Устройство для измерения расхода жидкостей

 

З .— ц (оягю-, рл уатен тно-т х-.;.,-.-.-.. библи о и И С- и-е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сова Соеетскиа

Социалистические

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 04.Л1.1963 (¹ 846662/26-25) 1 л. 42е, 23/05

< присоединением заявки №

Приоритет

Оп;бликовано 29.11.1968, Бюллетень ¹ 9

МПЕ G 0lf

УДК 681.121.8(088.8) Комитет по делам еааеретеиий и открытий при Совете тйииистрав

СССР

Дата опубликования описания 7. t/.1968

Авторы изобретения

А, И. Жерновой, А. И. Поляков и Г. И, Яковлев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТЕИ сдвиг ср = уН,l/v, А = Мо сов(оН,//v) 30

Устройство предназначено для бесконтакгных измерений расхода жидкости и основано на явлении ядерного магнитного резонанса.

Известные устройства для измерения расхода жидкости основаны на принципе измерения времени прохождения известного участка трубопровода между двумя датчиками ядерного магнитного резонанса группой ядер, отличающихся от других ядер направлением вектора намагниченности. Они состоят из поляризующего магнита, трубопровода, радиочастотной катушки, усилителя и детектора.

Предлагаемое устройство для измерения расхода жидкости обеспечивает независимость показаний от времени релаксации исследуемых жидкостей и их температуры.

Особенность устройства заключается в том, что оно на участке трубопровода между поляризующим магнитом и датчиком содержит катушки, питаемые постоянным током и создающие вспомогательное магнитное поле полярности, обратной поляризующему.

Для обеспечения равенства нулю амплитуды сигнала ядерного магнитного резонанса при изменении расхода жидкости устройство содержит реверсивный двигатель, соединенный с движком реостата в цепи питания катушек, и измерительный прибор, связанный с галом двигателя.

Жидкость, намагниченная в поле Но, проходит через некоторую область, в которой поле изменяется по величине и направлению, и вектор намагниченности ядер поворачивается на

5 угол

На границе этой области вектор намагниченности имеет некоторый фазовый сдвиг и

10 вновь поворачивается на угол — . Фазовый

15 где l — расстояние по трубопроводу, в пределах которого жидкость подвергается воздействию вспомогательного магнитного поля Н,;

v — скорость жидкости.

Вектор намагниченности жидкости после прохождения области вспомогательного магнитного поля будет отклоняться от направления поляризующего поля Но на угол, опреде25 ляемый указанным фазовым сдвигом.

В слабом магнитном поле наблюдают амплитуду сигнала ядерного магнитного резонанса, пропорциональную

21 ой 1

Предмет изобретения

Составитель H. А. Рощина

Текред Л. Я, Бриккер

Корректоры; Т. Д. Чунаева и Н. В. Босняцкая

Редактор П. И. Илайн

Заказ 908 8 Тираж 530 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д, 4

Типография, пр. Сапунова, 2 где Мо — вектор намагниченности жидкости, приходящей в датчик ядерного магнитного резонанса при отсутствии вспомогательного магнитного поля.

При определенных соотношениях величины вспомогательного поля и скорости жидкости амплитуда сигнала ядерного магнитного резонанса равна нулю. Изменяя величину поля можно определять скорость течения жидкости, а следовательно, и ее расход.

На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства. жидкость, движущаяся по трубопроводу 1, поляризуется в сильном поле Но магнита 2.

Вспомогательное магнитное поле создается катушками 8 с постоянным током, ось которых параллельна направлению поля Но. Сигнал ядерного магнитного резонанса наблюдается с помощью радиочастотной катушки 4 датчика и детектора б. Катушка 4 намотана на трубопровод 1 и расположена в слабом (порядка несколько десятков эрстед) поле магнита б, которое модулируется с помощью катушки 7, питаемой от источника 8 переменного напряжения через фазовращатель 9.

С детектора 5 через усилитель 10 сигнал ядерного магнитного резонанса подается на реверсивный двигатель 11. Для регулирования расхода ось двигателя 11 может быть соединена с устройством, которое автоматически поддерживает заданный расход. Для измерения расхода ось двигателя 11 соединена с реостатом 12 регулировки тока в катушках 8. Изменением ток компенсирует изменение расхода, и устанавливают нуль амплитуды сигнала ядерного магнитного резонанса. Катушки 3 питаются от батарей 18, задавая реостатом

14 нулевое положение прибора. Расход жидкости отсчитывают по углу поворота оси двигателя или по стрелочному прибору, контролирующему ток. Фазу модуляции подбирают такой, чтобы сигнал ядерного магнитного ре5 зонанса, появляющийся при отклонении расхода от заданного ими первоначального, вызывал вращение реверсивного двигателя в сторону компенсации изменения расхода.

Линейная зависимость значения величины

10 тока от расхода жидкости установлена экспериментально.

Is 1. Устройство для измерения расхода жидкости с датчиком ядерного магнитного резонанса, состоящее из поляризующего магнита, трубопровода, радиочастотной катушки, помещенной в слабое магнитное поле, усилителя

20 и детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и обеспечения независимости показаний от времени релаксации жидкостей и их температуры, оно содержит на участке трубопровода между поляризующим магнитом и датчиком катушки, питаемые постоянным током и создающие вспомогательное магнитное поле полярности, обратной поляризующему.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, «ч0 что, с целью обеспечения равенства нулю амплитуды сигнала ядерного магнитного резонанса при изменении расхода жидкости, оно содержит реверсивный двигатель, соединенный с движком реостата в цепи питания катушек, «ч5 создающих вспомогательное магнитное поле, и связанный с валом двигателя измерительный прибор, показывающий величину расхода жидкости,