Патент ссср 301538

 

1

О rI И С -А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

301538

Сова Советски»

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.Ч1!.1969 (М 1341405/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.1V.1971. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 7ХП.1971

МПК б 01f 1/00

Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.121(088.8) Авторы изобретения

Ю. Ю. Ламп и Х. Я. Сандер

Таллинский завод измерительных приборов

Заявитель

РАСХОДОМ ЕР

Данный расходомер предназначен для бесконтактного измерения расхода сред, дающих сигнал ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Известные расходомеры, содержащие поляризатор, датчик меток, датчик сигнала ЯМР и измерительную схему, имеют пониженную точность и небольшой диапазон рабочих температур из-за нестабильности магнитного поля.

Для нормальной работы аппаратуры на основе явления нутаций ЯМР необходимо в течение длительного времени поддерживать в анализаторе резонансные условия:

fîà — ь юноа

2 где

/„ — резонансная частота, у — гиромагнитное соотношение ядер жидкости.

При смещении резонансных условий наблюдается уменьшение амплитуды сигнала ЯМР, при дальнейшем увеличении расстройки резонанс может вообще не наблюдаться. Поэтому для надежной работы автоматической аппаратуры, как правило, необходимо принимать специальные меры по устранению возможных рассогласований резонансных условий.

Рассогласование резонансных условий может быть вызвано изменением поля в магните за счет старения, изменения температуры окружающей среды, вибрации или ударов.

Уход напряженности магнитного поля анализатора от этих факторов превышает в не5 сколько раз ширину линии ЯМР-сигнала.

Для повышения точности измерения и расширения диапазона рабочих температур в предлагаемом расходомере к выходу блока

1О усилителя низкой частоты подключен дополнительный синхронный детектор с опорным сигналом, сдвинутым относительно сигнала

ЯМР на 90 . На выход дополнительного синхронного детектора подключен блок стаби15 лизации магнитного поля датчика ядерного магнитного резонанса.

На чертеже показана блок-схема описываемого расходомера.

Поляризатор выполнен в виде магнита 1, 2Q между полюсами которого проходит трубопровод 2. Датчик меток содержит магниты 8 и катушки 4. Датчик сигнала ЯМР состоит из магнитов 5, приемной катушки б, модуляционных катушек 7, передающей катушки 8 и ком25 пенсационных катушек 9.

Измерительная схема содержит кварцевый генератор 10 передатчика, усилитель 11, синхронный детектор 12 и И, генератор 14 модуляции с фазовращателем, генератор отметчи30 ка 15, дискриминатор уровня 1б, формирующий блок 17, частотомер 18, блок 19 стабилн301538 затора магнитного поля и показывающий прибор 20, Измеряемая жидкость поляризуется между магнитами 1 и проходит через датчик меток, в котором при наличии тока в катушке 4, происходит инверсия намагниченности ядер жидкости (переполяризация).

Если в начальный момент в катушке 4 нет тока, то поляризованная жидкость поступает в датчик сигнала ЯМР.

Сигнал ЯМР регистрируется катушками б и 8. Катушки 7 для модуляции магнитного поля запитываются от генератора 14. При одинаковых частотах генератора 10 и прецессии ядер в поле магнита 5 наблюдается ядерный магнитный резонанс, и в катушке б индицируется э.д.с., которая усиливается усилителем 11.

С усилителя сигнал поступает на синхронный детектор 12, опорное напряжение которого снимается с генератора 14. После детектирования сигнал поступает на дискриминатор уровня 1б.

При переключении блока 17 от сигнала, поступающего на его вход, его импульсом открывается генератор 15, и на катушке 4 появляется напряжение. При этом в сечении катушки происходит инверсия намагниченности ядер жидкости.

Фронт жидкости с намагниченностью, обратной к первоначальной, через период времени, зависящий от скорости течения жидкости, поступает в катушку 7, в ней индицируется сигнал, фаза которого повернута на

180 . Этим сигналом переключается блок 17 и с катушки 4 снимается напряжение. При этом прекращается инверсия намагниченности ядер жидкости. В результате на выходе блока

17 получают импульсы, длительность и частота следования которых зависит от скорости течения жидкости, Измеряя частоту следования этих им5 пульсов частотомером 18, получают на выходе частотомера ток, величина которого соответствует расходу жидкости.

Сигнал с усилителя 11 поступает на синхронный детектор 18, опорное напряжение ко10 торого сдвинуто относительно опорного напряжения синхронного детектора 12 на 90 .

На выходе синхронного детектора И появляется сигнал, амплитуда и фаза которого зависят от расстройки магнитного поля датчи15 ка сигнала ЯМР.

Этот сигнал расстройки магнитного поля управляет блоком 19 стабилизаций магнитного поля, который питает компенсационные катушки 9. Компенсация ухода магнитного поля

20 осуществляется путем изменения тока в катушках 9.

Предмет изобретения

25 Расходомер, основанный на использовании явления ядерного магнитного резонанса, содержащий поляризатор, датчик меток, датчик сигнала ядерного магнитного резонанса и измерительную схему, отличающийся тем, что, 30 с целью повышения точности измерения и расширения диапазона рабочих температур, на. выход блока усилителя низкой частоты включен второй синхронный детектор с опорным сигналом, сдвинутым относительно сигнала

55 ядерного магнитного резонанса на 90, выход которого подключен к блоку стабилизации магнитного поля датчика ядерного магнитного резонанса.

Составитель Ж, Е. Теслер

Редактор С. И. Хейфиц Техред Т. П. Курилко Корректоры; А. Николаева и E. Ласточкина

Заказ 1902/8 Изд. № 797 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 типография, пр. Сапунова, 2