Способ измерения расхода /скорости/ кристаллической среды в закрытых трубопроводах и устройство для его осуществления

 

А А - )1г, 10

2 1

à — Г

T,l„, А, А =Л е — -, о

А = Лое — ", iHa фиг. 1, 2,,3 и 4 приведены зависимости, поясняющие Описываемый способ; на фиг. 5 представлена структурная схема устройства для осуществления способа.

Если кристаллическое вещество, соде >жащее ядра с отличным от нуля квадп

ПОЛЬНЫМ МОМЕНТОМ, ПОМЕСТИТЬ В KBT) !IIÊ7 радиочастотного контура, настроенного на резонансную для данной среды частоту, и периодически подавать радиочастотное поле в виде последовательности из прямоуголь,ных, так называемых, 90 и 180 радио импульсов (т. е. удовлетворяющих соответ "TБРЕННО УСЛОВИЯМ

-1г-1,1„, !2 1 .1у lÄ.= где у — гиромагнитное отношение ядра;

Н1 — амплитуда импульса радиочастотного поля, t„— длительность импульса, разделенных интервалов времени т, через время

2т в катушке возникнет сигнал ЯКСЭ. Амплитуда этого сигнала при увеличении т изменяется по экспоненциальному закону где T> — время спин-счиновой релаксации, А, — начальная амплитуда.

При периодической подаче на среду последовательности из трех импульсов радиочастотного поля 90, 180 и 90 радиоимпульса в катушке возникнет сигнал стимулированного ЯКСЭ с амплитудой, изменяющейся в зависимости от интервала времени тр между первым и третьим импульсом по закону где T, — время спин-1решеточной релаксации.

На измерительном трубопроводе размещают две труппы катушек. Для измсрепия больших расходов в каждой группе содер.кится две возбуждающие и одна приемная катушки. В первую воз бужда ющую ка туш— ку подают серию 90 радиоимпульсов, во вторую — серию 180 импульсов. В первой рупие катушки располагаются,на:расстоянии lI во второй — на расстоянии l2.

Объем среды, на который в некоторый момент подействовала серия 90 радиоимпульl, сов, через время т= — переместится во втоV рую катушку и на нето подействует серия

180 радиоимпульсов, а еще через время т в третьей приемной катушке возникнет сигнал ЯЬСЭ, аиплитуда которото зависит от скорости (расхода) движения среды по закону

А =Аое 11чт, То же самое происходит во второй группе

65 нату: =-<, где возникает сигнал с амплитудой А2. Скорость определяют как А,/Л, где

В случае измерения малы.: расходов (скоростей) в каждую группу катушек помещают дополнительную возбуждающу1о

::атушку на расстоянии lI u lg QT первой катушки в каждой группе соответственно.

CKopocTI3 В этОм случае Определ11стся по ф 0 P Ь>.I! У ". С где 1, и lq — 1расстояния от первой до третьей катушки в каждой группе соответcтяенно; Т, — время опии-решеточной релаксации А, и А — амплитуды сигнала стимулированного ЯКСЭ в первой и второй группах катушек.

Устройство для реализации способа содер>кит задающий генератор 1, к выходу которого подключено программиру1ощее устройство 2, усилители мощности 8, 4, б, б, 7 и 8 подключенные к выходу п рограммирующето устройства, катушки 9, 10, 11, 12, 18 и 14, размещенные,на измерительном трубопроводе группами и подключенные к выходам усилителей мощности Приемные калпушки 1б и 1б, подключенные к выходу приемных устройств .17 и 18, измеритель Отношений напряжений 19, подключенный к выходу приемников, и индикаторное устройство 20.

Задающий генератор .вырабатывает радиочастотное нап1ряжение резонансной для данной среды частоты ядерного квадрупольного резонанса. Программирующее устройство 2 с соответствующими усилителями мощности 8, б и 4, б для больших расходов формирует из радиочастотного напряжения

90 и 180 радиоим пульсы с определенной частотой повторения, поступающие в катушки 9, 111,и 10, 12 соответственно. Квадрупольные ядра, имеющиеся в движущейся среде, подвергаются в некоторый момент времени в катушке 9 воздействию 90 импульса. Через время т = 1 v (где 1, — расстояние между катушками, V — скорость движения среды) ядра переместятся в катушку .10, где на них подей ствует 180 импульс и еще через время т эти ядра возбудят в катушке 1б сигнал ЯКСЭ, регистрируемый приемным устройством 17. Аналогичный процесс происходит в катушках 11, 12 и 14, но поскольку 1расстояние между ними другое, то амплитуда эха в цриемном устройстве 18 будет другой. Измеритель от,но1пений напряжений 19 измеряет отношение амплитуд, которое затем поступает на

777436

:индикатор 20. Шкала индикатора отградуирована в значениях расхода (скорости) патака. ,В случае измерения малых расходов в каждой группе катушек действует три катушки возбуждения и на поток действует последовательность 90, 180 и 90,радиоимпульсов от катушек 9, 10 и 18 в первой

:группе и катушек 11, 12 и 14 во второй группе, и,измеряется сигнал стимулир ованного ЯКСЭ. В остальном работа схемы ана. логична описанной выше.

Формула изобретения

1. Способ измерения расхода (скорости) кристаллической среды в закрытых трубопроводах, отличающий ся тем, что с целью новы щения стабильности чувствительности и точности измерения, на,один и 20 тот же объем текущей контролируемой среды последовательно воздействуют двумя серия(ми радиоим пульоов 90 и 180 с резонансной для контролируемой среды частотой ядерного квадрупольного резонанса и 25 .измеряют возникший в этом объеме сигнал ядерного квадрупольного спиновото эха (ЯКСЭ), ниже по потоку на аналогичный объем контролируемой среды воздействуют аналогичными сериями радиоимпульсов со ЗО сдвигом во времени, отличным от сдвига при первом воздействии, и так же измеря:.ют сигнал ЯКСЭ, по отношению этих сиг.-.налов судят о расходе (скорости) среды.

2. Способ по п. 1 отличающийся тем, что, с целью расширения пределов измерения в сторону малых расходов, на поток контролируемой среды дополнительно воздействуют третьей серией радиоимпульсо в 90 и измеряют сигналы стимулированного ЯКСЭ.

8. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее расположенные на измерительном трубопроводе две группы катушек, каждая из которых содержит две возбуждающих и одну приемную катушкы, причем расстояния между катушками в группах различны задающий генератор резонансной для контролируемой среды частоты ядерного квадрупольното резонанса, .подключенное к генератору программирующее устройство с усилителями мощности, подклкченными к возбуждающим катуш кам, приемные устройства, подключенные к приемным катушкам, и измеритель отношения сигналов с индикатором, подключенный к выходам приемных устройств.

4. Устройство по п. 3 о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в каждую врун ну катушек введена дополнительная возбуждающая катушка с усилителем мощности, подключенным к,выходу программирующего устройства.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: 1. Автаракое свидетельсDBQ СССР № 216305, кл. G 01 F 1/00, 1967.

777436

C:" 0

IJ " 1

Г

Ч

1 1 !

> 1 1

1 1

7г

fT

Составитель Т, Звенигородская

Техред Л. Камышникова Корректор и. Осиповская

Редактор Т. Клюкина

Заказ 1476/)479 Изд. № 546 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комйтета СССР по делам изобретыай и открнтий

113035, Москва, 5К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент>