SU991173A1 - ЯМР-способ измерени расхода жидкости - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерению расхода жидкостей с применением метода  дерного магнитного резонанса (ЯМР).

Известен ЯМР-способ измерени  расхода жидкости, включающий предварительную пол ризацию жидкости посто нным магнитом, периодическое создание меток в потоке путем депол ризации жидкости и регистрацию скорости перемещени  меток путем обнаружени  исчезновени  сигнала ЯМР в области создани  условий ЯМР, удаленной от области нанесени  меток на фиксированное рассто ние 1.

Так как по гидродинамическим причинам граница между пол ризованной и депол ризованной жидкостью на участке между област ми размываетс , то мо- . мент исчезновени  сигнала ЯМР имеет не  рко выраженный характер, что приводит к снижению точности измерени  расхода.

Известен также ЯМР-способ измерени  расхода жидкости, включающий предварительную пол ризацию жидкости посто нным магнитом, периодическое создание в потоке инверсной намагниченности и регистрацию скорости перемещени  меток путем периодического создани  условий ЯМР в области, удаленной от области меток на- фиксированное рассто ние 2.

Недостатком известного способа  вл етс  несинхронность процессов нанесени  меток и создани  условий ЯМР при выделении сигналов ЯМР. В меточных ЯМР-расходомерах резонансные услови  в области создани  условий

10 ЯМР создаютс  периодически, например, при помощи токовой модул ции посто нного магнитного пол  или периодическим включением коротких импульсов резонансной частоты. Час15 тота генераторов модул ции неизменна в диапазоне измер емых расходов.

В интервале между резонансными импульсами система  дерных спинов . должна вернутьс  в то энергетическое,

20 равновесное состо ние, которое згшано величиной пол  в области создани  условий ЯМР. Если этого не происходит , каждый факт создани  резонансных условий разрушает суммарную намагни25 ченность жидкости, одновременно наход щейс  в объемеобласти создани  условий ЯМР, что приводит к уменьшению еинплитуды сигналов ЯМР, ухудшению отношени  сигнал/шум, размытию

30 границ метки. Учет этих факторов требует понижени  частоты модул ции резонансных условий. С другой стороны область создани условий ЯМР имеет определенную длину 6 , а средн   скорость потока ограничена , поэтому смена намагниченности внутри этой области происхо .. ., PS дит за, некоторое врем  - , , .где S - площадь сечени  трубопровод . Q - величина расхода. Очевидно, что даже без учета гид родинамического размыти  изменени  в сигналах ЯМР, позвол ющих регистр ровать границу метки, будут раст ну ты по времени на величину t Исход  из общих принципов кванто вани  уменьшение погрешности cf в оп ределении времени продвижени  грани цы магнитной метки требует увеличени  частоты модул ции резонансных условий f 1 на границах метки в интер валах tф, что уменьшает неопределен ность в получении информации о характере изменени  намагниченности. Таким образом, имеетс  противоречие , которое при реализации известны способов в ЯМР-расходомерах ограничи вает практическое достижение высокой точности измерени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  расхода. Указанна  цель достигаетс  тем, ЧТО Б ЯМР-способе измерени  расхода жидкости, включающем предварительную пол ризацию жидкости посто нным магнитным полем, периодическое создание в потоке меток инверсной  дерной намагниченности и регистрацию скорости перемещени  меток путем периодического создани  условий ЯМР в области удаленной от области нанесени  меток на фиксированное рассто ние, периоды создани  меток и периоды создани  ус ловий ЯМР синхронизируют при постеЯННОМ соотнощении - период создани  метки; где t. период создани  условий ЯМР LO - рассто ние между центрами области нанесени  меток и области условий ЯМР; е - длина области создани  условий ЯМР; К - целое число. На фиг. 1 приведены временные диагрс1ммы по сн ющие предлагаемый способ; на фиг. 2 - структурна  схема варианта исполнени  расходомера. Расходомер состоит из трубопровода 1, магнитной системы пол ризатора 2, отметчика 3 с катушкой отметчика 4, датчика ЯМР 5 с приемнопередающей катушкой 6, расположенной в магнитной системе анализатора 7 . Выход датчика ЯМР 5 соединен с блоком управлени  8, выход которого соединен с делителем частоты 9 и датчиком ЯМР 5. Выход делител  9 соединен с отметчиком 3 и блоком.управлени  8. Коэффициент делени  делител  LI определен по формуле Расходомер работает следующим образом . Жидкость, протека  по трубопроводу 1, приобретает  дерную намагниченность в посто нном магнитном поле пол ризатора 2. Периодически включаемый отметчик 3 создает в потоке при помощи катушки отметчика 4 метки инверсной  дерной намагниченности. На выходе блока управлени  8 вырабатываетс  частота, с которой периодически создаютс  услови  ЯМР в катушке 6 датчика ЯМР 5, при этом на выходе датчика ЯМР 5 по вл ютс  импульсные сигналы ЯМР, амплитуда KOTOJUJX различна дл  участков жидкости с пр мой и инверсной намагниченностью. Эта же частота делитс  на заданное число К делителем частоты 9. Частное от делени   вл етс  частотой периодического включени  отметчика 3 . В блоке управлени  8 сравниваетс  врем  транспортировани  отмеченной жидкости от катушки отметчика 4 до катушки 6 датчика ЯМР 5 с периодом ранее созданной метки. При неравенстве этих величин в блоке управлени  вырабатываетс  новое значение частоты, при которой период отметки t, равен времени транспортировани . При этом отношение периода отметки t к периоду t,o создани  резонансных условий будет всегда равно К, На фиг. 2 показаны временные диаграммы дл  tjv, и t Q. при двух различных расходах .Величины t и при меньшем расходе {фиг. 2 а,б) соответствующих величин tM и t(u gд„пpи увеличенном расходе (фиг. 2 в,г), в то врем  как отношение t„/t„oдодинаково в обоих случа х и равно, например , . Если конструктивно обеспечитьLiQ/ 16, то представленна  картина будет обеспечена в широком диапазоне расходов . Это позвол ет использовать при получении сигналов ЯМР самую низкую частоту модул ции, при которой каждый момент получени  сигнала ЯМР будет осуществл тьс  от жидкости, ранее не подвергавшейс  резонансному воздействию, что позвол ет получать максимально возможные амплитуды сигналов ЯМР при минимальном разрушении . намагниченности. Кроме того, получение сигналов ЯМР в момент нанесени  фронтов метки фиг. 2 б,г,д позвол ет устранить погрешность дискретности

измерений из-за низкой частоты моду л ции , котора  всегда имела место в св зи с несинхронностью этих процессов .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 143567, кл. G 01 F 1/62, 1961.

2.Авторское свидетельство СССР № 202572; кл. G 01 N 27/78, 1964 (прототип).