SU1343324A1 - Датчик ЯМР - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике неразрушающего контрол  на основе  влени   дерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано дл  бесконтактного непрерывного измерени  относительного содержани  компонентов в текущих дисперсных смес х в процессе химического производства. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  концентрации компонентов смеси в проточной жидкости в присутствии газовых включений, Дп  этой цели датчик, состо щий из посто нного магнита, катушек модул ции, радиочастотной катушки и переменного конденсатора, подключенного параллельно катушке и образующего с ней резонансный контур, содержит дополнительный конденсатор, подключенный параллельно радиочастотной катушке и установленный внутри нее. Ось радиочастотной катушки параллельна обкладкам дополнительного конденсатора, а трубопровод с проточной жидкостью расположен между обкладками, 1 з.п. ф-лы, 2 ил, (Л 4 ОЭ ОО to 4

Description

1

Изобретение относитс  к технике нераэрушающего контрол  на основе  влени   дерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано дл  бесконтактного непрерывного измерени относительного содержани  компоненто в текуиц1х дисперсных смес х в процессе химического производства.

Целью изобретени   вл етс  повыше ние точности измерени  концентрации компонентов смеси в проточной жидкости в присутствии газовых включений.

На фиг.1 показан датчик ЯМР; на фиг.2 - принципиальна  схема датчика с концентратомером.

На полюсах 1 посто нного магнита установлены катушки 2 модул ции, между которыми находитс  радиочастотна  катушка 3, с расположенным в ней до- полнительным конденсатором 4, между обкладками которого проходит трубопровод 5. В качестве переменного конденсатора использован варикап 6, с которым соединен разделительный кон- денсатор 7.

Блок-схема ЯМР-концентратомера (фиг.2) содержит блок 8 - автодин с детектором, усилитель 9 низкой частоты (УНЧ), осциллограф 10, генератор 11 звуковой частоты (ГЗЧ), схему 12 автоматической подстройки частоты (ЛПЧ), схему 13 автоматической регулировки усилени  (АРУ),

Дополнительный конденсатор 4 и варикап 6 могут быть подключены параллельно друг другу, (фиг.1 и 2), но возможен и вариант их последовательного подключени . В этом случае разделительна  емкость 7 не нужна.

Изобретение основано на том, что газовый пузырь, попада  внутрь радиочастотной катушки, оказываетс  между обкладками дополнительного конденсатора . Диэлектрическа  проницаемость газа существенно ниже, чем жидкости, поэтому емкость дополнительного конденсатора уменьшаетс , а резонансна  частота контура увеличиваетс . Дл  приведени  резонансной частоты к первоначальному значению увеличивают емкость варикапа, понижа  управл ющее напр жение варикапа, на величину по которой суд т об объеме газового

включени  и о величине поправки, которую необходимо внести в показани  концентратомера. При непрерьтном измерении состава жидкости указанные действи  осуществл ютс  автоматичес

ю 15

20 б

30

-jg 40

д Q

55

3242

ки. Помещенный внутрь радиочастотной катушки дополнительньм конденсатор не вли ет на услови  возникновени  и регистрации ЯМР, так как обкладки конденсатора, расположенные параллельно оси катушки, не образуют замкнутых контуров, необходимых дл  протекани  индицированных токов, и, следовательно , не преп тствует проникновению магнитного пол  радиочастотной катушки в исследуемую жидкость. В то же врем , конденсатор, размещенньй в зоне резонанса, реагирует изменением емкости именно на те газовые включени , которые ослабл ют регистрируемый ЯМР-сигнал.

Датчик ЯМР работает следующим образом .

По трубопроводу 5 непрерывно движетс  жидка  дисперсна  смесь компонентов . Дл  простоты предположим, что измер етс  концентраци  только одного из компонентов смеси - компонента А, Компонент А содержит  дра, частота прецессии которых в поле посто нного магнита совпадает с резонансной частотой контура, состо щего из радиочастотной катушки 3, дополнительного конденсатора 4 и варикапа 6. Этот контур одновременно  вл етс  резонансным контуром автодина.

Концентратомер, блок-схема которого приведена на фиг.2, предназначен дл  измерени  концентрации компонента смеси по величине ЯМР-сигнала поглощени . Чем больще количество пре- цессирующих  дер в зоне резонанса, тем больще затухание, вносимое ими в резонансный контур автодина и тем больше амплитуда сигнала поглощени . Полученный сигнал поглощени  детектируетс , усиливаетс  в УНЧ и поступает на вертикальные отклон ющие пластины осциллографа 10. К горизонтальным пластинам осциллографа подключен ГЗЧ, питающий катушки 2 модул ции.

По вление газового пузыр  в зоне резонанса уменьшает количество пре- цессируюших  дер компонента А, что приводит к уменьшению амплитуды сигнала поглощени  и понижению емкости конденсатора 4, которое компенсируетс  увеличением емкости варикапа 6 путем изменени  управл ющего напр жени  варикапа на некоторую величину. Управл ющее напр жение вырабатьтаетс  схемой АПЧ и служит не только дл  подстройки частоты контура автодина.

но и дл  увеличени  коэффициента усилени  УНЧ с помощью схемы АРУ, котора  измен ет коэффициент усилени  УНЧ таким образом, что компенсируютс  падение амплитуды сигнала поглощени  при по влении пузьф .

Claims (2)

1. Датчик ЯМР, содержащий посто нный магнит, катушки модул ции пол  посто нного магнита, радиочастотную катушку, ось которой ориентирована перпендикул рно силовым лини м пол  посто нного магнита, и переменный конденсатор, подключенный параллельно радиочастотной катушке и образующий с ней резонансный контур, отличающийс  тем, что, с целью

повьппени  точности измерени  концент- ращ1и компонентов смеси в проточной жидкости в присутствии газовых включений , в него введен дополнительный конденсатор, подключенный параллельно радиочастотной катушке и установленный внутри нее, причем ось радиочас-. тотной катущки параллельна обкладкам дополнительного конденсатора, а трубопровод с проточной жидкостью расположен между обкладками дополнительного конденсатора.

2. Датчик ПОП.1, отличающийс  тем, что в нем в качестве переменного конденсатора использован варикап, изолированный по посто нному току от радиочастотной катушки разделительным конденсатором.

/ 2

О О О О

Риг. 2