SU1490480A1 - Device for determining profile of nonmagnetic object surfaces - Google Patents
Device for determining profile of nonmagnetic object surfaces Download PDFInfo
- Publication number
- SU1490480A1 SU1490480A1 SU874271826A SU4271826A SU1490480A1 SU 1490480 A1 SU1490480 A1 SU 1490480A1 SU 874271826 A SU874271826 A SU 874271826A SU 4271826 A SU4271826 A SU 4271826A SU 1490480 A1 SU1490480 A1 SU 1490480A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- magnetic
- sensitive point
- output
- sensitive
- radio frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике. Целью изобретени вл етс повышение производительности измерений за счет исключени сканировани по третьей координате путем автоматического удержани чувствительной точки на исследуемой поверхности. Принцип действи устройства основан на методе чувствительной точки. Емкость 10, заполненна жидкостью 9, содержащей дра, обладающие магнитным моментом (напр., водой), в которую погружен исследуемый объект 16, помещаетс в зону измерений и подвергаетс воздействию магнитного пол , представл ющего собой суперпозицию в зоне измерений посто нного однородного пол , создаваемого магнитной системой 1, неоднородного пол низкой частоты, создаваемого трем парами градиентных катушек 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7, и пол радиочастотной катушки 8 с частотой дерного магнитного резонанса (ЯМР) дер жидкости. В результате синхронного детектировани сигнала ЯМР на частоте, соответствующей значению магнитной индукции в чувствительной точке, посто нна составл юща выходного сигнала содержит лишь вклад от дер, расположенных в области чувствительной точки. Следовательно, по любой из координат, например X, поле зависит от времени при всех X, кроме X = Хо, соответствующей чувствительной точке. Вклад в сигнал ЯМР дадут те дра, которые наход тс в слое толщиной ΔХ вблизи плоскости X=Хо. Положение чувствительной плоскости определ етс соотношением токов в соответствующей паре градиентных катушек 2 ...7. Сигнал свободной дерной индукции с радиочастотной катушки через блок 12 согласовани и защиты поступает в приемный блок 13. Положение третьей чувствительной плоскости зависит от сигнала управлени , поступающего с выхода приемного блока 13 на блок 14 управлени переменным градиентом, таким образом осуществл етс обратна св зь, с помощью которой чувствительна точка удерживаетс на исследуемой поверхности, что позвол ет избежать сканировани по третьей координате и сократить тем самым врем измерени . 2 ил.This invention relates to a measurement technique. The aim of the invention is to improve the performance of measurements by eliminating scanning on the third coordinate by automatically keeping the sensitive point on the surface under study. The principle of operation of the device is based on the sensitive point method. A container 10 filled with fluid 9 containing a core with a magnetic moment (for example, water) in which the object 16 is immersed is placed in the measurement zone and exposed to a magnetic field, which is a superposition in the measurement zone of a constant uniform field created by a magnetic system 1, an inhomogeneous low frequency field created by three pairs of gradient coils 2 and 3, 4 and 5, 6 and 7, and a radio frequency coil 8 with nuclear magnetic resonance frequency (NMR) of the dermis. As a result of synchronous detection of the NMR signal at a frequency corresponding to the value of the magnetic induction at the sensitive point, the constant component of the output signal contains only the contribution from the cores located in the region of the sensitive point. Consequently, in any of the coordinates, for example X, the field depends on time for all X, except X = Xo, corresponding to the sensitive point. Contributions to the NMR signal will be made by those cores that are in a layer of thickness ΔX near the X = Xo plane. The position of the sensing plane is determined by the ratio of the currents in the corresponding pair of gradient coils 2 ... 7. The free nuclear induction signal from the radio frequency coil through the matching and protection unit 12 enters the receiving unit 13. The position of the third sensitive plane depends on the control signal coming from the output of the receiving unit 13 to the variable gradient control unit 14, thus feedback is effected with the help of which the sensitive point is kept on the surface under study, which allows avoiding scanning on the third coordinate and thereby reducing the measurement time. 2 Il.
Description
4ib О4ib o
О 00About 00
верхности. Принцип дейстзил устройства .основан на методе чувствительной точки. Емкость 10, заполненна жидкостью 9, содержащей дра, обла- дакхцие магнитным моментом (напр., водой), в которую погружен исследуемый объект 16, помещаетс в зону измерений и подвергаетс воздействию магнитного пол , представл ющего собой суперпозицию в зоне измерений посто нного однородного ПОЛЯ, создаваемого магнитной системой 1, неоднородного пол низкой частоты, создаваемого трем парами градиентных катушек 2иЗ, 4и5, 6и7,и пол радиочастотной катуики 8 с частотой дерного магнитного резонанса (ЯМР) дер жидкости. В результате синхронного детектировани сигнала 5ШР на частоте, соответствующей значению магнитной индукции в чувствительной точке, посто нна состаапжоща выходного сигнала содержит лишь вклад от дер, расположенных в области чувствительной точки. Следовательноsurface. The principle of deistysil device. Based on the method of sensitive points. A container 10 filled with a liquid 9 containing a core, possessed by a magnetic moment (for example, water) in which the object 16 is immersed, is placed in the measurement zone and is exposed to a magnetic field, which is a superposition in the constant homogeneity measurement zone created by a magnetic system 1, a non-uniform low-frequency field created by three pairs of gradient coils 2 and 3, 4 and 5, 6 and 7, and the field of radio frequency katuiki 8 with nuclear magnetic resonance frequency (NMR) of the liquid. As a result of the synchronous detection of the 5SR signal at the frequency corresponding to the value of the magnetic induction at the sensitive point, the constant composition of the output signal contains only the contribution from the cores located in the region of the sensitive point. Consequently
Изобретение относитс к области измерительной техники и может быть использовано дл определени профил внешней и внутренней поверхности немагнитных объектов.The invention relates to the field of measurement technology and can be used to determine the profile of the external and internal surfaces of non-magnetic objects.
Целью изобретени вл етс повы- иение производительности за счет ис- юпочепи сканировани по третьей координате путем автоматического удержани чувствительной точки на исследуемой поверхности.The aim of the invention is to increase productivity by scans on the third coordinate by automatically keeping the sensitive point on the surface under study.
На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства; на фиг. 2- временные диаграммы изменени градиентов магнитного пол .FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in fig. 2 are timing diagrams showing changes in magnetic field gradients.
Устройство содержит магнитную систему 1, вл ющуюс источником посто нного однородного магнитного ПОЛЯ, три пары градиентных катушек 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7, оси которых взаимно перпендикул рны, вл ющиес источником неоднородного магнитного пол низкой частоты, радиочастотную катушку 8, помещенную в зону суперпозиции полей магнитной системы I и градиентных катущек 2,...7, жидкость 9, содержащую дра, обладающи магнитным моментом, емкость 10, заполненную жидкостью 9 и установленпо любой из координат, например X, поле зависит от времени при всех X, кроме , соответствующей чувствительной точке. Вклад в сигнал ЯМР дадут те дра, которые наход тс в слое толщиной ДХ вблизи плоскости . Положение чувствительной плоскости определ етс соотношением токов в соответствующей паре градиентных катушек 2...7. Сигнал свободной дерной индукции с радиочастотной катушки через блок 12 согласовани и защиты поступает в приемный блокThe device contains a magnetic system 1, which is a source of a constant uniform magnetic FIELD, three pairs of gradient coils 2 and 3, 4 and 5, 6 and 7, the axes of which are mutually perpendicular, being the source of a non-uniform low-frequency magnetic field, radio frequency coil 8, placed in the superposition zone of the magnetic system I and gradient coils 2, ... 7, fluid 9 containing cores with magnetic moment, capacitance 10 filled with fluid 9 and set to any of the coordinates, for example X, the field depends on time for all X kro ie corresponding to the sensitive point. Contributions to the NMR signal will be made by those cores that are in a layer of thickness DX near the plane. The position of the sensing plane is determined by the ratio of the currents in the corresponding pair of gradient coils 2 ... 7. The signal of free nuclear induction from the radio frequency coil through the block 12 of the coordination and protection enters the receiving unit
13. Положение третьей чувствительной плоскости зависит от сигнала управлени , поступающего с выхода приемного блока 13 на блок 14 угфавле- ни переменным градиентом, таким образом осуществл етс обратна св зь, с помощью которой чувствительна точка удерживаетс йа исследуемой поверхности, что позвол ет избежать сканировани по третьей координате13. The position of the third sensitive plane depends on the control signal coming from the output of the receiving unit 13 to the block 14 with a variable gradient, thus providing feedback, by means of which the sensitive point is kept at the test surface, thus avoiding scanning third coordinate
и сократить тем саьым врем измерени . 2 ил.and shorten the measurement time. 2 Il.
5five
ыую внутри радиочастотной катуики 8, генератор 11 радиочастотных импульсов , выход которого соединен с радиочастотной катушкой 8, соединенные последовательно с радиочастотной катушкой 8 блок 12 согласовани и защиты , приемный блок 13 и блок 14 управлени переменным градиентом, первый выход которого соед11нен сA radio frequency impulse generator 11, the output of which is connected to the radio frequency coil 8, connected in series with the radio frequency coil 8 of the matching and protection unit 12, the receiving unit 13 and the variable gradient control unit 14, the first output of which is connected to
д входами градиентных катушек 2,...7, и регистрируюшдп блок 15, вход которого соединен с вторым выходом блока 14 управлени .The inputs of the gradient coils 2, ... 7, and the recording unit 15, the input of which is connected to the second output of the control unit 14.
Принцип действи устройства осно5 ван на методе чувствительной точки, суть которого заключаетс в том, что весь исследуемый объем за исключением одного малого его элемента - чувствительной точки - подвергаетс The principle of operation of the device is based on the method of a sensitive point, the essence of which is that the entire investigated volume, with the exception of one of its small element — the sensitive point — is subjected
Q действию беременного магнитного пол низкой (звуковой) частоты. В этих услови х производитс синхронное де- текти.рование сигнала дерного маг- митиого резонанса (ЯМР) на частоте QO соответству1эщей значению пол Е 3 чувствительной точке. Посто нна составл юща выходного сигнала содержит лишь вклад от дер, расположенных в области чувствительной точки , поскольку спектр ЯМР от остальной части исследуемого объема оказываетс модулированным по частоте. Этот метод реализуетс на практике при помощи трех переменных во времени градиентов магнитного полл, направлени которых взаимно ортогональны , а величина осциллирует с различными частотами. Если градиент, например , по координате X, G,(t) имеет видQ action of a pregnant magnetic field of low (sound) frequency. Under these conditions, synchronous detection of nuclear magnetic magneto resonance (NMR) at the QO frequency of the corresponding field E 3 sensitive point is performed. The constant component of the output signal contains only a contribution from the cores located in the region of the sensitive point, since the NMR spectrum from the rest of the volume under study is modulated in frequency. This method is implemented in practice with the help of three time-varying gradients of a magnetic field, the directions of which are mutually orthogonal, and the magnitude oscillates with different frequencies. If the gradient, for example, on the coordinate X, G, (t) has the form
G,(t) G,sinJ2,t. (1) где Q, - частота осцилл цг{и, то магнитное поле в исследуемом -объеме мен етс по законуG, (t) G, sinJ2, t. (1) where Q, is the frequency of the oscillations qr {and then the magnetic field in the studied volume changes according to the law
Bp(X,t) (X-X,)G,sinS2,t. (2)Bp (X, t) (X-X,) G, sinS2, t. (2)
Из соотношени (2) видно, что поле Вд(Х,С) зависит от времени при всех X, кроме (,. Вютад в наблюдаемый сигнал ЯМР дадут те дра, которые наход тс в слое толщиной Х вблиз плоскости, проход щей через Хр, перпендикул рно оси X. На практике осциллирующий градиент создают парой соосных катуиек, питаемых переменным током, магнитные пол которых направлены навстречу друг другу. Положение чувствительной плоскости определ етс при этом соотношением токов в этих катушках.Relationship (2) shows that the field Bd (X, C) depends on the time for all X except (,. Entering the observed NMR signal will give those cores that are in a layer of thickness X near the plane passing through Xp, perpendicular to the X axis. In practice, an oscillating gradient is created by a pair of coaxial katuiek fed by alternating current, the magnetic fields of which are directed towards each other.The position of the sensing plane is determined by the ratio of the currents in these coils.
Устройство дл определени профил поверхности немагнитных объектов работает следующим образом (см. Фиг. 1).A device for determining the surface profile of non-magnetic objects works as follows (see Fig. 1).
Измер емый объект 16 помещаетс в емкость 10, котора вл етс зоной измерени , заполненную жидкостью 9, содержащей дра, обладающие магнитным моментом, предпочтительно прото- носодержащей, например, водой. Магнитна система создает в зоне измерени посто нное однородное магнитное поле, вызывающее пол ризациюThe object to be measured 16 is placed in a container 10, which is a measurement zone filled with liquid 9 containing a core with a magnetic moment, preferably protocontaining, for example, water. The magnetic system creates a constant uniform magnetic field in the measurement zone, causing polarization
дер жидкости 9. Одновременно с этим 45 ° з приемного блока 13 точка двизона измерени подвергаетс воздействию переменного неоднородного магнитного пол , характеризующегос градиентами в трех взаимно перпендикул рных направлени х, причем частоты изменени каждого градиента должны быть различными. Переменное неоднородное магнитное поле создаетс трем парами градиентных катущек 2 иЗ, 4и5,6и7. Токи, вызывающие указанные градиенты, создаютс блоком 14 управлени переменным градиентом , который создает переменные токи в каждой паре градиентных катушек2иЗ , 4и5,6и7, различающиес по амплитуде и наход щиес в противофазе. Соотноиение амплитуд токов в каждой паре катушек определ ет положени чувствительной плоскости; пересечение чувствительных плоскостей, создаваемых каждой парой чувствительных катуиек, определ етThe fluid core 9. At the same time, the 45 ° C of the receiving unit 13 is measured at the point of two-dimensional magnetic field that is characterized by gradients in three mutually perpendicular directions, and the frequency of change of each gradient must be different. A variable inhomogeneous magnetic field is created by three pairs of gradient coils 2 and 3, 4, and 5.6 and 7. The currents causing these gradients are created by a variable gradient control unit 14, which creates alternating currents in each pair of gradient coils 2, 3, 5, 5, and 7, which differ in amplitude and are in antiphase. The ratio of the amplitudes of the currents in each pair of coils determines the positions of the sensing plane; the intersection of the sensitive planes created by each pair of sensitive katuiek determines
положение чувствительной точки. С помощью первой пары катущек 2 и 3 выдел етс чувствительна плоскость, перпендикул рна одной из.осей, на- npntiep, Z; аналогично с помощью второй пары катушек 4 и 5 выдел етс плоскость, перпендикул рна оси Y; пересечение двух этих плоскостей дает чувствительную линию, параллельную оси X. И, наконец, с помощью третьейposition of the sensing point. With the help of the first pair of rollers 2 and 3, a sensitive plane is distinguished, which is perpendicular to one of the axes, na nntiep, Z; similarly, using the second pair of coils 4 and 5, the plane perpendicular to the Y axis is selected; the intersection of these two planes gives a sensitive line parallel to the X axis. And, finally, using the third
пары катушек 6 и 7 выдел етс чувствительна точка. Клок 4 управлени формирует управл ющие сигналы дп градиентной системы таким образом, что градиенты GX, GU, G при отсутстзии объекта 16 измерени имеют вид, показанный на фиг. 2. При измерении профил поверхности объекта 16 в каждый момент времени значени нап- р женш управлени градиентами G,(,a pair of coils 6 and 7 is a sensitive point. Control block 4 forms the control signals dp of the gradient system in such a way that the gradients GX, GU, G when the object 16 is not present in the measurement 16 have the form shown in FIG. 2. When measuring the profile of the surface of an object 16 at each moment of time, the values of the stress control gradients G, (,
GU, G соответствуют координатам X, Y, Z точек поверхности объекта. Генератор 11 радиочастотных импульсов вырабатывает импульсы, поступающие на радиочастотную катушку 8 и возбуждающие в жидкости 9 сигнал свободной дерной индукции, который через блок 12 согласовани и защиты поступает в приемный блок 13, а с его выхода - в блок 1А управлени .GU, G correspond to the X, Y, Z coordinates of the surface points of the object. The RF pulse generator 11 generates pulses arriving at the RF coil 8 and exciting a free nuclear signal in fluid 9, which through the matching and protection unit 12 enters the receiving unit 13 and from its output into the control unit 1A.
Положение чувствительной плоскости зависит от сигнала на выходе приемного блока 13. Если чувствительна точка находитс в жидкости, то под действием управл ющего сигнала с выThe position of the sensitive plane depends on the signal at the output of the receiving unit 13. If the sensitive point is in a liquid, then under the action of the control signal from you
00
5five
жетс 3 напразлении поверхности измер емого объекта 16. Если точка попадает внутрь измер емого объекта 16, то сигнал на выходе приемного блока 13 исчезает, и направление изменени градиента G автоматически мен етс на противоположное. Таким образом, чувствительна точка посто нно удерживаетс на поверхности измер емого объекта 16. Сигнал с второго выхода блока 14 управлени , пропорциональные значени м координат положени чувствительной точки, поступают в регистрирующий блок 15, в которомIf the point falls inside the measured object 16, the signal at the output of the receiving unit 13 disappears, and the direction of change of the gradient G automatically changes to the opposite. Thus, the sensitive point is constantly held on the surface of the measured object 16. The signal from the second output of the control unit 14, proportional to the coordinates of the position of the sensitive point, goes to the recording unit 15, in which
орм1фуетс -изображение профил поерхности объекта 16 измерени .Form 1 is the image of the surface profile of the measurement object 16.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874271826A SU1490480A1 (en) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | Device for determining profile of nonmagnetic object surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874271826A SU1490480A1 (en) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | Device for determining profile of nonmagnetic object surfaces |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1490480A1 true SU1490480A1 (en) | 1989-06-30 |
Family
ID=21314632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874271826A SU1490480A1 (en) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | Device for determining profile of nonmagnetic object surfaces |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1490480A1 (en) |
-
1987
- 1987-06-30 SU SU874271826A patent/SU1490480A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
J.Appl. Phys, 1976, V. 47, p. 3709. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5049819A (en) | Magnetic resonance analysis in real time, industrial usage mode | |
GB1066517A (en) | Static and dynamic magnetic reaction testing apparatus | |
KR890002785A (en) | NMR rotation gradient p pulse and spatial position measurement method | |
US2844789A (en) | Microwave magnetic detectors | |
NO882570L (en) | NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SENSOR DEVICE. | |
US4048847A (en) | Nondestructive detection of stress | |
CA2424034A1 (en) | Nmr sequence for optimizing instrument electrical power usage | |
US3340466A (en) | Nondestructive testers utilizing highfrequency and low-frequency eddy currents to test for surface and subsurface defects | |
US6586930B1 (en) | Material thickness measurement using magnetic information | |
GB2368648A (en) | NMR well logging device with reduced ringing | |
US6700372B2 (en) | Method for generating measurement signals in magnetic fields | |
SU1490480A1 (en) | Device for determining profile of nonmagnetic object surfaces | |
US3004211A (en) | Atomic precession magnetometers | |
US3431489A (en) | Null coil pendulum magnetometer with means for establishing an alternating magnetic flux gradient through the null coil | |
SU1436039A1 (en) | Method of magnetic resonance introscopy | |
SU544901A1 (en) | Method for determining magnitude of impulse gradient magnetic field | |
SU1045181A1 (en) | Device for measuring ferromagnetic material static magnetic characteristics | |
SU949568A1 (en) | Device for measuring magnetic susceptibility | |
US3379969A (en) | Magnetic bridge means for detecting the electrical properties of substances | |
US3482158A (en) | Method and nuclear resonance magnetometer apparatus for measuring small differences of magnetic field | |
US3039047A (en) | Spectrometer | |
SU901959A1 (en) | Device for measuring ferromagnetic material static magnetic characteristics | |
SU363056A1 (en) | ALL-UNION | |
SU700845A1 (en) | Three-component ferroprobe module | |
GB1155817A (en) | Magnetic nondestructive testing system |