Импульсный протонно-резонансный влагомер

 

Союз Советскмк

Социалистических

Рвсиублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 661323 (22) Заявлено 049979 (21) 2817946/18-25 (53)М. КЛ. с присоединением заявки йо

G N 24/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Г1риоритет—

Опубликовано 07,1081. Бюллетеиь Н9 37

Дата опубликования описания 0%1081 (53) УДК 538. 083..2(088.8) Б.Е. Рыцар >ю-.

t

1"Физико-механический институт AH Якраинской,CCP

t (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРОТОННО РЕЗОНАНСНЫЙ ВЛАГОМЕР

Изобретение относится к области измерительной техники, а .именно к устройствам измерения влажности твердых материалов методом спинового эха ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

По основному авт.св. 9 661323 известный импульсный протонно-резонансный влагомер, содержащий программатор, генератор радиочастотных импульсов, колебательный контур с исследуемым образцом, размещенный в зазоре постоянного магнита, приемник сигналов спиновых эхо, регистратор, пороговое. устройство с заданным уровнем порогового напряжения, блок управления и 15 логическую схему, причем выход приемника сигналов спинового эха соединен через пороговое устройство со входом блока управления и через логическую схему — со входом регистрато- 2О ра, выход программатора соединен со счетным входом блока управления, у которого од@и выход подключен ко входу программатора, а три других — к управляющим входам логической схе- 25 мы (1).

С помощью данного устройства влаж" ность твердых материалов определяют по величине, начальной амплитуды Ар, пропорциональной количеству протонов. 3р воды, по двум измеренным амплитудам сигналов спинового эха ЯМР. При этом, для устранения погрешности от протонов твердого водородсодержащего вещества на результаты измерения предварительно устанавливают уровень порогового напряжения ир таким, чтобы измерение амплитуды сигналов спиновых эхо

А.(„ и A<+ принадлежали только составляющей от протонов воды.

Однако при отсутствии априорных данных о параметрах спин-спинозой релаксации составляющей, обусловленной протонами твердого водородсодержащего вещества, предварительная установка уровня порогового напряжения

U затруднена. Это приводит к значительному снижению точности и досто" верности полученных результатов измерения влажности различных материалов. Причиной этому .является наличие в измеренных амплитудах A„.+„ A)+ разных по величине вкладов, обусловленных как разбросом концентрациЯ протонов и характеризующих их времен спин-спинозой релаксации твердого водосодержащего вещества при переходе от одного материала к другому, так и различием форм и связи влаги с

871046 твердым материалом от образца к образцу в широком диапазоне влажности.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности результатов измерения влажности различных твердых водородсодержащих матери-. алов.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный протонно-резонансный влагомер дополнительно включены запоминающее устройство,. переключатель каналов и усилитель с управляемым коэффициентом усиления, причем выход приемника сигналов спиновых эхо дополнительно подключен к сигнальному входу запоминающего устройства, три входа которого соединены с Соответствующйми тремя. сигнальными входами переключателя каналов, при этом один. выход переключателя каналов подключен к первому входу порогового устройства, а другой выход — ко вто- 20 рому входу последнего через усилитель, управляющий вход которого соединен с пятым выходом блока управления,у которого шестой и седьмой выходы подключены к управляющим входам запоминающего устройства и переключателя каналов.

На чертеже изображена блок-схема импульсного протонно-резонансного

v влагомера.

Влагомер содержит программатор 1, генератор 2 радиочастотных импульсов, колебательный контур 3 с исследуемым образцом, находящийся в рабочем зазоре постоянного магнита 4, приемник

5 сигналов спиновых эхо, пороговое устройство 6, блок управления 7, запоминающее устройство 8, перключатель каналов 9, усилитель 10 с управляемым коэффициентом усиления, логическую схему 11 и регистратор 12. 40

В первые периоды появления последовательности сигналов эха ЯМР осуществляется поиск условия однокомпонентной ядерной спин-спиновой релаксации. 45

Из поступающей на вход запоминающего устройства 8 последовательности сигналов спинового эхо ЯМР выделяются с помощью импульсов ворот блока управления 7 первые три амплитуды сигналов А«А< и А . Последние удерживаются на элементах памяти запоминающего устройства 8 в виде уровней напряжений U,П и 1), которые появляются на соответствующих входах переключателя каналов 9. Состояние последнего устанавливается импульсами блока управления 7. Сначала в момент появления четвертого П вЂ” импульса последовательности, на выходе р переключателя каналов 9 появится 40 уровень напряжения U„, а на выходе а — U . Одновременно с переключением каналов на управляющем входе усилителя 10 появляется напряжение развертки, измейяющее коэффициент К уси- 65 ления усилителя 10 по линейному закону, начиная с К=1, Следовательно ко второму входу порогового устройства

6 будет приложено напряжение KVg(t) которое будет увеличиваться до тех пор, пока не будет выполнено условие

К„У в = U, В момент равенства на выходе порогового устройства б появится импульс, котЬрый поступит на вход блока управления 7. С помощью.импульсов последнего, появившихся одновременно на управляющих входах переключателя каналов 9 и усилителя 10,обеспечивается соответственно переключение каналов и установка постоянного коэффициента усиления К . При втором положении переключателя каналов 9 на

его выходе Ф появится уровень напряжения U< а на выходе а- Б . Теперь ко второму входу порогового устройства б будет приложен уровень KqUg.

Если при этом выполняется равенство

= K„Q = —" Ug то поиск условия однокомпонентной релаксации (т.е. поиск экспоненциального спада) прекращается. Если при первом цикле поиска требуемое условие не выполняется, то при наступлении второго периода последовательности сигналов спиновых эхо с выхода блока управления 7 поступают сдвинутые импульсы ворот на управляющий вход запоминающего устройства 8, с помощью которых выделяются вторые три амплитуды сигналов, а именно — A „A> и Ад.

Режим поиска условия однокомпонентной релаксации будет продолжаться до выполнения условия У;„ =КАП;, где К - оптимальный коэффициент усилителя 10, при котором наступило искомое равенство; i =1,2,3... — порядковый номер цикла поиска. С момента прекращения поиска с выхода блока управления 7 (при наступлении следующего периода) поступают два импульса ворот на вход логической схемы

11, Включение во влагомер нововведенных узлов и связей между ними гарантирует надежность и обеспечивает достоверность полученных результатов измерения влажности твердых материалов.

Начальная амплитуда А, вычисленная с помощью логической схемы 11, при найденном условии однокомпонентной спин-спиновой релаксации будет определена достаточно точно, так как,она будет принадлежать той компоненте сигнала, которая обязана протонам воды влажного материала. Предложенный импульсный протонно-резонансный влагомер обеспечивает экономию времени и средств, так как в данном случае не.требуется какая-либо информация об исследуемом веществе.

Формула изобретения

Импульсный протонно-резонансный влагомер по авт.св. В 661323,о т л ич а ю шийся тем,что,с целью по871046

Составитель В. Покатилов

Техред М.Надь Корректор Л. Бокшан.

Редактор О. Филипнова

Заказ &425/15 Тираж 910

I ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вышения точности и достоверности результатов измерения,в него дополнительно включены запоминающее устройство,переключатель каналов и усилитель с управляемым коэффициентом усиления, причем выход приемника сигналов спиновых эхо дополнительно подключен к сигнальному входу запоминающего устройства, три выхода которого соединены с соответствующими тремя сигнальными входами переключателя какалов, при этом один выход переключателя каналов подключен к первому входу порогового устройства, а другой выход ко второму входу последнего через усилитель, управляющий вход которого соединен с пятым выходом блока управления, у которого шестой и седьмой выходы подключены к управляющим входам запоминающего устройства и переключателя каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР

9 661323, кл. G 01 N 27/78, 1976 (прототип)