Меточный ядерно-магнитный расходомер

Меточный ядерно-магнитный расходомер

Реферат

 

Изобретение относится к технике измерения расхода жидкостей. Цель изобретения повышение точности измерений. Жидкость, проходя по трубопроводу, поляризуется в поляризаторе, в катушке отметчика на нее накладывается отметка инверсией ядерного магнитного момента, в катушке анализатора регистрируется сигнал ядерного магнитного резонанса. Широтно-импульсный модулятор формирует импульсы, длительность которых обратно пропорциональна величине расхода, в результате повышается точность измерения расхода на краях диапазона измерения. 2 ил.

Изобретение относится к технике измерения расходов методом ядерномагнитного резонанса. Цель изобретения повышение точности измерения. На фиг. 1 показана структурная схема расходомера; на фиг. 2 временные диаграммы. Расходомер состоит из трубопровода 1, поляризатора 2, отметчика 3 с катушкой 4 отметчика, датчика ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) 5 с катушкой 6 датчика, расположенной в магнитной системе анализатора 7, блока управления 8, делителя частоты 9, одновибратора 10, схемы пропускания 11, широтно-импульсного модулятора 12, причем входы блока управления 8 соединены с датчиком ЯМР 5 и третьим выходом делителя частоты 9, выход блока управления 8 соединен с входом делителя частоты 9, второй выход которого через одновибратор 10 соединен с первым входом схемы пропускания 11 и датчиком ЯМР 5, а первый выход делителя частоты соединен с ШИ-модулятором 12, выход которого соединен с третьим входом схемы пропускания 11, выход схемы пропускания соединен со входом 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 частоты 9 сигналом с частотой F_м (см. фиг. 2а). Фронты меток проходят через катушку 6 датчика ЯМР 5, в котором формируются импульсные сигналы ЯМР, различные для участков жидкости с прямой и инверсной намагниченностью. В датчике ЯМР 5 эти импульсные сигналы усиливаются, детектируются, интегрируются и преобразуются в последовательность прямоугольных импульсов (см. фиг. 2б), которые поступают на вход блока управления 8 в виде сигнала, сдвинутого по фазе относительно сигнала с выхода делителя частоты 9. Блок управления 8 поддерживает этот сигнал равным /2 изменением частоты сигнала на входе делителя частоты 9 пропорционально расходу жидкости. Сигналом с выхода делителя частоты 9 запускается одновибратор 10, который формирует импульсы длительностью _o с частотой следования f_с (см. фиг. 2в). Эти импульсы поступают на вход датчика ЯМР 5 и на время _o открывают приемник радиочастоты датчика. Одновременно указанные импульсы поступают на первый вход схемы пропускания 11, на второй вход которой поступает сигнал частоты E_м с делителя частоты 9. На третий вход схемы пропускания 11 поступают импульсы длительностью _ш с выхода ШИ-модулятора 12, на вход которого с делителя частоты 9 поступает частота, равная удвоенной частоте f_c. Длительность импульсов _ш обратно пропорциональна расходу жидкости. На выходе схемы пропускания 11 формируется сигнал, управляющий работой отметчика 3. Во время действия импульсов _о и _ш отметчик 3 выключается (см. фиг. 2д). Импульс _о устраняет влияние отметчика на работающий в это время датчик ЯМР 5. Импульс _ш изменяет мощность отметчика 3, поддерживая инверсию метки во время диапазона расхода жидкости. В результате амплитуда метки на входе датчика ЯМР 5 максимальна, а форма метки не искажается.

Формула изобретения

МЕТОЧНЫЙ ЯДЕРНО-МАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР, содержащий трубопровод, последовательно установленные на нем магнит поляризатора, катушку отметчика, магнит анализатора с расположенной между его полюсами катушкой анализатора, подключенной к последовательно соединенным датчику ядерно-магнитного резонанса, блоку управления, делителю частоты, схеме пропускания и отметчику, выход которого соединен с катушкой отметчика, а также одновибратор, выход которого соединен с вторым входом схемы пропускания и с управляющим входом датчика ядерного магнитного резонанса, при этом выход делителя частоты соединен с вторым входом блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен широтно-импульсный модулятор, а делитель частоты снабжен вторым и третьим выходами, причем к его второму выходу подключен вход одновибратора, а к третьему вход широтно-импульсного модулятора, выход котрого подключен к дополнительному входу схемы пропускания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2