SU301538A1

SU301538A1 -

Info

Publication number: SU301538A1
Application number: SU1341405A
Authority: SU
Original assignee: Ю. Ю. Ламп , Я. Сандер Таллинский завод измерительных приборов

Description

Данный расходомер предназначен дл бесконтактного измерени расхода сред, дающих сигнал дерного магнитного резонанса (ЯМР).This flow meter is designed for contactless measurement of the flow rate of media that give a nuclear magnetic resonance (NMR) signal.

Известные расходомеры, содержащие пол ризатор , датчик меток, датчик сигнала ЯМР и измерительную схему, имеют пониженную точность и небольщой диапазон рабочих температур из-за нестабильности магнитного пол .The known flowmeters containing a polarizer, a sensor of tags, an NMR signal sensor and a measuring circuit have a reduced accuracy and a small operating temperature range due to the instability of the magnetic field.

Дл нормальной работы аппаратуры на основе влени нутаций ЯМР необходимо в течение длительного времени поддерживать в анализаторе резонансные услови :For normal operation of the apparatus based on the nutational NMR phenomena, it is necessary to maintain in the analyzer for a long time the resonance conditions:

f Доаf doa

/оа - -;; / oa - - ;;

лl

где.Where.

/оа - резонансна частота,/ oa - resonant frequency,

Y - гиромагнитное соотнощение дер жидкости .Y is the gyromagnetic ratio of der fluids.

При смещении резонансных условий наблюдаетс уменьшение амплитуды сигнала ЯМР, при дальнейщем увеличении расстройки резонанс может вообще не наблюдатьс . Поэтому дл надежной работы автоматической аппаратуры , как правило, необходимо принимать специальные меры по устранению возможных рассогласований резонансных условий.When the resonance conditions are shifted, a decrease in the amplitude of the NMR signal is observed, with a further increase in the detuning, the resonance may not be observed at all. Therefore, for reliable operation of automatic equipment, as a rule, it is necessary to take special measures to eliminate possible mismatches of resonant conditions.

те за счет старени , изменени температуры окружающей среды, вибрации или ударов. Уход напр женности магнитного пол анализатора от этих факторов превышает в несколько раз щирину линии ЯМР-сигнала.those due to aging, changes in ambient temperature, vibration or shock. The departure of the intensity of the magnetic field of the analyzer from these factors exceeds several times the width of the NMR signal line.

Дл повышени точности измерени и расширени диапазона рабочих температур в предлагаемом расходомере к выходу блокаTo improve measurement accuracy and extend the range of operating temperatures in the proposed flow meter to the output of the unit

усилител низкой частоты подключен дополнительный синхронный детектор с опорным сигналом, сдвинутым относительно сигнала ЯМР на 90°. На выход дополнительного синхронного детектора подключен блок стабилизации магнитного пол датчика дерного магнитного резонанса.a low-frequency amplifier is connected to an additional synchronous detector with a reference signal that is shifted relative to the NMR signal by 90 °. An additional unit for stabilizing the magnetic field of the nuclear magnetic resonance sensor is connected to the output of the additional synchronous detector.

На чертеже показана блок-схема описываемого расходомера. Пол ризатор выполнен в виде магнита LThe drawing shows a block diagram of the described flow meter. Polarizer is designed as a magnet L

между полюсами которого проходит трубопровод 2. Датчик меток содержит магниты 3 и катущки 4. Датчик сигнала ЯМР состоит из магнитов 5, приемной катущки 6, модул ционных катушек 7, передающей катушки 8 и компенсационных катушек 9.between the poles of which pipeline 2 passes. The tag sensor contains magnets 3 and coils 4. The NMR signal sensor consists of magnets 5, receiving coils 6, modulation coils 7, transmitting coils 8, and compensation coils 9.

Измерительна схема содержит кварцевый генератор 10 передатчика, усилитель 11, синхронный детектор 12 и 13, генератор 14 модул ции с фазовращателем, генератор отметчизатора магнитного пол и показывающий прибор 20.The measurement circuit contains a transmitter crystal oscillator 10, an amplifier 11, a synchronous detector 12 and 13, a modulation generator 14 with a phase shifter, a magnetic field marker generator and a indicating device 20.

Измер ема жидкость пол ризуетс между магнитами 1 и проходит через датчик меток, в котором при наличии тока в катушке 4, происходит инверси намагниченности дер жидкости (перепол ризаци ).The measured liquid is polarized between the magnets 1 and passes through a tag sensor, in which, in the presence of current in the coil 4, the magnetization of the liquid core is reversed (reversal).

Если в начальный момент в катушке 4 нет тока, то пол ризованна жидкость поступает в датчик сигнала ЯМР.If at the initial moment in coil 4 there is no current, then the polarized liquid enters the NMR signal sensor.

Сигнал ЯМР регистрируетс катушками 6 и 5. Катушки 7 дл модул ции магнитного пол запитываютс от генератора 14. При одинаковых частотах генератора 10 и прецессии дер в поле магнита 5 наблюдаетс дерный магнитный резонанс, и в катушке 6 индицируетс Э.Д.С., котора усиливаетс усилителем 11.The NMR signal is recorded by the coils 6 and 5. The coils 7 for modulating the magnetic field are powered by generator 14. At the same frequencies of the generator 10 and the precession of the cores in the field of magnet 5, nuclear magnetic resonance is observed, and coil 6 is indicated in coil 6 amplified by amplifier 11.

С усилител сигнал поступает на синхронный детектор 12, опорное напр жение которого снимаетс с генератора 14. После детектировани сигнал поступает на дискриминатор уровн 16.From the amplifier, the signal is fed to a synchronous detector 12, the reference voltage of which is removed from oscillator 14. After detection, the signal goes to level discriminator 16.

При переключении блока 17 от сигнала, поступаюш ,его на его вход, его импульсом открываетс генератор 15, и на катушке 4 по вл етс напр жение. При этом в сечении катушки происходит инверси намагниченности дер жидкости.When switching unit 17 from the signal, arriving at its input, its impulse opens generator 15, and a voltage appears on coil 4. In this case, an inversion of the magnetization of the liquid occurs in the coil section.

Фронт жидкости с намагниченностью, обратной к первоначальной, через период времени , завис ш,ий от скорости течени жидкости , поступает в катушку 7, в ней индицируетс сигнал, фаза которого повернута на 180°. Этим сигналом переключаетс блок 17 и с катушки 4 снимаетс напр жение. При этом прекраш:аетс инверси намагниченности дер жидкости. В результате на выходе блокаThe front of the liquid with magnetization, inverse to the original, after a period of time, depending on the flow velocity of the liquid, enters the coil 7, a signal is displayed in it, the phase of which is rotated 180 °. This signal switches the block 17 and the voltage is removed from the coil 4. In this case, the inversion of the magnetization of the liquid is stopped. As a result, at the output of the block

17 получают импульсы, длительность и частота следовани которых зависит от скорости течени жидкости.17 receive pulses, the duration and frequency of which depends on the speed of the fluid flow.

Измер частоту следовани этих импульсов частотомером 18, получают на выходе частотомера ток, величина которого соответствует расходу жидкости.By measuring the frequency of these pulses with a frequency meter 18, a current is obtained at the frequency meter output, the value of which corresponds to the flow rate of the liquid.

Сигнал с усилител // поступает на синхронный детектор 13, опорное напр жение которого сдвинуто относительно опорного напр жени синхронного детектора 12 на 90°.The signal from the amplifier // is fed to the synchronous detector 13, whose reference voltage is shifted relative to the reference voltage of the synchronous detector 12 by 90 °.

На выходе синхронного детектора 13 по вл етс сигнал, амплитуда и фаза которого завис т от расстройки магнитного пол датчика сигнала ЯМР.At the output of the synchronous detector 13, a signal appears, the amplitude and phase of which depend on the detuning of the magnetic field of the NMR sensor.

Этот сигнал расстройки магнитного пол управл ет блоком 19 стабилизации магнитного пол , который питает компенсационные катушки 9. Компенсаци ухода магнитного пол 0 осуществл етс путем изменени тока в катушках 9.This magnetic field detuning signal controls the magnetic field stabilization unit 19, which feeds the compensation coils 9. The magnetic field 0 drift compensation is made by changing the current in the coils 9.

Предмет изобретени Subject invention

5 Расходомер, основанный на использовании влени дерного магнитного резонанса, содержащий пол ризатор, датчик меток, датчик сигнала дерного магнитного резонанса и измерительную схему, отличающийс тем, что,5 A flowmeter based on the use of a nuclear magnetic resonance, comprising a polarizer, a mark sensor, a nuclear magnetic resonance signal sensor and a measuring circuit, characterized in that

0 с целью повышени точности измерени и расширени диапазона рабочих температур, на выход блока усилител низкой частоты включен второй синхронный детектор с опорным: сигналом, сдвинутым относительно сигнала0 in order to improve the accuracy of measurement and expansion of the operating temperature range, a second synchronous detector with a reference signal is turned on at the output of the low-frequency amplifier unit with the reference signal shifted relative to the signal

5 дерного магнитного резонанса на 90°, выход которого подключен к блоку стабилизации магнитного пол датчика дерного магнитного резонанса.5 nuclear magnetic resonance at 90 °, the output of which is connected to the stabilization unit of the magnetic field of the nuclear magnetic resonance sensor.