Патент ссср 263730

Патент ссср 263730

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

263730

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10.VI I.1968 (№ 1256245/18-10) Кл. 21е, 12

42с, 43 с присоединением заявки №

МПК G Оlг

G 01г

УДК 621.317.42:621. .317.45 (088.8) Приоритет

Опубликовано 10.II.1970. Б1оллетень № 8

Дата опубликования описания 15Х1.1970

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

/ у

В. В. Екатеринин

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к области измерения н стабилизации магнитных полей и может найти применение в аналитическом приборостроении при разработке магнитаметров, различных приборов и устройств, где требуется измерить и стабилизировать магнитные поля в широком или узком диапазоне их значений и градиентов с высокой точностью.

Известны способы измерения магнитного поля методом ядерного магнитного резонанса и методом нутаци и для стабилизации магн итных полей.

Однако в этих известных способах в процессе измерения условия точного резонанса находятся по точкам линии ЯМР, в которых угол поворота вектора суммарной ядерной намагниченности равен л, 2. В этих точках замеряются частоты нутирующего генератора, производится их суммирование и деление полученной суммы пополам.

За время проведения этих измерений как расход жидкости, так н напряженность высокочастотного поля в KBlóøêå нутации могут самопроизвольно меняться в некоторых пределах, что вызывает изменение ширины линии на полувысоте; так как измерение производится в разные моменты времени, это приводит к ошибкам измерения. Кроме того, за время проведения этих манипуляций измеряемое поле может измениться, и информация о его точном значении будет неверной, к тому же проведение математических операций, особенно при автоматическом измерении, весьма неудобно и не всегда возможно. Что

5 касается стабилизации полей, то в известных установках она осуществляется вообще на склоне резонансной прямой, а не по ее центру, нз-за чего теряется абсолютность измерений н появляется принципиально неустранимая

10 погрешность вследствие изменения ширины линии.

Для увеличения точности измерения магнитного поля необходимо фиксировать центр линии нутации, а не какой-либо ее склон. Центр

15 линии соответствует точным резонансным условиям и не сдвигается при изменении расхода жидкости или величины высокочастотного поля в катушке нутации.

Это достигается при осуществлении моду20 ляции резонансных условий в катушке нутацпи и выделении первой производной от линни нутации с помощью анализатора и двух синхронных детекторов.

В основном операции предлагаемого спосо25 ба заключаются в том, что проточная жидкость поляризуется в сильно магнитном поле и с минимальными потерями намагниченности доставляется в место измерения магнитного поля (датчик или катушку нутации), где на

30 нее накладывается радиочастотное магнитное

263730

3 поле. При выполнении резонансных условий происходит изменение намагниченности жидкости по величине и знаку, а это изменение регистрируется в анализаторе (обычном детекторе ЯМР с проточной жидкостью), и замеряется радиочастота, подводимая к датчику (катушке нутации), по которой и судят о величине измеряемого поля.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что резонансные условия в датчике с определенной частотой меняются, например, с помощью катушки модуляции магнитного поля, расположенной на датчике поля (катушке нутации), а центр линии находится с помощью второго синхронного детектора, работающего на частоте этой модуляции, Очевидно, что намагниченность выходящей из датчика жидкости будет также изменяться, и амплитуда этого изменения достигнет своего наибольшего значения при равенстве амплитуды модуляции полуширине линии нутации.

В том случае, когда для центра линии ЯМР в датчике точно выполняются резонансные условия, сигнал, модулированный с частотой модуляции поля, в анализаторе отсутствует.

При изменении напряженности магнитного поля в ту или иную сторону от резонансных условий в анализаторе появляется сигнал

ЯМР с частотой модуляции в той или иной фазе в зависимости от знака сдвига резона нсных условий, Производя амплитудно-фазовый анализ, находим точные резонансные условия в датчике, При этом совершенно не обязательно иметь инверсию намагниченности в датчике, достаточно ее изменения.

Таким образом, операция модуляции резонансных условий в датчике дает информацию о всей линии нутации и позволяет точно найти ее центр.

На чертеже приведена схема стабилизатора магнитного поля, позволяющая осуществить способ.

Она состоит из магнита 1 поляризатора, датчика магнитного поля (катушки нутации)

2, стабилизируемого электромагнита 8, обмотки 4 электромагнита; катушки 5 модуляции стабилизируемого поля, магнита б анализатора, датчика 7 анализатора, приемника 8 анализатора, генератора 9 модуляции анализатора, генератора 10 опорной радиочастоты, генератора 11 модуляции стабилизируемого поля, фазовращателя 12. Устройство содержит также регулятор тока 18 и синхронно-фазовые детекторы 14 и 15.

Устройство работает следующим образом, Вода по трубопроводу последовательно протекает все три магнита 1, 8 и б. В магните 1 происходит поляризация воды, .которая попадает затем в поле стабилизируемого магнита

8. К нутирующей катушке 2 подводится радиочастота от генератора 10, соответствующая резонансным условиям, а генератор 11 инфранизкой частоты изменяет эти резонансные условия в пределах полуширины линии ЯМР с помощью катушек 5. В результате модуляции резонансных условий намагниченность воды, поступающей в датчик 7 анализатора, будет также модулирована; каждый период модуляции несет информацию о состоянии резонансных условий в датчике 2. С помощью синхронного детектора 15 выделяется напряжение, соответствуюгцее намагниченности жидкости, и его переменная составляющая подается на второй синхронный детектор 14, где выделяется ноль первой производной линии ЯМР в датчике 2.

Изменение магнитного поля в датчике 2 вызывает появление положительного или отрицательного напряжения на синхронно-фазовом детекторе 14, которое приводит с помощью регулятора тока 18 и обмоток (катушек) 4 к точному соблюдению резонансных условий, т. е. к соответствию поля электромагнита частоте опорного генератора 10.

Предмет изобретения

Способ измерения и стабилизации магнитного поля, заключающийся в поляризации вещества, перемещении его в область измеряемого или стабилизирувмого магнитного поля, где создаются резонансные условия с последующей регистрацией намагниченности вещества в датчике анализатора, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности автоматизации и повышения точности измерения или стабилизации магнитного поля, резонансные условия в катушке нутации меняют с низкой частотой, а центр линии ядерного магнитного резонанса определяют по равенству нулю первой производной от,линии нутации путем амплитудно-фазового анализа сигнала на выходе датчика анализатора.

263730

Составитель В. Т. Голенко

Редактор М. В. Афанасьева Техред А. А, Камышникова Корректор Н, С. Сударенкова

Заказ 1398/14 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр Сапунова, 2