Способ измерения концентрации

 

Изобретение относится к технике неразрушающого контроля на основе явления ядерного магнитного резонанса (5ШР), предназначено для бесконтактного непрерывного измерения концентрации компонента как в неподвижных , так и в текущих дисперсных смесях . Целью изобретения является повышение чувствительности измерения. Способ включает в себя одновременное воздействие на смесь постоянного и перпендикулярного ему переменного магнитных полей и измерение амплитуды ЯМР-сигнала поглощения. Амплитуду ЖР-сигнала поглощения измеряют при .уровне переменного магнитного поля; соответствующем максимуму ЯМР-сигнала поглощения компонента с меньшим временем релаксации. В зоне измерения создают градиент напряженности постоянного магнитного поля, зависящий от времен спин-спиновой релаксации компонентов смеси. с S3 (/; с io о СО Х

СОЮЗ СОВЕТСКИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (584(01 N 24 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3892800/31 — 25 (22) 11.05.85 (46) 15.04.87. Бюл. Р 14 (71) Ленинградский технологический институт им.Ленсовета (72) А.И.Жерновой, В.А.Махов, Н.В.Сапелкин и Н.В.Серов (53) 539.143.43(088.8) (56) Абуэльвафа N. Кенделл Е, ЯМР метод определения относительных объемов и индивидуальных скоростей потоков в двухкомпонентных смесях. ПНИ, 1979, Р 12, с.47-52.

Скрипко А.Л., Кудрявцев А. В. Разделение сигналов протонов, находящихся в различных химических соединениях, при изменении влажности и масличности методом ЯМР. Сб. Методы и приборы определения влажности. Фрунзе. ИЛИМ, 1971, с.50-61. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ (5?) Изобретение относится к технике неразрушающего контроля на основе явления ядерного магнитного резонанса (ЯМР), предназначено для бесконтактного непрерывного измерения концентрации компонента как в неподвижных, так и в текущих дисперсных смесях. Целью изобретения является повышение чувствительности измерения.

Способ включает в себя одновременное воздействие на смесь постоянного и перпендикулярного ему переменного магнитных полей и измерение амплитуды ЯМР-сигнала поглощения. Амплитуду

ЯМР-сигнала поглощения измеряют при .уровне переменного магнитного поля; соответствующем максимуму ЯМР-сигнала поглощения компонента с меньшим временем релаксации. В зоне измерения создают градиент напряженности постоянного магнитного поля, завися щий от времен спин-спиновой релаксации компонентов смеси.

ВНИИПИ Заказ 1302/44 Тираж 777 Подписное

Произв ° -полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

f 13039

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля на основе явления ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано для бесконтактного непрерывного измерения относительного количества компонентов как в неподвижных, так и в текущих дисперсных смесях.

Цепью изобретения является повышение чувствительности способа изме- t0 рения концентрации.

Способ основан на том, что амплитуда ЯМР-сигнала компонента смеси пропорциональна количеству резонирующих ядер этого компонента, т.е. про- 15 порциональна его концентрации. Наиболее часто встречается случай, когда ядра двух компонентов смеси резонируют на одной частоте и дают суммарный ЯИР-сигнал поглощения. Для того, 20 чтобы из суммарного сигнала выделить сигнал Фого компонента, концентрацию которого требуется определить (в дан, ном случае это компонент с меньшим временем релаксации), используется различие спин-спиновых времен релакt II сации Т и Т двух компонентов. Ест ли измерять амплитуду ЯИР-сигнала при уровне переменного магнитного поля, 30 соответствующего максимуму ЯМР-сигнала компонента с меньшим временем релаксации, то вклад компонента с большим временем релаксации в измеряемый суммарный сигнал будет несколько 35 уменьшен благодаря явлению насыщения..

Создание в зоне измерения перепада (градиента) напряженности Н снижает вклад компонента с большим временем релаксации до пренебрежимо малой ве- 40 личины, что позволяет считать измеряемый суммарньй сигнал с высокой степенью точности, равным сигналу компонента с меньшим временем релаксации, и определять с лучшей чувст- 4 .вительностью концентрацию этого компонента непосредственно по амплитуде ЯМР-сигнала поглощения.

Пример. Способ был испытан на текущей дисперсной смеси полиэфира 50 и изоцианата. Объемная концентрация

16 2 полиэфира изменялась от 0 до 1007..

Скорость течения жидкости 4 м/с, темо пература 20 С, Уровень переменного магнитного поля частотой 3 МГц был установлен по максимуму ЯМР-сигнала поглощения полиэфира при отсутствии в смеси изоцианата. Перепад напряженности постоянного магнитного поля йН 2 2,34 ° 10 А/м был определен по

-3 формуле

I II (т, +т,)

hH = — — — т — — —, 2/g/r, т," где = 3,4 10 Гц м/А (гиромагнит5 ное отношение протона);

Т = 0,002 с (время спин-спино L вой релаксации полиэфира); и

Т = 0,16 с (время спин-спиновой релаксации изоцианата).

Чувствительность данного способа превышает чувствительность измерения концентрации известного способа в

3 раза.

Формула и зо бр ет ения

Способ измерения концентрации компонента в дисперсной смеси, включащий одновременное воздействие на смесь постоянного и перпендикулярного ему переменного магнитных полей и измерение амплитуды ЯМР-сигнала поглощения, отличающий с я тем, что, с целью повышения чувствительности измерения, амплитуду ЯМР-сигнала поглощения измеряют на уровне переменного магнитного поля, соответствующем максимуму ЯМР-сигнала поглощения: компонента с меньшим временем спин-спиновой релаксации, а в зоне измерения создают градиент напряженности постоянного магнитного поля, причем величину градиента вычисляют по формуле:

1(т, + т," ) 2/t / ò, т," где — гиромагнитное отношение ядI ра;

Н. Т и Т вЂ” время спин-спиновой

2 2 релаксации компонентов смеси.