SU1303916A1

SU1303916A1 - Method of measuring concentration

Info

Publication number: SU1303916A1
Application number: SU853892800A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Жерновой; Виктор Александрович Махов; Николай Владимирович Сапелкин; Николай Владимирович Серов
Original assignee: Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета
Priority date: 1985-05-11
Filing date: 1985-05-11
Publication date: 1987-04-15

Abstract

Изобретение относитс к технике неразрушающого контрол на основе влени дерного магнитного резонанса (5ШР), предназначено дл бесконтактного непрерывного измерени концентрации компонента как в неподвижных , так и в текущих дисперсных смес х . Целью изобретени вл етс повышение чувствительности измерени . Способ включает в себ одновременное воздействие на смесь посто нного и перпендикул рного ему переменного магнитных полей и измерение амплитуды ЯМР-сигнала поглощени . Амплитуду ЖР-сигнала поглощени измер ют при .уровне переменного магнитного пол ; соответствующем максимуму ЯМР-сигнала поглощени компонента с меньшим временем релаксации. В зоне измерени создают градиент напр женности посто нного магнитного пол , завис щий от времен спин-спиновой релаксации компонентов смеси. с S3 (/; с io о СО ХThe invention relates to a technique of non-destructive testing based on the phenomenon of nuclear magnetic resonance (5 CR), which is intended for non-contact continuous measurement of the concentration of a component in both stationary and current dispersed mixtures. The aim of the invention is to increase the measurement sensitivity. The method involves simultaneously acting on a mixture of constant and perpendicular alternating magnetic fields and measuring the amplitude of the NMR absorption signal. The amplitude of the absorption Rf signal is measured at the level of an alternating magnetic field; corresponding to the maximum of the NMR signal of absorption of the component with a shorter relaxation time. In the measurement zone, a gradient of the intensity of a constant magnetic field is created, depending on the spin-spin relaxation times of the mixture components. with S3 (/; with io about CO X

Description

11eleven

Изобретение относитс к технике неразрушающего контрол на основе влени дерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано дл бесконтактного непрерывного из- мерени относительного количества компонентов как в неподвижных, так и в текущих дисперсных смес х.The invention relates to a technique of non-destructive testing based on the phenomenon of nuclear magnetic resonance (NMR) and can be used for contactless continuous measurement of the relative amount of components in both stationary and current dispersed mixtures.

Цепью изобретени вл етс повышение чувствительности способа изме- рени концентрации.The chain of the invention is to increase the sensitivity of the concentration measurement method.

Способ основан на том, что амплитуда ЯМР-сигнала компонента смеси пропорциональна количеству резонирующих дер этого компонента, т.е. про- порционапьна его концентрации. Наиболее часто встречаетс случай, когда дра двух компонентов смеси резонируют на одной частоте и дают ный ЯМР-сигнал поглощени . Дл того, чтобы из суммарного сигнала вьщелить сигнал foro компонента, концентрацию которого требуетс определить (в данном случае это компонент с меньшим временем релаксации) , используетс различие спин-спиновых времен релаксации Т и Т двух компонентов. Если измер ть амплитуду ЯМР-сигнала при уровне переменного магнитного пол , соответствующего максимуму ЯМР-сигнала компонента с меньшим временем релаксации , то вклад компонента с большим временем релаксации в измер емый суммарный сигнал будет несколько уменьшен благодар влению насыщени Создание в зоне измерени перепада (градиента) напр женности iH снижает вкfEaд компонента с большим временем релаксации до пренебрежимо малой ве- личины, что позвол ет считать измер емый суммарный сигнал с высокой степенью точности, равным сигналу компонента с меньшим временем релаксации , и определ ть с лучшей чувст- . вительностью концентрацию этого компонента непосредственно по амплитуде ЯМР-сигнала поглощени .The method is based on the fact that the amplitude of the NMR signal of the mixture component is proportional to the number of resonating nuclei of this component, i.e. proportioned to its concentration. The most frequent case is when the cores of the two components of the mixture resonate at the same frequency and produce the NMR absorption signal. In order to select the foro component from the sum signal, the concentration of which needs to be determined (in this case, a component with a shorter relaxation time), the difference between the spin-spin relaxation times T and T of the two components is used. If the amplitude of the NMR signal is measured at the level of an alternating magnetic field corresponding to the maximum of the NMR signal of a component with a shorter relaxation time, the contribution of the component with a longer relaxation time to the measured total signal will be somewhat reduced due to saturation. the strength of iH reduces the incidence of a component with a large relaxation time to a negligibly small value, which makes it possible to consider the measured total signal with a high degree of accuracy equal to the signal component with a lower relaxation time, and determine with the best sensitivity. The concentration of this component is directly related to the amplitude of the NMR absorption signal.

Пример. Способ был испытан на текущей дисперсной смеси полиэфир и изоцианата. Объемна концентраци Example. The method was tested on the current dispersed mixture of polyester and isocyanate. Bulk concentration

6 26 2

полиэфира измен лась от О до 100%. Скорость течени жидкости 4 м/с, температура 20 С. Уровень переменного магнитного пол частотой 3 МГц был установлен по максимуму ЯМР-сигнала поглощени полиэфира при отсутствии в смеси изоцианата. Перепад напр женности посто нного магнитного пол ,3410 А/м был определен по формулеpolyester ranged from 0 to 100%. The flow rate of the liquid is 4 m / s, the temperature is 20 C. The level of the alternating magnetic field with a frequency of 3 MHz was set to the maximum of the NMR signal of absorption of the polyester with no isocyanate in the mixture. The differential voltage constant magnetic field, 3410 A / m was determined by the formula

лн Т )ln T)

27 /т; тГ 27 / t; tg

где Y 3,4 -10 Гц м/А (гиромагнитное отношение протона); Т 0,002 с (врем спин-спиновой релаксации полиэфира); Т- 0,16 с (врем спин-спиновойwhere Y 3,4 -10 Hz m / A (the gyromagnetic ratio of the proton); T 0.002 s (spin-spin relaxation time of polyester); T - 0.16 s (spin-spin time

релаксации изоцианата). Чувствительность данного способа превьшает чувствительность измерени концентрации известного способа в 3 раза.isocyanate relaxation). The sensitivity of this method exceeds the sensitivity of measuring the concentration of a known method by 3 times.

Claims

Invention Formula

A method for measuring the concentration of a component in a dispersed mixture, including the simultaneous impact on the mixture of a constant and perpendicular alternating magnetic fields and measuring the amplitude of the NMR absorption signal, characterized in that, in order to increase the sensitivity of the measurement, the amplitude of the NMR absorption signal is measured at the level alternating magnetic field corresponding to the maximum of the NMR absorption signal: a component with a shorter spin-spin relaxation time, and in the measurement zone a gradient of tension is created constantly magnetic field, and the magnitude of the gradient is calculated by the formula:

yn

ird;

t :)

2 / year / ton; t;

y is the gyromagnetic ratio d

ra;

and T is the time of spin-spin relaxation of the components of the mixture.