Устройство ядерного магнитного резонанса для измерения концентрации парамагнитных веществ в растворе

 

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических е еснублик >662855 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.07.76 (21) 2385054(18-25 — с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. K . б 01 Y. 27/78

1 асударстеенньй комитет

СССР аа делам изабретеней и етнрмтнй (53) УДК532.172..43 (088.8) Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.79

В. П. Анферов, В. Ф. Андронов, В. С. Гречишкин, H. П. Глушков, А. М. Прапоров и 1О. А. Устинов (7I ) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПАРАМАГНИТНЫХ

ВЕЩЕСТВ В РАСТВОРЕ

Изобретение относится к области измерительной техники и, в частности, может быть использовано для автоматического измерения концентрации лара магнитных веществ в растворах.

Известны устройства подобного типа 11), в которых для определения концентрации веществ в растворе измеряется разность потенциалов между электродами, погруженными в растворы с эталонной и неизвестной кон. центрациями.

Однако в таких устройствах погрешнос .. измерения зависит от глубины погружения и состояния поверхностей электродов и достигает значительных величин.

Известны устройства 12), в которых измерение концентрации веществ производится за счет сравнения интенсивностей сигналов ядерного магнитного резонанса (ЯМР) от растворов с неизвестной и эталонной концентрациями.

Однако в таких устройствах погрешность измерения зависит от обьема растворов, коэффициента усиления датчиков ЯМР, погрешностей сравнивающих устройств. Кроме то- го, такие устройства требуют наличия эталон2 ных растворов или калибровку перед каждым измерением, а также применения свершенных магнитных систем (систем с малой неоднородностью магнитного поля, так как в противном случае резонансные линии на5 блюдаться не будут нз-за их значительного уширения) .

Из известных измерителей концентрации веществ наиболее близким но технической сущности является устройство ЯМР для измерения концентрации парамагнитных веществ в растворе 131, содержащее постоянный магнит, датчик ЯМР, к выходу которого подключен приемник радиочастоты, а ко вхо- ду модулирующий генератор, соединенный с управляемым генератором 180 и 90 -ных им. пульсов. Измерение. концентрации парамаг- нитных веществ в нем осуществляется с помощью магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, и датчиков ядерного магнитного резонанса (ЯРМ) за счет измерения времени продольной релаксации Т, которое обратно пропорционально концент рации парамагнитных веществ.

Недостатком данного устройства является необходимость ручной регулировки интер662855 сами с одновременной визуальной фиксацн- производная от огибающей имеет отрицательей величины измеряемого сигнала ЯМР, что ное значейме, а при t = равна 0 и нуль. приводйт к увеличению времени и трудоем- орган 7 выработает импульс, который остакостй измерений. .-"::, -:::::-:.:, .: " :. навливает дальнейшее заполнение счетчика

Целью изобретения является снижение s регистра адреса (PA) ГСИ. Следовательно, " " трудоемкости й" уСкорение процесса" изме- .. код, набранный в счетчике РА, соответствуЦель достигается тем, что, a предлагае- . вал формируется в ГСИ с помощью PA. Зная . ййенные ференцирующий усилйтель и нуль-оргай; -при, йагйитных Веществ " в растворе, Та-.

; чей выход нуль"-органа-йодключен к регули-:: ким образом ; код, набрайный в-счетчике РА, .„рующему входу управляемого" генератора 180 : - в относительных единицах содержит инфор кого интегратора подключен к выходу при- " ществ в растворе. Набранный код яз РА емника частоты.,:,,:.:.,:,:-- - ".,, ц подается на цифровое табло и ЭВМ для авЙа"чертеже показана блок-схема предла- томатизированной системы управления техгаемого устройства."-;,:;:.,—,„.=:;.:..::;:.:,:.- ::---:-- - —:- .. нологическим процессом производства мно=

УСтройство состсйт из датчика ядерного гослойных печатных-"плат, "магнитного резонанса 1 модулирующего ге- Использование изобретения позволит по" нератора 2 н управляемого генератора се- рысить точность измерения концентрации па рий 180 — 90 -ных импульсов (ГСИ) 3, при- >o рамагнитйых веществ в растворах, так как в емника радиочастоты 4, сигнал ядерной ин- данном устройстве она не зависит от скорос: .дукции с"которого подается через стробоско-. ти йротеканйя жидкости и ее стабильности, пический интегратор (СИ) 5, служащий для объема раствора в рабочем контуре, равновыделейия огибающей периодически повто-: - Мерности истока, Кроме того,.в предложек ряющихся сигйалов, на.днфференцйрующйй ном устройстве снижаются требования к маг: усилитель 6, который совместно с нуль-"ор- нитной системе, так как импульсный метод ганом 7 определяет" положение мин@мума измерения Т> позволяет наблюдать резоианс интенсивности, сигнала ядерной индукции и. ные линии с меньшей эквивалентной доброт- устройства вывода информации 8, " которое постыл. : служит"для вывода информаций на цифро- в ое табло и ЭВМ...... е, Устройство работает следующим обра- Формула азобрегекия

Управляемый генератор 180 — 90 -нйх им-:, Устройство ядерного магнитйого резонан пульсов 3 (ГСИ) вырабатывает серйи иэ са дпя измерения концентрации парамвгнитдвух импульсов (180 и 90 ) с переменным ных веществ в растворе, содержащее посто" врейенным интервалом между ними для иа- янный магнит, датчик ядерного магнитного

"мереиия .времени релаксации Т нулевым резонанса, к вйходу которого подключен приметодом. С выхода генератора 3 видеоим-:. - емникрадночастоты, а квходу — -модулнрую» йульСы"поступают на модулирующий гейе- щий генератор, соединенный с управляемым

"ратор, 2, который формирует .зондирующие генератором,180 и 90 -ных импульсов, отли-

"радиочастотные импульсы с резонансной час- 44 чав .ic тем, что; с целью снижений трудо i oToA заполнения ядер растворителя (обйч-.: :емкости и ускорения процесса . измерений, но наблюдают ЯМР на ядрах водорода).:, в него введены последовательно соединенные

После 90 импульса наблюдается сигнал ядер«. стррбоскоппческнй интегратор, дифференци- -. ной индукции, величина которого зависит от;. :рук,щнй ус1,личщь и нуль-орган, причем вы - ;вреМенйого интервала между зондирующими ход" нуль -"однй подключен к регулирующе-; радночастотийми ймпульсами. Причем. при,му входу" управляемого генератора 180 и:: интервале t o =0,693 Т и нтенсивность"-сиг- - 90-ных импульсов, а вход стробоскопичес- нала ядерной индукции равна нулю. Для йз-.;ною янтеграгора подключен к выходу при мерения o сигнал ядерной яндукций-усиля- :умника радяочастоты. "вается приемником, который нмеет емкост ную сзязь с модулирующим генератором по- И Историки информации, принятые во вни--: дается на стробоскопический ийтегратор " м нне прй экспертизе . (CH), который позволяет получить огибаю-. l. Патент Великобритании № 1244415, Жую йериодическй поВЙфяИщегося сйгнала кл. 37А, 1970;

"ядерной индукции. Строб-ймйульсы выраба- 2. Авторское свидетельство СССР тываются CH. С выхода СИ напряжение № 483619, кл. G 01 N 27/78, 1971. подается на дяфференцнрующнй усилитель. 3. Авторское свидетельство СССР

И

При" нзмвненп» ввемейпцо интервала меж- . № 165925, кл. G 01 N 27/78, 1963.

462855

Се!стнянтель C. Майи р а .,ор g 111тбина Текред О. JlyroIaa Корректор н- 1ука"

Заказ 2630/46 ° . Тирам 1089 . „ /Поанисное

llHll3INI Государственного комитета СССР ио деним изобретений а о крмтнб .

113036, Москва, Ж вЂ” 35, Рауыская нэб., д. 4/6 .:

Филина ППП «Патента, г. Vwropo3„уа. Проектная, 4