Меточный ядерно-магнитный расходомер

Меточный ядерно-магнитный расходомер

Реферат

 

Изобретение предназначено для определения расхода жидкостей с малым временем спин-решеточной релаксации. Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения влияния радиочастотных помех. Жидкость, протекая по трубопроводу 1, приобретает ядерную намагниченность в поле поляризатора 2. Отметчик 3 создает в потоке метку, длительность которой задается действующим на выходе делителя 9 меандром. Фронты меток проходят через катушку 6 датчика 5 ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), в котором формируются сигналы ЯМР. В датчике 5 ЯМР сигналы усиливаются, детектируются, интегрируются и преобразуются в последовательность импульсов, поступающих на вход блока 8 управления в виде меандра, сдвинутого по фазе относительно последовательности, поступающей с выхода делителя 9. 2 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для определения расхода жидкостей с малым временем спин-решеточной релаксации. Целью изобретения является повышение точности измерения путем исключения влияния радиочастотных помех. На фиг. 1 представлена схема меточного ядерно-магнитного расходомера; на фиг. 2 - временная диаграмма. Расходомер состоит из трубопровода 1, магнитной системы поляризатора 2, отметчика 3 с катушкой 4, датчика 5 ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) с катушкой 6 датчика, расположенной в магнитной системе анализатора 7, блока 8 управления, делителя 9 частоты, одновибратора 10, схемы пропускания 11. Причем входы блока 8 управления соединены с датчиком 5 ЯМР и выходом делителя 9 частоты, выход блока 8 управления соединен с входом делителя 9 частоты и входом одновибратора 10, выход которого соединен с первым входом схемы пропускания 11 и входом датчика 5 ЯМР. Второй вход схемы пропускания 11 соединен с выходом делителя 9 частоты, а к ее выходу подключен вход отметчика 3. Расходомер работает следующим образом. Жидкость, протекая по трубопроводу 1, приобретает ядерную намагниченность в постоянном магнитном поле поляризатора 2. Отметчик 3 действием радиочастотного тока в катушке 4 создает в потоке метку инверсной ядерной намагниченности. Длительность метки по времени задается действующим на выходе делителя 9 меандром с частотой F_m (см. фиг. 2а). Через некоторое время транспортирования жидкости фронты меток проходят через катушку 6 датчика 5 ЯМР, в котором формируются импульсные сигналы ЯМР, различные для участков жидкости с прямой и инверсной намагниченностью. В датчике 5 ЯМР эти импульсные сигналы усиливаются, детектируются, интегрируются и преобразуются в последовательность прямоугольных импульсов (см. фиг. 2б), которые поступают на вход блока управления в виде меандра, сдвинутого по фазе относительно последовательности, поступающей с выхода делителя 9. Блок управления автоматически поддерживает фазовый сдвиг равным /2 путем изменения частоты, поступающей на вход делителя 9, прямо пропорционально расходу жидкости. Указанная частота f_с запускает одновибратор 10, который формирует импульсы длительностью _o с частотой следования f_с (см. фиг. 2в). Импульсы поступают на вход датчика 5 ЯМР, и на время _o открывают приемник радиочастоты датчика. Одновременно указанные импульсы поступают на вход схемы пропускания 11, на другой вход которой поступают метки с длительностью _МА и частотой F_M (см. фиг. 2а). На выходе схемы пропускания формируются сигналы, которые управляют работой отметчика 3. В результате не происходит генерация радиочастоты в катушке 6 в моменты, совпадающие с импульсом _o (см. фиг. 2г), и влияние отметчика на работающий в это время датчик 5 ЯМР полностью исключается. При этом средняя намагниченность метки, а следовательно, и амплитуда меток уменьшается на величину A = = (1-_of_c) 100% где А - процентно уменьшенная амплитуда метки; _o - длительность создания условий получения сигнала ЯМР, равная длительности включения отметчика. Сигнал ЯМР, получаемый в катушке 6 датчика 5 ЯМР, представляет собой экспоненциально затухающей или колоколообразной формы радиочастотный импульс, который усиливается в датчике 5 ЯМР вместе с шумами и наводками. При этом максимальное отношение сигнал/шум имеет место в моменты достижения амплитудного значения ЯМР сигнала, а поэтому длительность импульса _o, открывающего датчик ЯМР, выбирается из условий усиления сигнала ЯМР при наивыгоднейшем отношении сигнал/шум. При этом участки сигнала с худшим отношением отсекаются. В описанной конструкции расходомера максимальное значение на верхнем пределе расхода не превышает 200 Гц. В этом случае реальное снижение амплитуды метки составляет 3%. Такое снижение легко компенсируется увеличением амплитуды генератора радиочастоты в отметчике.

Формула изобретения

МЕТОЧНЫЙ ЯДЕРНО-МАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР, содержащий последовательно установленные постоянный магнит поляризатора и постоянный магнит анализатора, между полюсами которых помещен измерительный участок трубопровода с установленными на нем катушкой отметчика, подключенной к отметчику, и катушкой датчика ядерно-магнитного резонанса, помещенной между полюсами постоянного магнита анализатора и подключенной к датчику ядерно-магнитного резонанса, соединенному через блок управления с делителем частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем исключения влияния радиочастотных помех, в него введены одновибратор и схема пропускания, причем к входу одновибратора подключен выход блока управления, а к выходу одновибратора подключены вторым входом датчик ядерно-магнитного резонанса и первым входом схемы пропускания, подключенная вторым входом к делителю частоты, выход схемы пропускания соединен с отметчиком, при этом блок управления вторым входом подключен к делителю частоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 23-2001

Извещение опубликовано: 20.08.2001