Устройство для определения концентрации парамагнитных частиц

189210 Союз Советских СоциалистическиЯ Республик.318.14 (088,8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРАвторыизобретения М. С. Фогельсон, Э. К. Мейстер, А. И, Кашлицский, И. Е. Погуляевский,Г. С, Грицевский, А. И. Малкин, Г, В. Васильев и И, М. ДесятникЗаявитель Опытно. конструкторское бюро автоматики Государственного комитетахимической и нефтячой промышленностиг УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1(ОНЦЕНТРА П АРАМА ГН ИТН ЬХ ЧАСТИ Ц Устройство предназначено для определения концентрации парамягнитных частиц при ав томатичсском непрерывном контроле состава веществ в химических процессах с помощью электронного парамагнитного резонанса.В устройстве аналогичного назпаче 1 ия амплитуда сигнала от исследуемой жидкости тьОМПЕЦСИР ЕТСЯ ЯМГ 1 ЧИТУДОй СИГЦЯЛЯ ВЫСОКО- г 1 ЯСТОТЦОИ МОДУЛЯЦИИ ПО ЭТЯЛОПНОХ 1 У ВЕЩЕ ству - дифенилпикрил гидр азилу, что приводит к допол 11 ительцым погрешностям из-за различия формы и ширины линии спектров и различной температурной зависимости. Недостатком указанного способа компенсации является появление реакции ца нестабильность высокочастотной модуляции, если применен высокочастотный модулятор с двумя выходными каскадами, или появление фазовых искажений в случае достаточно большой шкалы, если применен высокочастотный модулятор с одним выходным каскадом.С целью получения высокой стабильности при непрерывной записи концентрации исследуемого вещества и возможности применения устройства в системах автоматического управления, в предложенном устройстве предусз отрен механизм с реверсивным двигателем для обеспечения компенсации сигнала от исследуемого вещества сигналом от эталонного образца путем изменения степени погружения его в резонатор, размещеный в полеэлектромапппа, питаемого папряженем высокой частоты.Для обеспечеия компенсации сигналов от5 исследуемого вещества сигналом от эталонаоно содержит трехполуволцовый резонатортипа Н 5 О со специальой петлей для осуществления высокочастотной протцвофазцой модуляции сигналов исследуемого гещества и10 эталонного образца,С ЦЕЛЬЮ СтраЕНя ВЛняцця НЕСтя 1 бНЛ 1 тности мапшгного поля, оно содержит систему автоматической подстройки по;151 по х 1 яксцмуму сигналя, в которой дополш 1 тельцую15 низкочастотную модуляцию мапштцого поляэлектромагнита, создаваемую модуляторомнизкой частоты, налагают на один из образцов с помощью катушек низкочастотной мо 20 Для повышения точности измерений концетрации парам агнитпых веществ эталонць 1 м образцом служит то же вещество, чтоисследуемое, но с заранее известной ко;щентрацней,25 На фиг. 1 показана блок-схема устройства;1 Я фиг. 2 - поперечцый разрез применяемогопрямоугольного резонатора типа Н,О 1 иВЗг 1 Х 1 г 1 ОЕ раСПОЛОжЕНИЕ ОбраЗцОВ.В поле электромагнита 1, который п 111 аетсяЗО от блока 2 питания электромагнита, располо 189210жен резонатор 3 с исследуемым образцоми эталонным образцом 5, связанным с меха.низмом б перемещения, который приводитсяв действие реверсивным двигателем 7.Волноводный тракт устройства включает в 5себя клистрон 8, резонатор 3, детектор 0сверхвысокой частоты и согласующие трансформаторы 10 и 11. В резонаторе образцы 4и 5 окружены петлей 12 высокочастотной модуляции, связанной с модулятором 13. Сигнал 10с детектора а поступает через усилитель 14высокой частоты на синхронный детектор 15высокой частоты, от которого через усилитель1 б сигнала ошибки подается иа обмотку возбуждения реверсивного двигателя, осуществляющего перемещение эталонного ооразцас помощью механизма б, Блок 17 представляет собой систему автоматической подстройки частоты клистрона 8 к частоте резонатора 3. 20Для автоматической подстройки поля электромагнита по максимуму сигнала электронного парамагнитного резонанса вводится дополнительная низкочастотная модуляциямагнитного поля, создаваемая модулятором 25низкой частоты 18 с помощью катушек 19низкочастотной модуляции.В случае ухода магнитного поля от максимума первой производной линии поглощенияв системе автоматической подстройки поля 30возникает сигнал рассогласования, которыйусиливается усилителем 20 низкой частоты ипосле синхронного детектора 21 попадает вблок питания электромагнита. В результатеток, протекающий по обмотке электромагнита, изменяется так, чтобы поле вновь установилось в точке максимума линии электронного парамагнитного резонанса. Подстройкачастоты клистрона осуществляется таким жеобразом. 40В устройстве используется волноводныйтракт сверхвысокой частоты проходного типаи метод высокочастотной модуляции, при котором, как известно, регистрируется перваяпроизводная линии поглощения. Образец 1, 45представляющий собой объем, через которыйпротекает исследуемое вещество, и эталонный образец 3, заполненный тем же веществом, но заранее известной концентрации,располагают в пучностях магнитного поля ца 50расстоянии, равном половине длины волныСВЧ между ними, Устройством петли 12 высокочастотной модуляции и расположениемобразцов в резонаторе 3 обеспечивается получение сигналов от обоих образцов в противофазе,На дегекторе 9 СВЧ (см. фиг. 1) выделяется разностный сигнал поглощения высокой частоты, Этот сигнал усиливается усилителем 14 высокой частоты и детектируется в 60синхронном детекторе 15 высокой частоты.После усилеция на усилителе 1 б сигнал подается на двигатель 7, который приводит вдвижение систему перемещения эталонногообразца, меняя глубину погружения его в 65 резонатор до тех пор, пока сигнал в системе це станет настолько мал, что скроется за шумами. Измерение сигнала, таким образом, осуществляется нулевым методом. Глубина погружения эталонного образца в резонатор служит мерой концентрации парамагцитных частиц в исследуемом веществе. В устройстве предусмотрена периодическая автоматическая проверка нуля.Устройство может быть использовано в химической промышленности как для непрерывного контроля жидкости, протекающей через резонатор, при автоматизации технологических процессов, так и для разового анализа или экспресс-анализа любых парамагцитных веществ. Предмет изобретения1, Устройство для определения концентрации парамагнитных частиц в веществах, протекающих через резонатор, основанное на явлении электронного парамагцитного резонанса, состоящее из магнита, волноводиого тракта, модулятора, усилительного блока и синхронного детектора высокой частоты, в котором проводят компенсационные измерения сигналов электронного парамагнитного резонанса от исследуемого вещества и эталонного образца, отличающееся тем, что, с целью получения высокой стабильности при непрерывной записи концентрации исследуемого вещества и возможности применения устройства в системах автоматического управления, оно содержит механизм с реверсивным двигателем для обеспечения компенсации сигнала от исследуемого вещества сигналом от эталонного образца путем изменения степени погружения его в резонатор, разхещениый в поле электромагнита, питаемого напряжением высокой частоты,2, Устройство по п, 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения компенсации сигналов от исследуемого вещества сигналом от эталона, оно содержит трехполуволцовой резонатор типа Н 1 О, со специальной петлей для осуществления высокочастотной противофазиой модуляции сигналов исследуемого вещества и эталонного образца.3. Устройство по пп, 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью усгранения влияния нестабильности магнитного поля, оно содержит систему автоматической подстройки поля по максимуму сигнала, в которой дополнительную низкочастотную модуляцию магнитного поля электромагнита, создаваемую модулятором низкой частоты, налагают на один из образцов с помощью катушек низкочастотноймодуляции,4, Устройство по пп, 1 - 3, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений концентрации парамагнитных веществ, эталонным образцом служит то же вещество, что и исследуемое, но с заранее известной концентрацией.189210г./Составитель И. А, Рощина едактор И. Г, Карпас Техред Л. Брнккер Корректоры: В. В. Крылови Е. Д. Курдюмов Заказ 3903/17 Тирани 1175 Формат бум, 60 У 90 уз Объем 0,3 изд. л. Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытш при Совете Министров ССС Москва, Центр, пр. Серова, д. 4Сапунова,Типография, п 1