détecteur, du rayonnement radio-actif affaibli, de préférence un rayonnement gamma, en un signal analogique. Pour pouvoir opérer avec un petit orifice de collimation de rayonnement; comme dans le cas delamesur.e de l'épaisseur de paroi de tubes de petit diamètre, et avec une source de rayonnement de grandeur compatible, on utilise comme détecteur une sonde de mesure de scintillation. Les impulsions produites sont comptées, pendant une période de durée constante, pour représenter une mesure de l'atténuation, ou bien elles sont converties en une tension analogique dans un appareil de mesure de densité d'impulw sions. Il existe entre l'épaisseur ou la densité d'un matériau à mesurer et le nombre des impulsions de sortie une relation exponentielle qui, conformément à l'état actuel de la technique, lorsqu'on'utilise des signaux numériques de sortie, ne peut hêtre traitée ultérieurement que par lgin- termédiaire d'un microprocesseur ou d'un circuit electro- nique compliqué. L'invention a pour but de permettre, en utilisant des moyens techniques simples et connus dans des dispositifs de mesure, utilisant un rayonnement radio-actif et des sondes de mesure de scintillation, pour la détermination de l'épaisseur ou de la densité de matériaux, d'inverser ou d'adapter les tensions électriques variables de mesure qui sont produites par l'appareil de mesure de densité d'impulsions et qui sont linéarisées par un amplificateur logarithmique, ces tensions possédant différentes pentes et se comportant d'une façon inversement proportionnelle à la grandeur d'un paramètre, c'est-à-dire l'épaisseur ou la densité d'un matériau à mesurer, de telle sorte que les valeurs de mesure de l'épaisseur ou de la densité du materiau puissent être indiquées directement. La présente invention a pour but de. remplacer les moyens compliqués utilisés dans les solutions techniques connues pour représenter la relation exponentielle entre d'une part l'épaisseur ou la densité du matériau et d'autre part le nombre des impulsions de sortie, par exemple, des circuits électroniques et des microprocesseurs compliqués, par un circuit qui soit simple et économique. Ce problème est résolu selon l'invention à l'aide dpun circuit dans lequel les tensions prélevées à la sortie de l'amplificateur logarithmique, qui est connecté en aval de l'appareil de mesure de densité d'impulsions, sont appliquées initialement par l'intermédiaire d'un diviseur de tension d'entrée à un amplificateur opérationnel non inverseur. Â l'aide d'une. résistance de couplage de réaction constamment réglable, l'amplification de l'amplificateur opérationnel est réglée de manière que la pente des droites représentant la tension de sortie corresponde à la pente des droites représentant la tension d'entrée.On est ainsi assuré simultanément que des modifications de cette pente des droites de tension d'entrée puissent être corrigées à tout moment d'une façon simple et exacte en fonction de conditions géométriques différentes, dans l'intervalle de mesure. Cette tension de sortie est traitée à l'aide d'une tension compensatrice stable réglable1 pour être inversée par l'intermédjaire d'un circuit compensateur auquel est appliquée la tension compensatrice1 de sorte que la tension différentielle se produisant dans l'intervalle de mesure lors de l'existence d'un matériau est appliquée à l'entrée d'un convertisseur analogique-numérique Par une adaptation de l'action du circuit compensateur en relation avec l'amplitude de la tension d'entrée de l'amplificateur opérationnel, on obtient un affichage numérique direct de l'épaisseur ou de la densité du matériau à mesurer sur un organe dgaf- fichage. La tension antagoniste stable nécessaire pour le circuit de compensation est obtenue conformément à l inven- tion par une division de la tension de service ou dBali- mentation au moyen de résistances de division entre les quelles il existe un rapport défini. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la, description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexe qui représente un schéma du circuit conforme à l'invention. Lors de la détermination de l'épaisseur de paroi de tubes au moyen de dispositifs de mesure utilisant un rayonnement gamma et des sondes de mesure de scintillation, les impulsions obtenues en fonction de l'atténuation du rayonnement gamma, par suite de différentes épaisseurs de paroi de tube, sont converties dans l'appareil de mesure de densité d'impulsion en une tension analogique qui est appliquée à un amplificateur logarithmique. La tension prélevée en sortie de l'amplificateur logarithmique est transmise directement à un diviseur de tension d'entrée 1. Un amplificateur opérationnel non inverseur 2 connecté en série avec le diviseur de tension d'entrée 1 reçoit à son entrée une tension provenant de ce diviseur de tension d'entrée 1. L'amplificateur opérationnel 2, constitué par exemple par un circuit intégré, est pourvu d'une résistance de couplage de réaction 3 réglable de manière que la tension prise à la sortie de l'amplificateur opérationnel 2 ait la même pente que la tension d'entrée de l'amplificateur opérationnel 2. La tension de sortie de l'amplificateur opérationnel 2 est traitée, c'est-à-dire commandée en sens inverse, et par conséquent inversée, par la tension compensatrice appliquée au circuit compensateur stabilisé réglable 4. La tension antagoniste stable nécessaire pour la compensation est appliquée au circuit compensateur 4 et elle est établie par division de la tension de service ou d'alimentation 7 par l'intermédiaire de deux résistances de division 8, 9, dont le rapport des valeurs ohmiques est supérieur à 10 / 1. La tension différentielle obtenue par l'action antagoniste de la tension compensatrice sur la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel 2 est appliquée à l'entrée d'un convertisseur an2logique-numérique 5 associé à un dispositif d'affichage numérique-décimal 6 et elle est réglée à l'aide du circuit compensateur 4 de manière que de qrandes tensions d'entrée appliquées à l'amplificateur opérationnel 2, et engendrées par de petites épaisseurs de parois de tube, produisent une faible tension différentielle, et inversement. Cela signifie que de petites épaisseurs mesu rées pour la paroi d'un tube produisent de grandets tensions d'entrée et de petites tensions différentielles et par conséquent des valeurs de mesure d'épaisseur de paroi qui sont affichées directement de façon numérique et décimale. Pour une épaisseur de paroi nulle, le circuit compensateur est adapté de sorte que la tension différentielle soit également nulle et en conséquence la valeur de mesure dvépaisseur de paroi soit affichée avec une valeur nulle. REVENDICATIONS 1. Circuit pour inverser et adapter des tensions linéaires variables, qui apparaissent avec des pentes différentes à la sortie d'un amplificateur logarithmique, qui est connecté en aval d'un appareil de mesure de densité d'impulsions dans un dispositif de mesure utilisant un rayonnement radio-actif pour la détermination de l'épaisseur ou de la densité d'un matériau, caractérisé en ce que ces tensions sont appliquées par l'intermédi-aire d'un diviseur de tension d'entrée (1)- à un amplificateur opérationnel non inverseur (2), dont l'amplification est réglée par une résistance de couplage de réaction (3) constamment réglable, de manière que la tension prélevée en sortie de l'amplificateur opérationnel non inverseur (2) ait la même pente que la tension d'entrée appliquée à l'amplificateur opéxationnel non inverseur (2), en ce que la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel (2) est traitée pour être inversée à l'aide d'une tension appliquée à un circuit compensateur stabilisé réglable (4) et en ce que la tension différentielle obtenue est appliquée à l'entrée d'un convertisseur analogique-numérique (5) pourvu d'un dispositif d'affichage numérique-décimal (6). 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas d'une épaisseur ou d'une densité de matériau à mesurer, le "zéro" est réglé au moyen du circuit compensateur (4) de façon qu'aucune tension ne soit appli- quée à l'entrée du convertisseur analogique-numérique (5). 3. Circuit selon la revendication t, caractérisé en ce que la tension antagoniste stable nécessaire pour le circuit de compensation est produite par une division de la tension d'alimentation (7) au moyen de deux résistances formant pont diviseur (8, 9) dont le rapport des valeurs ohmiques est supérieur à 10 / 1.