263730

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства1256245/18-1 1 е, 12 2 с, 43 Заявлено 10.Н.19 рисоединением заявкиМПК 6 01 г 6 01 гУДК 621.317.42:621. ,31.45 (088.8) ПриоритетОпубликовано 101970. БюллетеньДата опубликования описания 15.И.197 Комитет по деламобретений и открытийри Совете Министров Автор зобрете Екатеринин аявит МАГНИТНОГО ПОЛ ОСОБ ИЗМЕРЕН СТАВИЛ ИЗА Изобретение относится к области измерения и стабилизации магнитных полей и может найти применение в аналитическом приборостроении при разработке магнитаметров, различных приборов и устройств, где требуется измерить и стабилизировать магнитные поля в широком или узком диапазоне их значений и градиентов с высокой точностью.Известны способы измерения магнитного поля методом ядерного магнитного резонанса и методом нутации для стабилизации магнитных полей.Однако в этих известных способах в процессе измерения условия точного резонанса находятся по точкам линии ЯМР, в которых угол поворота вектора суммарной ядерной намагниченности равен л,2. В этих точках замеряются частоты нутирующего генератора, производится их суммирование и деление полученной суммы пополам.За время проведения этих измерений как расход жидкости, так и напряженность высокочастотного поля в катушке нутации могут самопроизвольно меняться в некоторых пределах, что вызывает изменение ширины линии на полувысоте; так как измерение производится в разные моменты времени, это приводит к ошибкам измерения. Кроме того, за время проведения этих манипуляций измеряемое поле может измениться, и информация о его точном значении будет невернои, к тому же проведение математических операций, особенно при автоматическом измерении, весьма неудобно и не всегда возможно. Что 5 касается стабилизации полей, то в известныхустановках она осуществляется вообще на склоне резонансной прямой, а не по ее центру, пз-за чего теряется абсолютность измерений и появляется принципиально неустранимая О погрешность вследствие изменения ширинылинии.Для увеличения точности измерения магнитного поля необходимо фиксировать центр линии нутации, а не какой-либо ее склон. Центр 5 линии соответствует точным резонанснымусловиям и не сдвигается при изменении расхода жидкости или величины высокочастотного поля в катушке нутации.Это достигается при осуществлении моду- О ляции резонансных условий в катушке нутацпи и выделении первой производной от линии нутации с помощью анализатора и двух синхронных детекторов.В основном операции предлагаемого спосо ба заключаются в том, что проточная жидкость поляризуется в сильно магнитном поле и с минимальными потерями намагниченности доставляется в место измерения магнитного поля сдатчик или катушку нутации), где на 0 нее накладывается радиочастотное магнитное5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 3поле, При выполнении резонансных условий происходит изменение намагниченности жидкости по величине и знаку, а это изменение регистрируется в анализаторе (обычном детекторе ЯМР с проточной жидкостью), и замеряется радиочастота, подводимая к датчику (катушке нутации), по которой и судят о величине измеряемого поля.Сущность предлагаемого способа заклочается в том, что резонансные условия в датчике с определенной частотой меняются, например, с помощью катушки модуляции магнитного поля, расположенной на датчике поля (катушке нутации), а центр линии находится с помощью второго синхронного детектора, работающего на частоте этой модуляции,Очевидно, что намагниченность выходящей из датчика жидкости будет также изменяться, и амплитуда этого изменения достигнет своего наибольшего значения при равенстве амплитуды модуляции полуширине линии нутации.В том случае, когда для центра линии ЯМР в датчике точно выполняются резонансные условия, сигнал, модулированный с частотой модуляции поля, в анализаторе отсутствует. При изменении напряженности магнитного поля в ту или иную сторону от резонансных условий в анализаторе появляется сигнал ЯМР с частотой модуляции в той или иной фазе в зависимости от знака сдвига резонансных условий, Производя амплитудно-фазовый анализ, находим точные резонансные условия в датчике, При этом совершенно не обязательно иметь инверсию намагниченности в датчике, достаточно ее изменения,Таким образом, операция модуляции резонансных условий в датчике дает информацию о всей линии нутации и позволяет точно найти ее центр,На чертеже приведена схема стабилизатора магнитного поля, позволяющая осуществить способ,Она состоит из магнита 1 поляризатора, датчика магнитного поля (катушки нутации) 2, стабилизируемого электромагнита 3, обмотки 4 электромагнита; катушки б модуляции стабилизируемого поля, магнита б анализатора, датчика 7 анализатора, приемника 8 анализатора, генератора 9 модуляции анализатора, генератора 10 опорной радиочастоты, генератора 11 модуляции стабилизируемого поля, фазовращателя 12. Устройство содержит также регулятор тока 13 и синхронно-фазовые детекторы 14 и 15.Устройство работает следующим образом, Вода по трубопроводу последовательно протекает все три магнита 1, 3 и б. В магните 1 происходит поляризация воды, которая попадает затем в поле стабилизируемого магнита 3. К нутирующей катушке 2 подводится радиочастота от генератора 10, соответствующая резонансным условиям, а генератор 11 инфра- низкой частоты изменяет эти резонансные условия в пределах полуширины линии ЯМР с помощью катушек б, В результате модуляции резонансных условий намагниченность воды, поступающей в датчик 7 анализатора, будет также модулирована; каждый период модуляции несет информацию о состоянии резонансных условий в датчике 2. С помощью синхронного детектора 15 выделяется напряжение, соответствуюгцее намагниченности жидкости, и его переменная составляющая подается на второй синхронный детектор 14, где выделяется ноль первой производной линии ЯМР в датчике 2.Изменение магнитного поля в датчике 2 вызывает появление положительного или отрицательного напряжения на синхронно-фазовом детекторе 14, которое приводит с помощью регулятора тока 13 и обмоток (катушек) 4 к точному соблюдению резонансных условий, т. е. к соответствию поля электромагнита 3 частоте опорного генератора 10. Предмет изобретенияСпособ измерения и стабилизации магнитного поля, заключающийся в поляризации вещества, перемещении его в область измеряемого или стабилизирувмого магнитного поля, где создаются резонансные условия с последующей регистрацией намагниченности вещества в датчике анализатора, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности автоматизации и повышения точности измерения или стабилизации магнитного поля, резонансные условия в катушке нутации меняют с низкой частотой, а центр линии ядерного магнитного резонанса определяют по равенству нулю первой производной от,линии нутации путем амплитудно-фазового анализа сигнала на выходе датчика анализатора.Составитель В. Т. ГоленкоРедактор М. В. Афанасьева Техред А, А, Камышникова Корректор Н, С. СударенковаЗаказ 1398/14 Тираж 500 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССРМосква Ж, Раушская наб., д. 4,5Типография, пр. Сапунова, 2