Расходомер

(22) Заявлено 07.07.76 (21)2380749/18с прясоединеиием заявкиКл осударстаеииый комитетСовета Министров СССРио делам изооретенийи открытий) Дата опубликования описания 1 Э.04.78(72) Авторы изобретени В. Ю. Петрунькин,Л, И. Успенский В, И емено енинградский ордена Ленина Политехнический институт им. М. И. Калинина 1) Заявител РАСХОДОМ Е ло-. ядер щей вый ляю (он Изобретение относится к устройствам,измеряющим массовый расход и скоростьпротекания жидкости,Известны расходомеры, использующиеный магнитный резонанс (ЯМР) в теку- сжидкости, такие как нутационный, фазометочный. Зти рвсходомеры не позвот измерять массовый расход жидкостивычисляется по измеряемой скороститечення жидкости). Кроме того, знвчитель Опые погрешности измерений снижают точ-ность атих рвсходомеров.Известен меточный ЯМР-расходомер, вкотором скорость течения жидкости определяют по времени прохождения фиксированного расстояния от датчика нутации до датчика анализатора. Для измерения этого отрезка времени с помощью катушки нутациисоздается метка, т, е. изменение направления вектора намагниченности жидкости, соэ Вданного в поляризаторе, относительно постоянного магнитного поля) в которОм рвсполофжена катушка ну 1 впии, Скорость Определяется по интервалу времени между началом (окончанием) метки н ментом уменьшения 25 2(или увеличения) амплитуды сигнала пог щения ЯМРв анализаторе.При изменении расхода фвзв сигнала нутвции изменяется, твк квк с изменением скорости течения жидкости изменяется длительность воздействия радиочастотного поля в двтчике нутации. Это приводит к погреш-. ностям измеречия, связанным с изменением амплитуды и фазы сигнала ЯМР, детектируе мого в анализаторе, а также к неустойчивой работе схемы измерения, Другой недостаток меточного рвсходомерв состоит в том, что он не позволяет измерять массовый расход.Бель; изобретения - повышение точности измерения скорости течения жидкостц меточным методойбеэ существенного успож нения схемы и расширение области применения расходомера,Зта цель достигается тем, что в датчике нутации устанавливают катушку модуляции и подключают ее к звуковому генерв тору, в к детектору сигнала ЯМР анализатора подключен блок измерения амплитуды сигнала поглощения.Регистрация скорости протекания жидкости меточным способом и одновременное измерение амплитуды сигнала поглощения ЯМР в анализаторе, который пропорционапен количеству переносимого вещества, позвопяет измерить массовый расход жидкости. При этом можно осуществлять взаимный контроль измерения расхода меточным и амплитудным способами.Варьируя интенсивность радиочастотного 1 О поля, а также амплитуду и частоту модуляции, можно снизить интенсивность параметрических резонансов до уровня шумов.Этот режим сохраняется во всем рабочем диапазоне измеряемых скоростей, что весьма удоб но при использовании в меточном расходомере, так как во всем рабочем диапазоне измеряемых скоростей измерительный блок работает в одном режиме появления и спада до нуля амплитуды сигнала поглощения 20 ЯМР в анапизируюшем устройстве.На чертеже представлена структурная схема расходомера.Вдопь трубопровода 1 расположены магнит 2 поляризатора, магнит 3 нутации, меж ду попюсами которого установпецы катушка 4 нутации и катушка 5 модуляции, и магнит 6 анализатора, между полюсами которого находится катушка 7 датчика поглощения сигнала ЯМР. Катушка 4 цутации подключена к выходу радиочастотного генератора 8, катушка 5 .модупяции - к звуковому генератору 9.,катушка 7 датчика поглошецияк детектору 10. Один иэ выходов детектора 10 подключен к бцоку 11 измерения амппитуды сигнала поглощения, а другойк бпоку 12 измерения интервапов времени. Один выход блока 12 подключен к частотомеру 13, а другой - к радиочастотному генератору 8.Намагниченная магнитом 2 поляризатора жидкость поступает по трубопроводу 1 к катушке 4 нутации, находящейся в постоянном попе, создаваемом постоянным магнитом 3, Частота радиочастотного генератора 8, выход которого подключен к катушке 4 цутации, выбирается такой, чтобы выполнялись усновия резонанса. Если цет резонанса, то детектор 10 анализирующего50 устройства регистрирует обычный сигнал поглощения ЯМР, наведенный в катушке 7датчика, которая распопожеца в зазоре.постоянного магнита 6 анализатора.По мере прибпижеция частоты гецерато 55 ра 8 к частоте резонанса будет уменьшать-ся амппитуда сигцапа, так как в результате поворота вектора цамагцичеццости на определенный угон в катушке цутации под действием радиочастотного поня уменьшает60 ся проекция этого вектора ца направление поня в магните 6, Величина угла поворота в катушке цутации зависит от амплитуды радиочастотного поля в катушке 4 нутации," времени воздействия этого поня ца жидкость определяемом скоростью течения) и степени выполнения резонансных условий. Переменное напряжение от звукового генератора 9 подается в катушку 5 модуляции исоздает в ней переменное магнитное поле,модулирующее постоянное лоле, создаваемоемагнитом 3. Скорость протекания жидкостиизмеряется с помощью блока 12 измеренияинтервалов времени, который периодическивключает и выключает радиочастотный г ецератор 8, В начапьный момент временирадиочастотный генератор отключается импульсом; поступающим ца его вход с одного из выходов блока 12 измерения интервапов времени, При этом образуется метка,т, е. максимальное значение проекции вектора намагниченности. В момент времени,когда метка достигает катушки 7 датчикаи на выходе детектора 10 наблюдается нарастание сигнапа поглощения ЯМР, ца втором выходе блока 12 формируется импульсдлительностью, обратно пропорциональной скорости протекания жидкости. Йлительность импульса измеряется частотомером 13, подключеннымк блоку 12, Катушка 5 модуляции, питаемая от генератора 9, позвопяет выдерживать режим отсутствия сигнала поглощенияЯМР в детекторе в широком диапазоне изменения скоростей беэ перестройки генератора 8. Массовый расход жидкости, пропорциоцапьцый амплитуде сигнала погпощенияЯМР .и катушке 7, определяется амплитудойсигнала в бпоке 10,Формула изобретенияРасходомер, основанный ца использовании ядерного магнитного резонанса, содержащий расположенные вдоль трубопровода магниты поляризатора, датчика нутации и анализатора, а также радиочастотный генератор, детектор сигнала поглощения ЯМР и блок измерения интервалов времени, о т л ичающи йся тем,что, сцельюповышеция точности измерения и расширения области применения, оц снабжен катушкой модуляции, установленной в датчике цутации и лодкпюченной к звуковому генератору, и блоком измерения амппитуды сигнала поглощения, подключенным к детектору.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Кремпевский П, П. Расходомеры и счетчики копичества, Л 1975, с. 630.2, Авторское свидетепьство СССРМ 301538, кл. С 01 Р 1/62,07,07.69,оставитель Ж. Теслерехред Е. Давидович Корректор Л. Кравче Редактор Т. О ССС филиал ПГП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная,2408/33 Тираж ИИ ПИ Государственного цо делам из 113035, Москва872 Подписноеомитета Совета Яинистыретений и открытий