Устройство ядерного магнитного резонанса для измерения концентрации парамагнитных веществ в растворе

 

Сомз Советскнк

Сецналнстнчесинк

Ресттублнн

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii 890187 (6f ) Дополнительное к авт. синд-ву % 662855 . (22) Заявлено 31.03.80 (2I ) 2903131/18-25 с присоединением заявки УЙ

{23)Приоритет

Опубликовано 15.12.81. Бюллетень И46 (51 ) М. Кл.

4 01Н 24/08

Гееударетеенный комитет по делам иаебретеннй и открытий (53) УДК 539. . 143.43 (088.8) Дата опубликования описания 15. 12.81

Н. П. Глушков, В. Ф. Андронов, В. П. Анферов, С. Гречишкин, А,М. Прапоров, Ю. А. Устинов и Ю. М. Серебр (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПАРАМАГНИТНЫХ

ВЕШЕСТВ B PACTB0PE

Изобретение относится к измеритель ной технике, и может быть использовано для автоматического измерения концентрации парамагнитных веществ в раствораха

По основному авт. св. % 662855 известно устройство ядерного магнитного резонанса {ЯМР) для измерения концентрации парамагнитных веществ в раство10 рах, содержащее постоянный магнит, датчик ЯМР, к выходу которого подключен приемник радиочастоты, а ко axoay-. модуаирующий генератор, соединенный с управляемым генератором 180-90-гра15 дусных импульсов, последовательно соединенные стробоскопический интегратор, дифференцирующий усилитель и нуль-орган, причем выход нуль-орган подключен к регулирующему входу управляемого гене20 ратора 180-90-градусных импульсов, а вход страбоскопического интегратора подключен к выходу приемника радиочастоты )1).

Недостаток данного устройства заключается в ручном вводе порций раствора с исследуемым парамагнитным веществом, который не обеспечивает высокого быстродействия и не позволяет включить устройство в систему АСУТП для обеспечения оптимизации технологического процесса.

Бельто изобретения является снижение трудоемкости и ускорение процесса измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство ядерного магнитного резонанса для измерения концентрации парамагпитных веществ в растворе, содержащее постоянный магнит, датчик ЯМР, к выходу которого подключен приемник радиочастоты, а к входу - модулирующий, генератор, соединенный с управляемым генератором 180-90 -градусных импульсов, последовательно соединенные стробоскопический интегратор, дифференцирующий усилитель и нуль-орган, причем выход нуль-орган подключен к регулирующему

187

4 чик ЯМР наполняется, и после исчезнове-: ния сигнала впускной канал автоматически закрывается. Затем появляется сигнал на выходе РИ, соединенного с входом управляющего генератора. При этом управляемый генератор 180-90-градусных им пульсов 3 вырабатывает серии из двух импульсов (180 и 90 ) с переменным временным интервалом между ними для

io измерения времени релаксации Т нулевым методом.

С выхода управляемого генератора видеонмцульсы поступают на модулирующий генератор 2, который формирует зондирую15 щие радиоимпульсы с резонансной часто- той заполнения ядер растворителя (обычно наблюдают ЯМР на ядрах водорода).

После 90-градусного импульса наблюдается сигнал ядерной индукции, величина которого зависит от временного интервала между зондирующими радиочастотны ми импульсами. Причем при интервале

1 = 0,693 Т интенсивность сигнала ядерной индукции равна нулю. для измерения сигнал ядерной индукции усиливается приемником 4, который имеет емкостную связь с модулируюшим генератором 2 подается на стробоскопический интегратор 5. Стробоскопический интегратор позволяет получить огибающую периодичеоки повторяющегося сигнала ядерной индукции. Строб-импульсы вырабатываются управляемым генератором 3, С выхода стробоскопического интегратора 5 напря35 жение подается на дифференцирующий усилитель 6, При измерении временного интервала между зондирующими импульсами от 0 до i производная от огибающей имеет

40 отрицательное значение, а при Т =7g равна 0 и нуль-орган 7 вырабатывает импульс, который останавливает дальнейшее заполнение счетчика регистра адреса управляемого генератора импульсов 3.

Следовательно, код, набранный: в счетчике

45 регистра адреса соответствует величине

То, так как переменный интервал формируется в управляемом генераторе 3 с помощью регистра адреса. Зная 7о можно найти время Т, которое обратно пропорционально концентрации парамагнитных веществ в растворе. Таким образом, код, набранный в счетчике регистра адреса в относительных единицах, содержит информацию о концентрации парамагнитных з 89 входу управляемоГо генератора 180»90-. градусных импульсов, а вход стробоско- пического интегратора подключен к выходу приемника радиочастоты, дополнительно введены два управляемых клапана, распределитель импульсов и блок запуска и остановки распределителя импульсов, причем два управляемых клапана включены на входе и выходе датчика ЯМР, первый выход распределителя импульсов соединен с регулиручошим входом управляемого генератора 180-90 -градусных импуль сов, а второй и третий входы — со входами управляемых клапанов датчика магнитного резонанса, выходы блока запуска и остановки распределителя импульсов соединены со входами распределителя импульсов, вход блока запуска и остановки распределителя импульсов — с четвертым выходом распределителя импульсов.

Это расширяет область применения устройства, позволяет подавать исследуемый раствор в датчик ЯМР с требуемой скоростью, включая и импульсную подачу измеряемых порций раствора с заданным временем остановки па период измерения (для полного исключения динамической погрешности), обеспечивая при этом снижение трудоемкости и ускоряя процесс измерения за счет автоматического дозиро» ванин, На .черте же представлена блок-схеr-и предлагаемого устройства.

Устройство состоит из датчика 1 ядерного магнитного резонанса в поле постоянного магнита модулирующего генератора

2, управляемого генератора 3 180-90градусных импульсов, приемника 4 ра» диочастоты, стробоскопического интегратора 5, дифференцирующего усилителя 6, нуль-органа 7, устройства 8 вывода информации, распределителя импульсов (РИ)

9, управляемого клапана 10, через который датчик ЯМР заполняется исследуемым раствором, управляемого клапана 11, через который происходит слив из датчика

ЯМР исследуемого раствора, блок 12 запуска и остановки распределителя импульсов (БЗОРИ) 12.

Устройство работает следующим образом.

После запуска распределителя импульсов сигналов от блока 12 на его трех выходах последовательно, через заранее выбранные интервалы времени, появляются сигналы заданной длительности и величины. Первым появляется сигнал на выходе РИ, соединенный с управляемым клапаном 10, клапан 10 открывается и дач веществ в растворе. Набранный код из регистра адреса управляемого генератора 3 подается на цифровое табло устройства 8 вывода информации.

5 89

По окончании операции Измерение" сигнал на выходе РИ, соединенного с уп- равляемым клапаном 10, исчезает и появляется сигнал заданной величины н длительности на выходе распределителя импульсов, который открывает управляемъМ клапан 11 на время, необходимое для полного удаления раствора из датчика

ЯМР, затем управляемый клапан 11 автоматически закрывается. После этого работа распределителя импульсов прекращается сигналом от блока 12 до.появления следующей команды "Пуск" от блока

БЗОРИ 12 на его входе.

Использование изобретения позволяет осуществить автоматический контроль состава анализируемого раствора н использовать данные анализа для управления процессом, достигаемое при этом устранение участия человека в контроле состава технологического раствора повышает производительность труда, повышает точность анализа за счет остановки раствора на период изменения (что исключает динамическую погрешность). Кроме того, устранение субъективных ошибок оператора устраняет задержку между моментом анализа и коррекцией состава технологического раствора, что.повьпцает KBчество технологического процесса, обеспечивая одновременно снижение трудоемкости н ускорение процесса измерения, а также позволяет включить устройство в систему, авторегулирования (ЛСУТП) для обеспечения оптимизации технологического

0187 Ь процесса. В конечном счете существенно

В повышается технический уровень изготовления РЭА 4-ro и 5-го поколений.

Формула изобретения

Устройство ядерного магнитного резонанса для измерения концентрации парамагнитных веществ в растворе по авт. св. № 662855, о т л я ч а ю m е е е я тем, что, с целью снижения чрудоемкооти я ускорения процесса измерения, в него допсаннтельно введены два управляемых клапана, распределитель импульсов и блок запуска и остановки распределителя импульсов, причем два управляемых клапана включены на входе и выходе датчика ядерного магнитного резонанса, первый выход распределителя импульсов соединен с регулирующим входом управляемого генератора 180-90-градусных нм» пульсов, а второй н третий выходы — со входами управляемых клапанов датчика магнитного резонанса, выходы блока запуска и остановки распределителя импульсов соединены с входами распределителя импульсов, вход блока запуска и останов30 ки распределителя импульсов — с четвертым выходом распределителя импульсов.

Источники информации, принятъи во внимание при зкспертпзе

1. Авторское свидетельство СССР № 662855, кл. G 01 "l 24f08, 1976.

ВНИИПИ аказ

3 109 7/68 Тираж 9 10 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,