G - Physics – 01 – B
Patent
G - Physics
01
B
G01B 15/02 (2006.01) B05B 15/00 (2006.01)
Patent
CA 2198712
The present invention provides a method and apparatus for non destructive, in situ measuring thicknesses of layers on substrates. The method and device uses a probe of a radioactive source and a photodetector mounted behind the source for detection of backscattered photons. In one aspect the method is used to measure the thickness of paint deposited onto galvanized steel such as used in vehicles. A source containing radioactive 109Cd producing high energy photons of energy 23 and 25 keV is spaced from the painted surface so the photons impinge on the painted substrate. The intensity of photons backscattered by Compton scattering in the paint layer is proportional to the mass density of the paint to give a direct measurement of the paint thickness. The photons penetrating through to the substrate are absorbed within the substrate. In another aspect the method is utilized for measuring ice thickness on airfoils. The probe is mounted on the interior of the airfoil and the source is 241Am producing 60 keV photons which penetrate through the airfoil substrate and are backscattered within the ice layer and back through the airfoil substrate to the detector. The shape and density of the source holder in addition to the geometrical arrangement of the source and detector with respect to the airfoil substrate are used to block photons backscattered in the airfoil substrate thereby favoring scattering in the ice layer over that in the aluminum.
Appareil et méthode non destructive de mesure in situ de l'épaisseur des couches réalisées sur des substrats. La méthode et le dispositif mettent en oeuvre une sonde de source radioactive et un photodétecteur monté en arrière de la source pour détecter les photons rétrodiffusés. Selon l'un des ces aspects, la méthode permet de mesurer l'épaisseur de peinture appliquée sur de l'acier galvanisé, tel que celui utilisé pour les véhicules. Une source contenant du ?109¿Cd radioactif émettant des photons à haute énergie dans la plage comprise entre 23 et 25 keV est placée à distance de la surface peinte afin que les photons heurtent le substrat peint. L'intensité des photons rétrodiffusés par effet Compton dans la couche de peinture est proportionnelle à la densité de la peinture et donne une mesure directe de l'épaisseur de celle-ci. Les photons pénétrant à travers le substrat sont absorbés par celui-ci. Selon un autre de ces aspects, la méthode sert à mesurer l'épaisseur de givre sur les gouvernes d'un aéronef. La sonde est montée à l'intérieur de la gouverne, la source est un ?241¿Am produisant des photons de 60 keV qui pénètrent à travers le substrat de la gouverne avant d'être rétrodiffusés à l'intérieur de la couche de givre pour revenir au détecteur à travers le substrat constituant la gouverne. La forme et la densité du support de la source, outre la disposition géométrique de la source et du détecteur par rapport au substrat que constitue la gouverne, sont mis à profit pour bloquer les photons rétrodiffusés dans le substrat que constitue la gouverne, de manière à favoriser la rétrodiffusion dans la couche de givre plutôt que dans l'aluminium.
Hill & Schumacher
University Of Guelph
LandOfFree
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