Нутационный ядерно-магнитный расходомер

 

(72) Автееы изобретения

A. П. Езюков и А. И. Жерновой (71} Заявитель Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им, Ленсовета (54) НУТАБИОННРЙ ЯДЕРНО-МАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к технике измерения расхода жидкости методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано для дистанционного бескоитактного непрерывного измерения, контроля и автоматического регулирования

S расхода жидких слабоэлектропроводных н неэлектропроводных, ядовитых, агрессивных и т,п, жидкостей в самых различных областях науки и на производстве.

Известны электромагнитные рескодомеры, поэволякицие измерять минимальный расход жидкости - до 0,07 см /с fl)

Однако эти расходомеры неприменимы для измерения расхода жидкостей, имевших -S - -1 электропроводность менее 10 ом - см (электропроводность многих жидкос ей колебле тся m 10 до 10 ом см ).

И звестны ядерно-магнитные расхсцом ры, позволяюшие измерять потоки жидкос тей с низкой электропроводностью. Наиболее .лизким техническим решением к предложенному является нутационный яперио-магнитный расходомер I,2j содержащии детектор ЯМР, трубопровод, проходя» ший через поляризатор, катушку нутации и приемную часть детектора ЯМР, состоя-. щую из магнитной системы, катушки модуляции и приемной катушки, а также генератор нутации и автоматический потенциэ-; метр. Однако данное устройство не позволяет измерять малые расходы (менее

0,1 см /c).

Цель изобретения - повышение чувствительности измерений за счет расширения диапазона измерения расхода жидкости в сторону нижнего предела.

Поставленная цель достигается тем, что трубопровод выполнен в виде змеевика, каждый из витков которого проходит последовательно через поляризатор, катушку нутацни и приемную катушку.

На чертеже показана схема предложен.ного нутационного ядерно-магнитного ðàñv.0äoìåðà.

Расходомер содержит поляризатор 1, «атушку нутапии 2, катушку модуляции

3, магнитную систему 4 для создания

684428 однородного магнитного поля, приемную шается в поляризатор, и все начинается катушку 5 сигнала ЯМР, трубопровод 6 сначала. цикл повторяется 3 раза. Иэв виде; змеевика, измеритель 7 магнит- вестно, что амплитуда сигнала ЯМР, ной индукции типа Е11-2, включающий в пропорциональна расходу через приемную себя высокочастотный генератор, усили- катушку в единицу времени, Так как притель, амплитудный и фазовый детекторы, емная катушка охватывает все три трубоавтоматический потенциометр 8, реостат- провода, то и соответственно расход ный задатчик 9, генератор нутации 10, будет в 3 раза больше фактического, что термоэлектрический миллиамперметр 11. и равноценно уменьшению нижнего предеИзвестно, что с уменьшением расхода ла измерения расхода в 3 раза, жидкости ал плитуда сигнала ЯМР умень- <Ф шается и при некотором расходе (микро- Работа вторичной аппаратуры не отличарасходе) сигнал ЯМР становится равным етсяотработывторичнойаппаратурыпротоуровню шумов и не попдаюшимся измере- типа,т.е.измеритель7магнитнойиндукции, нию. Поэтому при измерении микрорасхо- соединенныйскатушкоймодуляциииприемдов поляризацию, нутацию и регистрацию ной катушкой, выделяетамплитудным детексигналоь ЯМР от одной и той же жидкос- тированиемсигналЯМРсчастотоймодуляции ти осушествляют многократно, т.е. жид- магнитного поля, который после усипения кость намагничивают в одном объеме по- и пропускания через фазовый детектор поляризатора и пропускают последовательно лучает вид постоянного напряжения. Это через катушку нутации и приемную катуш- я постоянное напряжение подается на автомаку ЯМР, затем эту же жидкость направ- тический потенциометр 8, в котором посляют в другой объем поляризатора для на- тоянное напряжение преобразуется в пемагничивания и снова пропускают через ременное с частотой 50 Гц, усилив силивается ту же катушку нутации и приемную ка- и подается на.реверсивный двигатель титушку сигнала ЯМР и т.д. и раз. Та25 па Pl1-09, который управляет реостатным ким образом, если через приемную катуш- задатчиком 9. Реостатный задатчик подку сигнала ЯМР измеряемую жидкость ключен K выходу генератора нутации 10 пропускают ll раз, то в приемной ка- последовательно с термоэлектрическим тушке принимают сигнал, соответствующий миллиамперметром 1 1 и кату о у 11 и кат шкой н тации расходу в П раз большему, чем фактиче- 2. Ток в катушке нутации автоматически ский расход. Поэтому теперь сигналу поддерживается такой, что ы уго

ЯМР, равному уровню шумов, соответст- равен микрорасходов неэлектропроводных, агрес ции переменное напряжение резонансной сивных, ядовитых и других жидкостей цоэчастоты и в зависимости от величины то- воляет снизить не менее:чем в два раза

I ка в катушке нутацни вектор ядерной на- (до 0,05 мл/ с) нижний предел измерения магниченности жидкости поворачивается расхода и одновременно повысить точность на определенный угол 8 от направления измерения во всем диапазоне изменения внешнего магнитного поля. Далее жид- расхода. кость поступает в модулированное катушкой модуляции 3 постоянное однородное магнитное поле магнитной системы 4, в Ф ормула изобретения котором находится принимаюшая катушка

5 сигнала ЯМР. Измеряемая жидкость Нутационный ядерно магнитный расхопосле прохождения через принимаюшую помер, сопержаший детектор ЯМР, трубокатушку по трубопроводу 6 вновь возвра- провоп, проходяший через поляризатор, Ка684428

Составитель B. Филиппов

Редактор Т. Орловская Техред С. Мигай Ко ектор С. Шекмар рр

3аказ 5277/37 Тира ж 1 090 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тушку нутации и приемную часть дете> товаЯМР, отличающийсятем. что, с пелью повышения чувствительности измерений, трубопровод выполнен в виде змеевика, каждый из витков которого последовательно проходит через поляризатор, катушку нутации и приемную часть детектора НМР, источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бошняк Л. Л. н др. Измерение маг>, лых расходов жидкостей, М-Л., Машгиз, 1961, с. 6, 2 Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества, Л., "Машиностроение, 1975, с, 628,