Импульсный протонно-резонансный влагомер

Союз Советскнк Соцналнстичасиих Реслублнк(51)М. Кл з 6 01 Н 24/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРОТОННО-РЕЗОНАНСНЫЙ ВЛАГОМЕР Изобретение относится к области измерительной техники, а .именно к устройствам измерения влажности твер" дых материалов методом спинового эха ядерного магнитного резонанса (ЯМР).По основному авт.св. 9 661323 известный импульсный протонно-резонансный влагомер, содержащий программатор, генератор радиочастотных импульсов, колебательный контур с исследуемым образцом, размещенный в зазоре постоянного магнита, приемник сигналов спиновых эхо, регистратор, пороговое. устройство с заданным уровнем порогового напряжения, блок управления и 15 логическую схему, причем выход приемника сигналов спинового эха соединен через пороговое устройство со входом блока управления и через логическую схему - со входом регистрато ра, выход программатора соединен со счетным входом блока управления, у которого один выход подключен ко вхо" ду программатора, а три других - к управляющим входам логической схе мы 1).С помощью данного устройства влаж" ность твердых материалов определяют по величине, начальной амплитуды Ар, пропорциональной количеству протонов, 30 воды, по двум измеренным амплитудам сигналов спинового эха ЯМР. При этом, для устранения погрешности от протонов твердого водородсодержащего вещества на результаты измерения предварительно устанавливают уровень порогового напряжения вр таким, чтобы измерение амплитуды сигналов спиновых эхо А( и А)принадлежали только составляющей от протонов воды. Однако при отсутствии априорных данных о параметрах спин-спинозой релаксации составляющей, обусловленной протонами твердого водородсодержащего вещества, предварительная установка уровня порогового напряжения П затруднена, Это приводит к значи" тельному снижению точности и досто" верности полученных результатов изме" рения влажности различных материалов. Причиной этому является наличие в измеренных амплитудах А+ и А;+л разных по величине вкладов, обуслов" ленных как разбросом концентрациЯ протонов и характеризующих их времен спин-спинозой релаксации твердого водосодержащего вещества при переходе от одного материала к другому, так и различием форм и связи влаги ствердым материалом от образца к образцу в широком диапазоне влажности.Цел)ью изобретения является повышение точности и достоверности результатовизмерения влажности различных твердых водородсодержащих матери-.алов,Поставленная цель достигается тем,что в импульсный протонно-резонансный влагомер дополнительно включенызапоминающее устройство,. переключа"тель каналов и усилитель с управляемым коэффициентом усиления, причемвыход приемника сигналов спиновыхэхо дополнительно подключен к сигнальному входу запоминающего устройства, три входа которого соединеныс Соответствующйми тремя. сигнальнымивходами переключателя каналов, приэтом один. выход переключателя каналовподключен к первому входу пороговогоустройства, а другой выход - ко второму входу последнего через усилитель, управляющий вход которого соединен с пятым выходом блока управления,у которого шестой и седьмойвыходы подключены к управляющим входам запоминающего устройства и переключателя каналов.На чертеже изображена блок-схемаимпульсного протонно-резонансногомвла гомер а,30Влагомер содержит программатор 1,генератор 2 радиочастотных импульсов,колебательный контур 3 с исследуемымобразцом, находящийся в рабочем зазо"ре постоянного магнита 4, приемник5 сигналов спиновых эхо, пороговоеустройство 6, блок управления 7, запоминающее устройство 8, перключатель каналов 9, усилитель 10 с управляемым коэффициентом усиления, логическую схему 11 и регистратор 12, 40В первые периоды появления последовательности сигналов эха ЯМРосуществляется поиск условия однокомпонентной ядерной спин-спиновой релаксации. 45Из поступающей на вход запоминающего устройства 8 последовательностисигналов спинового эхо ЯМР выделяются с помощью импульсов ворот блока управления 7 первые три амплитудысигналов А,А и А. Последние удерживаются на элементах памяти запоминающего устройства 8 в виде уровнейнапряжений О,П и , которые появляются на соответствующих входахпереключателя каналов 9. Состояниепоследнего устанавливается импульсами блока управления 7. Сначала в момент появления четвертого П - импульса последовательности, на выходер переключателя каналов 9 появится 60уровень напряжения П, а на выходеа " У,1. Одновременно с переключениемканалов на управляющем входе усилителя 10 появляется напряжение развертки, измейяющее коэФФициент К уси ления усилителя 10 по линейному закону, начиная с К:1, Следовательно ко второму входу порогового устройства 6 будет приложено напряжение КЧ(1), которое будет увеличиваться до тех пор, пока не будет выполнено условие К 01= П. В момент равенства на выходе порогового устройства 6 появится импульс, котЬрый поступит на вход блока управления 7. С помощью импульсов последнего, появившихся одновременно на управляющих входах переключателя каралов 9 и усилителя 10,обеспечивается соответственно переключение каналов и установка постоянногокоэффициента усиления К. При второмположении переключателя каналов 9 на его выходе Ф появится уровень напряжения , а на выходе а- Б. Теперь ко второму входу порогового устройства 6 будет приложен уровень К 10. Если при этом выполняется равенство= КО = в П, то поиск условия однокомпонентной релаксации (т.е. поиск экспоненциального спада) прекращается. Еслипри первом цикле поиска требуемое условие не выполняется, то принаступлении второго периода последовательности сигналов спиновых эхо с выхода блока управления 7 поступают сдвинутые импульсы фворотф на управляющий вход запоминающего устройства 8, с помощью которых выделяютсявторые три амплитуды сигналов, а именно А 1, А и Аф. Режим поиска условия однокомпонентной релаксации будет продолжаться до выполнения условия У;=КАП;1, где Ко- оптимальный коэФфициент усилителя 10, при котором наступило искомое равенство; 1 =1,2,3 - порядковый номер цикла поиска. С моментапрекращения поиска с выхода блокауправления 7 (при наступлении следующего периода) поступают два импульсафворот на вход логической схемы 11,Включение во влагомер нововведенных узлов и связей между ними гарантирует надежность и обеспечивает достоверность полученных результатов измерения влажности твердых материалов.Начальная амплитуда А , вычисленнаяс помощью логической схемы 11, принайденном условии однокомпонентнойспин-спиновой релаксации будет определена достаточно точно, так как,онабудет принадлежать той компонентесигнала, которая обязана протонам воды влажного материала, Предложенный импульсный протонно-резонансный влагомер обеспечивает экономию времени и средств, так как в данном случаене.требуется какая-либо информация об исследуемом веществе.Формула изобретенияИмпульсный протонно-резонансныйвлагомер по авт.св. В 661323,о т л ич а ю щ и й с я тем,что,с целью поектор Л. Бокшан Тираж 910ного комитетаретений и откРауш 6 кая на писно ССти Филиал ППП ффПатент, г. Ужгород, ул. Проектная вышения точности и достоверности ре"зультатов измерения,в него дополнительно включены запоминающее устройство,переключатель каналов и усилительс управляемым коэффициентом усиления,причем выход приемника сигналов спиновых эхо дополнительно подключен ксигнальному входу запоминающего устройства, три выхода которого соединены с соответствующими тремя сигнальными входами переключателя какалов,при этом один выход переключателяканалов подключен к первому входу поЗаказ 8425/15 ВНИИПИ ГосУдаРств по делам из 113035, Москва, Ж рогового устройства, а другой выходко второму входу последнего через усилитель, управляющий вход которого соединен с пятым выходом блока управления, у которого шестой и седьмой выходы подключены к управляющим входам запоминающего устройства и переключателя каналов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 9 661323, кл, 6 01 И 27/78, 1976 (прототип)1