Датчик ямр

 

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля на основе явления ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано для бесконтактного непрерывного измерения относительного содержания компонентов в текущих дисперсных смесях в процессе химического производства. Целью изобретения является повышение точности измерения концентрации компонентов смеси в проточной жидкости в присутствии газовых включений, Дпя этой цели датчик, состоящий из постоянного магнита, катушек модуляции, радиочастотной катушки и переменного конденсатора, подключенного параллельно катушке и образующего с ней резонансный контур, содержит дополнительный конденсатор, подключенный параллельно радиочастотной катушке и установленный внутри нее. Ось радиочастотной катушки параллельна обкладкам дополнительного конденсатора, а трубопровод с проточной жидкостью расположен между обкладками, 1 з.п. ф-лы, 2 ил, (Л 4 ОЭ ОО to 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1343324 ц 4 С 01 N 24/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4043298/31-25 (22) 25,03.86 (46) 07. 10.87, Бюл, У 37 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) А.И.Жерновой, В,А.11ахов, Н.В.Сапелкин, Н.В,Серов, Ю;Н,Глушаченко, Я.И.Ройтенберг и Б,Ф.Чернуха (53) 539.143.43 (088 ° 8) (56) Патент США У 3462676, кл.3240,5, 1967.

Патент США У 2894199, кл, 3240,5, 1964. (54) ДАТЧИК ЯМР (57) Изобретение относится к технике неразрушающего контроля на основе явления ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано для бесконтактного непрерывного измерения относительного содержания компонентов в текущих дисперсных смесях в процессе химического производства.

Целью изобретения является повышение точности измерения концентрации компонентов смеси в проточной жидкости в присутствии газовых включений. Для этой цели датчик, состоящий из постоянного магнита, катушек модуляции, радиочастотной катушки и переменного конденсатора, подключенного параллельно катушке и образующего с ней резонансный контур, содержит дополнительный конденсатор, подключенный параллельно радиочастотной катушке и установленный внутри нее. Ось радиочастотной катушки параллельна обкладкам дополнительного конденсатора, а трубопровод с проточной жидкостью расположен между обкладками. 1 з,п. ф-лы, 2 ил, 1343324

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля на основе явления ядерного магнитного резонанса (ЯГ1Р) и может быть использовано лля бесконтактного непрерывного измерения относительного содержания компонентов

35 денсатора уменьшается, а резонансная частота контура увеличивается. Для приведения резонансной частоты к

50 первоначальному значению увеличивают емкость варикапа, понижая управляющее напряжение варикапа, на величину, по которой судят об объеме газового включения и о величине поправки, которую необходимо внести в показания концентратомера, При непрерывном измерении состава жидкости указанные действия осуществляются автоматичесв текущггх дисперсных смесях н процессе химического производства.

Пелью изобретения является повыше- 1г) ние точности измерения концентрации компонентов смеси в проточной жидкости в присутствии газовых включений.

На фиг.1 показан датчик ЯМР; на фиг ° 2 — принципиальная схема датчика 15 с концентратомером.

На полюсах 1 постоянного магнита установлены катушки 2 модуляции, между которыми находится радиочастотная катушка 3, с расположенным в ней до- 2п полнительным конденсатором 4, между обкладками которого проходит трубопровод 5, В качестве переменного конденсатора использован варикап 6, с которым соединен разделительный конденсатор 7.

Блок-схема ЯМР-концентратомера (фиг.2) содержит блок 8 — автодин с детектором, усилитель 9 низкой частоты (УНЧ), осциллограф 10, генератор 30

11 звуковой частоты (ГЗЧ), схему 12 автоматической подстройки частоты (ЛПЧ), схему 13 автоматической регулировки усиления (АРУ), Дополнительный конденсатор 4 и варикап 6 могут быть подключены параллельно друг другу, (фиг.1 и Z), но возможен и вариант их последовательного подключения. В этом случае разделительная емкость 7 не нужна °

Изобретение основано на том, что газовый пузырь, попадая внутрь радиочастотной катушки, оказывается между обкладками дополнительного конденсатора. Диэлектрическая проницаемость 45 газа существенно ниже, чем жидкости, поэтому емкость дополнительного конки. Помещенный внутрь радиочастотной катушки дополнительный конденсатор не влияет на условия возникновения и регистрации ЯМР, так как обкладки конденсатора, расположенные параллельно оси катушки, не образуют замкнутых контуров, необходимых для протекания индицированных токов, и, следовательно, не препятствует проникновению магнитного поля радиочастотной катушки в исследуемую жидкость ° В то же время, конденсатор, размещенный в зоне резонанса, реагирует изменением емкости именно на те газовые включения, которые ослабляют регистрируемый

ЯМР-сигнал.

Датчик ЯМР работает следующим образом.

По трубопроводу 5 непрерывно движется жидкая дисперсная смесь компонентов, Для простоты предположим, что измеряется концентрация только одного из компонентов смеси — компонента А, Компонент А содержит ядра, частота прецессии которых в поле постоянного магнита совпадает с резонансной частотой контура, состоящего из радиочастотной катушки 3, дополнительного конденсатора 4 и варикапа 6.

Этот контур одновременно является резонансным контуром автодина.

Концентратомер, блок-схема которого приведена на фиг.2, предназначен для измерения концентрации компонента смеси по величине ЯМР-сигнала поглощения ° Чем больше количество прецессирующих ядер в зоне резонанса, тем больше затухание, вносимое ими в резонансный контур автодина и тем больше амплитуда сигнала поглощения.

Полученный сигнал поглощения детектируется, усиливается в УНЧ и поступает на вертикальные отклоняющие пластины осциллографа 10. К горизонтальным пластинам осциллографа подключен ГЗЧ, питающий катушки 2 модуляции °

Появление газового пузыря в зоне резонанса уменьшает количество прецессирующих ядер компонента А, что приводит к уменьшению амплитуды сигнала поглощения и понижению емкости конденсатора 4, которое компенсируется увеличением емкости варикапа 6 путем изменения управляющего напряжения варикапа на некоторую величину, Управляющее напряжение вырабатывается схемой АПЧ и служит не только для подстройки частоты контура антодина, 1343324 но и для увеличения коэффициента усиления УНЧ с помощью схемы АРУ, которая изменяет коэффициент усиления

УНЧ таким образом, что компенсируются падение амплитуды сигнала поглощения при появлении пузыря, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Датчик ЯМР, содержащий постоянный магнит, катушки модуляции поля постоянного магнита, радиочастотную катушку, ось которой ориентирована перпендикулярно силовым линиям поля постоянного магнита, и переменный конденсатор, подключенный параллельно радиочастотной катушке и образующий с ней резонансный контур, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения концентрации компонентов смеси в проточной жидкости в присутствии газовых включений, в него введен дополнительный конденсатор, подключенный параллельно радиочастотной катушке и установленный внутри нее, причем ось радиочас-. тотной катушки параллельна обкладкам

ip дополнительного конденсатора, а трубопровод с проточной жидкостью расположен между обкладками дополнительного конденсатора.

2. Датчик по п.1, о тл и ч а ю— шийся тем, что в нем в качестве переменного конденсатора использован варикап, изолированный по постоянному току от радиочастотной катушки разделительным конденсатором.

1343324

Составитель В.Майоршин

Техред Л. Сердюкова

Корректор А,Обручар

Редактор H.Åãîðîâà

Заказ 4817/45 Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4