Поляризатор для намагничивания жидкости в измерительных приборах на основе ямр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

;. f, (11) 543866

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.08.75 (21) 2160764/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.01.77.Бюллетень ¹ 3 (4б) Дата опубликования описания 23.05.77 (51) М. Кл.

601 М 27/78

Государстаенный комитет

Соаета Министроа СССР по делам изооретений и OTKpblTNM (53) УДК 539.143, .43 (088.8) (72) Лвторы изобретения

А. П. Езюков и А. И. Жерновой (71) Заивител Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт имени Ленсовета (54) ПОЛЯРИЗАТОР ДЛЯ НАМАГНИЧИВАНИЯ ЖИДКОСТИ

B ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ НА ОСНОВЕ ЯМР

Изобретение относится к области изме» рений, осуществляемых методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в движущейся жидкости, в частности к области измерений малых и микрорасходов жидких слабоэлекч оопроводных, ядовитых, агрессивных жидкостей, времен релаксации и может быть использовано в метрологии, .химии и других областях науки и техники, а также в производственных условиях. 10

Известен поляризатор, выполненный в виде замкнутого цилиндра, состоящий из постоянного магнита и ярма, между которыми протекает поляриэуемая жид» кость 11). Недостатками известного поляри- !5 затора являются большие габариты и вес, узкий диапазон изменения расхода, при котором намагниченность M на выходе из поляризатора остается величиной постоянной и соответственно этому точность измерения в 20 широком диапазоне изменения расхода низкая.

Прототипом является поляризатор для намагничивания жидкости в приборах ЯМР, содержащий замкнутое цилиндрическое ярмо, сердечники в виде постоянных кольцевых 25 магнитов с внутренним вкладышем, штуцеры для подвода и отвода жидкости (21.Магниты в осевом направлении разделены радиальными зазорами, соединенными между собой чередующимися зазорами между ярмом и магнитом и вкладышем и магнитом. Штуцеры расположены в направлении оси магнитов. Жидкость подают через штуцер для подвода и пропускают последовательно по всем зазорам а намагниченную жидкость выводит через штуцер для отвода.

Недостатком прототипа является то, что он не обеспечивает регистрации сигнала

ЯМР при микрорасходах, т.к. намагниченная жидкость успеет полностью размагнититься, не доходя до катушки регистрации сигнала

ЯМР, из-за естественного размагничивания, пропорционального продольной времени релаксании. Кроме того, прототип не обеспечивает измерения с постоянной точностью в широком диапазоне изменений малых расходов иа- за влияния краевого эффекта, т.к. магнитная индукция в поляриэуюшем объеме при выходе из поляризатора неоднородна и поляризуемая жидкость аходится в этом

543866 объеме долго по сравнению с временем релаксации.

Целью изобретения является обеспечение возможности регистрации сигнала ЯМР при микросхемах и повышение точности измерения в широком диапазоне изменения малых расходов.

Поставленная цель достигается тем, что поляризатор содержит упорное кольцо, на котором расположены магниты, образующие между собой и ярмом или только между собой объемы для поляризации жидкости в виде колец, ограниченные с внутренней стороны вкладышем, а с наружной - упорным кольцом, а штуцеры для подвода и отвода жид- 15 кости расположены в диаметрально противоположных направлениях. Штуцеры для подвода жидкостей одних объемов соединены со штуцерами для отвода жидкостей других объемов. При этом большая часть объема, 28 в котором жидкость намагничивается, имеет максимальную индукцию поля,т. к. кольцевые магниты имеют наибольшую индукцию ближе к краю.

Таким образом, достигается максимально возможное значение намагниченности М жидкости при малом расходе и независимость ее от изменения расхода в широком диапазоне. А так как точность измерения пропорциональна аплитуде сигнала ЯМР, которая, в свою очередь, пропорциональна .намагниченности М на выходе из поляризатора, псвышается точность измерения.

Известно, что с уменьшением расхода сигнал ЯМР уменьшается и при некотором расходе сигнал ЯМР станет равным уровню шумов, что и ограничивает регистрации сигнала ЯМР при микрорасходах. Поэтому для обеспечения регистрации сигнала ЯМР при микрорасходах поляризацию и регистрацию сигнала ЯМР одной и той же жидкости осуществляют многократно, т.е. жидкость намагничивают в одном объеме поляризатора и пропускают через катушку регистрации ЯМР. Эту же жидкость возвращают в другой объем поляризатораа для намагничивания и снова пропускают через ту же катушку регистрации по другому трубопроводу и т. д. Если через катушку регистрации пропускать жидкость l1 раз, то в катушке регистрации регистрируют сиг5О нал ЯМР, соответствующий расходу, д раэ большему, чем-фактический расход. Поэтому сигналу ЯМР, равному уровню шумов, соответствует гораздо меньший расход, что и обеспечивает регистрацию сигнала ЯМР при

55 микросхемах.

На фиг. 1 изображена конструкция предложенных поляризаторов для двухкратного цропускания аолириэованной жидкости че-,, рез катушку регистрации сигнала ЯМР (объемы для поляризации заключены между магнитами); на фиг. 2 — то же, для трехкратного пропускания между магнитами и ярмом; иа фиг. 3 — принципиальная схема подключения поляризатора для трехкратного пропускания.

Схема подключения поляризатора для трехкратного пропускания содержит штуцеры для

I подвода жидкости 1, 1, постоянные кольцевые магниты 2, вкладыши 3 между магнитами, ярмом, служащие для фиксации магнитов в определенном положении и для распределения потока жидкости; крышку 4, штуцеры для отвода поляризованыой жидкости 5, 5, 5, упорное польцо 6, ярмо 7, поляри затор 8, трубопроводы 9, 9, 9", катушку 10; регистрирующий прибор E11-2 (ИМИ-2) 11.

Изменяя количество постоянных магнитов, можно регулировать количество необходимых объемов, отдельные объемы для поляризации могут быть использованы самостоятельно или же соединены между собой параллельно либо последовательно. При использовании толь ко двух магнитов с рабочим объемом между ними получают поляризатор с одним объемом для поляризации.

Поляризатор 8 работает следующм ооразом, Поляризуемую жидкость вводят через штуцер для подвода жидкости 1 и пропускают между магнитами 2.

Путь протекания жидкости показан штриховой линией на фиг. 2 и стрелками на фиг.

3. Через штуцер для отвода жидкости 5 вытекает намагниченная жидкость и по трубопроводу 9 проходит через катушку регистрации 10, которая включена в качестве индуктивности в резонансный колебательный контур прибора 11. В катушке регистрации 10 сигнал ЯМР выделяется в виде поглощения радиочастотной энергии, который регистрируется прибором 11. Затем жидкость по трубопроводу 9 поступает через штуцер для ,подвода 1 в другой объем для поляризации где намагничивается и через штуцер для отвода 5 и по трубопроводу 9 поступает эта же жидкость вновь в катушку регистрации

10 и так далее.

Поляризатор данной конструкции позвсутяет измерить микрорасходы в диапазоне- от

0,03 до 6 мл/сек и цри таком 200кратном изменении расхода намагниченность М на выходе из поляризатора практически постоянна.

Формула изобретения

Поляризатор для намагничивания жидкости в измерительных приборах на основе ЯМР, 543866

1 содержаший замкнутое цилиндрическое ярмо, сердечники в виде постоянных кольцевых магнитов с внутренним вкладышем, штуцеры для подвода и отвода жидкости, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности регистрации сигнала ЯМР при микрорасходах и повышения точности измерения в широком диапазоне изменения малых расходов, поляризатор содержит упорное кольцо, на котором расположены магниты, щ образующие между собой и ярмом или только между собой объемы для поляризации жидкости в виде колец, ограниченные с внутренней стороны вкладышем, а с наружной стороны упорным кольцом, а штуцеры расположены в диаметрально противоположных направлениях, причем штуцеры для подвода жидкостей одних объемов соединены со штуцерами для отвода жидкостей других объемов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Басин Л. А.,Екатеринин Б. Б. Малогабаритный поляризатор для намагничивания .жидкости в приборах ЯМР. ПТЭ, 1971, № 3, 198 (аналог).

2. Авторское свидетельство СССР № 456202 от 03.04.74 г. N. Кл. и

G 01 И 27/78 (прототип) .

543866

Составитель В. Филиппов

Редактор Ф, Хлебников Техред А. Богдан Корректор Н. Ковалева

Заказ 811/61 Тираж 1052 Подписное

БНИИПИ Государственногокомитета СоветаМинистров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4