Расходомер

Расходомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

е

5 о и- ее с-мчали E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетснии

Социалистических

Республик (ii)606105

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.07.76 (21)2380749/18-1 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05.78. Бюллетень И 17 (45) Дата опубликования описания 1Э.04.78

Я (53) м. Klr

С 01 Р 1/62

Государственный комитет

Совета Министров СССР ио делам изооретений и открытий (53) УДК! 681.121 (088.8) (72) Авторы изобретения

B. И. Дудкин, В. Ю. Петрунькин, В. B Семенов и Л. H. Успенский (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина Политехнический институт им. М. И. Калинина (54) РЛСХОДОМЕР

Изобретение относится к устройствам, измеряюшим массовый расход и скорость протекания жидкости.

Известны расходомеры, использующие ядерный магнитный резонанс (ЯМР) в теку- с шей жидкости, такие как нутационный, фазовый, меточный. Зти рвсходомеры не позво« ляют измерять массовый расход жидкости (он вычисляется по измеряемой скорости течения жидкости). Кроме того, знвчитель- 1О ные погрешности измерений снижают точ- ность атих расходомеров.

Известен меточный ЯМР-расходомер, в котором скорость течения жидкости определяют по времени прохождения фиксированного расстояния от датчика нутации до датчика анализатора. Для измерения этого отрезка времени с номошью катушки нутации создается метка, т. е. изменение направления вектора намагниченности жидкости, соэ- В данного в поляризаторе, относительно постоянного магнип сн-о поля, в котором располо-. жена катушка пут внии. Скорость определяется по интервалу времени между началом (окончанием) метки « .ic iåiiòîì уменьшения 25

2 (или увеличения) амплитуды сигнала погло шенин ЯМР в анализаторе.

При изменении расхода фаза сигнала нутвции изменяется, твк квк с изменением скорости течения жидкости изменяется длительность воздействия радиочастотного поля в двтчике нутации. Это приводит к погреш-. ностям измеречия, связанным с изменением амплитуды и фазы сигнала ЯМР, детектируемого в анализаторе, а также к неустойчивой работе схемы измерения, Другой недостаток меточного рвсходомерв состоит в том, что он не позволяет измерять массовый расход.

Бель; изобретения — повышение точности измерения скорости течения жидкостц меточным методой без сушественного усложнения схемы и расширение области применения расходомера, Зта цель достигается тем, что в датчике нутации устанавливают катушку модуляции и подключают ее к звуковому генерв тору, в к детектору сигнала ЯМР анализатора подключен блок измерения амплитуды сигнала поглошения.

606105

Регистрация скорости протекания жидкости меточным способом и одновременное измерение амплитуды сигнала логлошения

ЯМР в анализаторе, который пропорционапен количеству переносимого вешества, позвопяет измерить MBccoBbJA расход жидкос1и. При этом можно осушествпять взаимный контроль измерения расхода меточным и амплитудным способами.

Варьируя интенсивность радиочастотного полы, а также амплитуду и частоту модуляции, можно снизить интенсивность параметрических резонансов до уровня шумов. Этот режим сохраняется во всем рабочем диапазоне измеряемых скоростей, что весьма удоб- !5 но при использовании в меточном расходомере, так как во всем рабочем диапазоне измеряемых скоростей измерительный блок работает в одном. режиме появления и спада до нуля амплитуды сигнала поглощения 20

ЯМР в анапизируюшем устройстве.

На чертеже представлена структурная схема расходомера.

Вдопь трубопровода 1 расположены магнит 2 поляризатора, магнит 3 нутации, меж- 2> ду попюсами которого установпены катушка

4 нутации и катушка 5 модуляции, и магнит

6 анализатора, между полюсами которого находится катушка 7 датчика поглощения сигнала ЯМР. Катушка 4 нутации подключена к выходу радиочастотного генератора

8, катушка 5 .модупяции — к звуковому генератору 9., катушка 7 датчика поглошенияк детектору 10. Один иэ выходов детектора 10 подключен к бпоку 11 измерения амппитуды сигнала поглошения, а другойк блоку 12 измерения интервалов времени.

Один выход блока 12 подключен к частотомеру 13, а другой — к радиочастотному генератору 8.

Намагниченная магнитом 2 поляризатора жидкость поступает по трубопроводу 1 к катушке 4 нутации., находяшейся в постоянном попе, создаваемом постоянным магнитом 3. Частота радиочастотного генератора 8, выход которого подключен к катуш ке 4 нутации, выбирается такой, чтобы выполнялись усновия резонанса. Если нет резонанса, то детектор 10 анализирующего

50 устройства регистрирует обычный сигнал поглошения ЯМР, наведенный в катушке 7 датчика, которая распопожена в зазоре. постоянного магнита 6 анализаторе.

По мере прибпижения частоты генерато55 ра 8 к частоте резонанса будет уменьшать- ся амппитуда сигнапа, так как в результате поворота вектора намагниченности на определенный угон в катушке нутации под действием радиочастотного поня уменьшает»

60 ся проекция этого вектора на направление поня в магните 6, Величина угла поворота в катушке нутации зависит от амплитуды радиочастотного поля в катушке 4 нутации," времени воздействия этого поня на жидкость (Ъ определяемом скоростью течения) и степени выполнения резонансных условий. Переменное напряжение от звукового генератора 9 подается в катушку 5 модуляции и создает в ней переменное магнитное поле, модулируюшее постоянное лоле, создаваемое магнитом 3. Скорость протекания жидкости измеряется с помошью блока 12 измерения интервалов времени, который периодически включает и выключает радиочастотный r енератор 8. В начапьный момент времени радиочастотный генератор отключается импульсом; поступаюшим на его вход с одноFo из выходов блока 12 измерения интервалов времени. При этом образуется метка, т. е. максимальное значение проекции вектора намагниченности. В момент времени, когда метка достигает катушки 7 датчика и на выходе детектора 10 наблюдается нарастание сигнапа поглошения ЯМР, на втором выходе блока 12 формируется импульс длительностью, обратно пропорциональной скорости протекания жидкости. Йлительность импульса измеряется частотомером 13, подключенным к блоку 12. Катушка 5 модуляции, питаемая от генератора 9, позвопяет выдерживать режим отсутствия сигнала погпошения

ЯМР в детекторе в широком диапазоне изменения скоростей беэ перестройки генератора 8. Массовый расход жидкости, пропориионапьный амплитуде сигнала поглощения

ЯМР .и катушке 7, определяется амплитудой сигнал а в 6п оке 1 О.

Формула изобретения

Расходомер, основанный на использовании ядерного магнитного резонанса, содержащий расположенные вдоль трубопровода магниты поляризатора, датчика нутации и анализатора, а также радиочастотный генератор, детектор сигнала поглощения ЯМР и блок измерения интервалов времени, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения области применения, он снабжен катушкой модуляции, установленной в датчике нутации и лодкпюченной к звуковому генератору, и блоком измерения амппитуды сигнала поглошения, подключенным к детектору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Кремпевский П. П. Расходомеры и счетчики копичества. Л„1975, с. 630.

2, Авторское свидетельство СССР

?4 301538, кл. С 01 F 1/62,07,07.69.

Составитель Ж. Теслер

Редактор Т. Орловская Техред Е. Давидович Корректор A. Кравченко

За ка з 2 408/33 Тираж 872 Подиисдие

ШАТИИ ПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д, 4/Г, Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4