SU819657A1 - Ядерно-магнитный измерительКОличЕСТВА пРОТЕКшЕгО ВЕщЕСТВА B MHO-гОфАзНыХ пОТОКАХ - Google Patents

Description

но в некоторык случа х выполнить иа-чза ограничений на однородность магнитного пол  плотномера и из-чза времени спинрещеточной релаксации рабочего веЪества, то есть метка должна сохранитьс  за врем  движени  ее от катушки отметчика до регистрирующей катушки ЯМР-ско- ростемера. Наиболее близким техническим решением -  вл етс   дерно-магнитный измеритель количества протекающего вещества содержащий импульсный маточный ЯМРскоростемер , состо щий из двух катушек на трубопроводе с подсоединенными к ним детектором сигналов ЯМР, компаратором ., электронным ключом и генератором депол ризации, амплитудный ЯМРплотномер , состо щий из магнитной сиетемы с катушками модул ции и катушки. датчика на трубопроводе, подключенных к регистрирующему устройству. На этом измерителе си.гнал с выхода скоростемера преобразуетс  в последовательность коротких импульсов, управл ю- . щих работой плотномера, а сумма ампли . туц сигналов ЯМР,, пропорциональных количесгву плотной фазы, наход щейс  в момент измерени  в области катушки дат чика ЯМР-плотномера, позвол ет непосредственно судить о количестве протекающего за врем  измерений вещества 2. Однако устройство, реализующее с помощью ЯМР-измерителей скорости и плотности процесс измерени  количества .протекшего вещества известным способом требует дополнительного преобразовател  сигналов с выхода ЯМР-скоростемера в последовательность управл ющих импульсов . Этот преобразователь вносит некоторую дополнительную погрешность. При больших скорост х движени  потока умень щаетс  точность измерени  количества в порци нс, наход щихс  в области катушки ЯМР- плотномера, так как при заданной длительности управл ющих ЯМР- плотномерам импульсов 1/ ошибка в измерени х tr , где fj - скорость потока; g - длина катушки датчика ЯМРплотномера , то есть ошибка, пропорциональна  скорости движени  вещества потока . Кроме того, сам процесс преобразовани  сигнала с выхода ЯМР- скрросте мера вносит некоторое запаздывание, что приводит также к увеличению абсолютной погрешности измер емого количества изза того, что часть вещества за врема запаздывани  уйдет из оьласти катушки датчика ЯМР - плотномера н не будет зафиксирована. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений количества протекшего вещества методом ЯМР, Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном  дерно-магнитном измерителе количества протекшего вещества в многофазных потоках, содержащем им-| пульсный меточный ЯМР-скоростемер, состо щий из двух катушек на трубопроводе с подключенными к ним детектором сигналов ЯМР, компаратором, электронным ключом и генератором депол ризации , амплитудный ЯМР- плотномер, состо щий из магнитной системы с катушками модул ции и катушек датчика на трубопроводе , подключенных к регистрирующему устройству, катушки ЯМР- скоростемера расположены друг от друга на рассто нии 0 , определ емом из соотношени  а2 ° S (2) где d - диаметр трубопровода в месте расположени  катушек ЯМР- скор,остемера; - диаметр трубопровода в месте расположени  катушки датчика ЯМРплотномера; К - длина катушки датчика а выход компаратора соединен с катушками модул ции ЯМР-плотномера. Соотношение диаметров равно l,5-3,5j На фиг. 1 изображена блок-схема  дерно-магнитного измерител  количества вещества в многофазном потоке; на фиг. 2 условие наступлени  резонанса, а именно, когда напр женнее U - О . Измеритель содержит магнит 1 дл  пол ризации вещества потока, катушку 2 депол ризации , регистрирующую катушку 3, детектор сигналов ЯМР 4, компаратор 5 (сравнивающее устройство с заданным уровнем срабатывани ), электронный ключ 6, генератор 7 депол ризации, катушки 8 модул ции, магнит 9 ЯМР-плотномера, катушку 10 датчика ЯМР-плотномера, детектор 11 сигналов ЯМР и сумматор 12 амплитуд сигналов ЯМР. Измеритель работает следующим образом ., Многофазный поток (например, газо- жидкостный) пол ризуетс  в зазоре сильного магнита 1 и поступает в участок трубопровода диаметром d, на котором размещены катушки депол ризации и регистрирующа  катушка 3 импульсного маточного ЯМР-скоростемера.Пол ризованное этество потока наводит сигнал ЯМР в катушке 3, который регистрируетс  детектором 4 и подаетс  на компаратор 5. Поскольку сигнал ЯМР выше уровн  срабаты вани  компаратора 5, то компаратор с по мощью ключа 6 подключает генератор депол ризации 7 к катушке депол ризации 2 Вещество потока мгновенно депол риаует;С  в катушке 2. и депол ризованное ве- щество через врем  То о о рассто ние между катушками 2 и 3;Voскорость потока в области катушек 2 и 3, поступает в катушку 3. Сигнал умень- 1шаетс  до уровн  срабатывани  компаратора 5 и рн отключает с помощью ключа 6 генератор 7 депол ризации. Пол ризованное вещество через врем  Т, поступает в катушку 3 и цикл повтор етс , Сигнал U) с выхода компаратора 6, несущий информацито о скорости вещества потока, имеет вид, показанный на фиг. 2, то есть форму меандра с периодом 2 TO Выход компаратора 5 соединен.с катушками модул ции 8 магнита 9 ЯМР-плотномера , причем услови   дерного магнитного резонанса в зазоре магнита 9 ЯМР- плотномера выбираютс  такими, чтобы резонанс наступал в момент прохождени  напр жени  UK через нулевой уровень (см. фиг. 2), В моменты прохождени  Ij через нулевой уровень амплитуда сигналов ЯЛР будет пропорциональна количеству потока, наход щегос  в области катушки 10 ЯМР-плотномера, длина которой Е и она расположена на участке трубопровода диаметром S . Сигналы ЯМР от каждого прохождени  регулируютс  детектором сигналов ЯМР 11 и далее амплитуда этих сигналов суммируетс  в сумматоре 12. По суммарной величине суд т о количестве вещества, прошедшего через измерительную систему за врем  измерени . Однако дл  того, чтобы измерени  были достаточно точными , а сам процесс измерений осуществл л ;с  по всем рабочим диапазонам скоростей потока необходимо, чтобы врем  смены ; измеренного ЯМП- плотномером количест ва вещества потока Т. Е /V/.j , равн лось времени време ни между переключением компаратора 5. Поскольку в результате размещени  кату ,шек 2 и 3 на участке трубопровода диаметром «о вещество движетс  со скоростью (/0 , а на участке с диаметром d-i - со скоростью V при равенстве объемных расходов смеси на всех участках трубопровода, получаем: 3(/о . Следовательно дл  вы полнени  услови  необходимо в выбирать размеры Е ,сЗд, Z , d-j таким образом, чтобыj2 0 - 1 р о d i В этом случае си гаал с выхода KOMnaj fopa 5i несущий информацию о скорости, автоматически, без какого-либо дополнительного преобразовани , осуществл ет прохождение вещества через резонанс а области катушки 10 череа врем  Тсмены измеренной порции, движуще Г(х:  со скоростью W Размещение катушек ЯМР- скоросте- f мера на участке трубопровода диаметром, например, в два раза меньшим диаметра участка, где расположен плотномер, при заданной длине К катушки ЯМР - плотfioMepa позвол ет в четыре раза увели- чить длину 0 , что приводит к увеличению точности измерени  скорости вещества потока вследствие уменьшени  вли ни  неопределенности длины 6 , - из-аа размеров катушек 2 и 3. Кроме того, возрастает диапазон скоростей измер емых потоков и повышаетс  точность измерений вследствие увеличени  скорости потока движени  вещества изчза сужени  канала в области катушек ЯМРскоростемера при,малых расходах на входе в измерительную систему. Выбира .: диаметр трубопровода в области катушки 10 ЯМР-плотномера большим, чем диа-. метр трубопровода-на входе в измеритель нук) систему , возможно снизить скорости движени  вещества в области катушки 10 и тем самым повысить точность измере- ни  количества вещества в измер емых порци х потока из-«а уменьшени  эффекта - смазывани , порции потока в момент измерени  количества при одновременном уменьшении длины самой катушки 10. Разработанный  дерно ма гнитный измеритель количества с параметрами BQ - 18 см; 60-4 мм; 2 см; - 12 мм позволил измерить количество протекшей смеси дисциллированной воды и воздуха с погрешностью не хуже 0,8% дл  газосодержаний до 0,2 доли газовой фазы в потоке в диапазоне скоростей движени  потока от 6 до 10О см/сек на входе к .измерительную систему. При- водима  погрешность определ лась по заполнению калиброванного мерного объема B Момент передача газовод ной смеси. Предлагаемый  дерно-магнитный измеритель позвол ет повысить точность измерений , упростить схемную реализацию, . расширить диапазон измерений количества многофазных потоков. Данный измеритель можно также использовать дл  точных измерений количества в однородных пото ках с измен ющейс  плотностью рабочего

вещества в случа х, если врем  иэмененн  нпотности меньше или равно времв , ни прокожаеви  вещества, потока через Iкатушку ЯМР- плотномера.

Формула и а о б р е т е- н    

Ядерно-магнитный измеритель количества протекшего вещества в многофазных потоках, содержащий импульсный меточный ЯМР- скоростемер, состо щий из двух катушек на трубопроводе с подсоединенными к ним детектором сигналов ЯМР, компаратором, электронным ключом и генератором депол ризации, амплитудный ЯМР-плотномер, состо щий из магнитной системы с катушками модул ции и Катушек датчика на трубопроводе, подйлюченных к регистрирующему устройству , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, катушки

ЯМР- скоростемера расположены  руг от

т , определ емом

друга на рассто нии -ИЗ соотношени 

d.

-Ч

где do - диаметр трубопровода в месте расположени  катушек ЯМР- скоростемера

d - диаметр трубопровода, в месте расположени  катушки датчика ЯМР- плотномера; t - длина катушки датчика ЯМРплотномера; а выход компаратора соединен с катушками модул ции ЯМР- плотномера .

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1.Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества. Л., 1975, с. 653.

2.Авторское свидетельство СССР № 625136, кл. Q О1 F 1/ОО, 1977 (прототип).

О

о

.2

Claims (1)

1. Формула и з о б р е т е- н и я„

   Ядерно-магнитный измеритель количества протекшего вещества в многофазных потоках, содержащий импульсный меточный ЯМР- скоростемер, состоящий из двух катушек на трубопроводе с подсоединенными к ним детектором сигналов ЯМР, компаратором, электронным ключом и генератором деполяризации, амплитудный ЯМР-плотномер, состоящий из магнитной системы с катушками модуляции и катушек датчика на трубопроводе, подключенных к регистрирующему устройству, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, катушки

   1S

   ЯМР— скоростемера расположены друг от друга на расстоянии t₀ , определяемом из соотношения;

   где do - диаметр трубопровода в месте расположения катушек ЯМР— скоростемера; сЦ - диаметр трубопровода, в месте расположения катушки датчика ЯМР- плотномера; - длина катушки датчика ЯМР— плотномера; а выход компаратора соединен с катушками модуляции ЯМР- плотномера.