Устройство ядерного магнитного резонанса для измерения концентрации парамагнитных веществ в растворе

Сомз СоветскнкСецналнстнческнаРесттублнн Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 890187(3 018 24/08 Гееуааретаенный комитет по делам иаебретеннй и открытий. 143.43 (088.8) Дата опубликования описания 15. 12.81 Н. П, Глушков, В. ф. Андронов, В. П, Анферов, С. Гречишкин,А,М, Прапоров, Ю, А. Устинов и Ю, М. Серебр(54) УСТРОЙСТВО ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСАДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПАРАМАГНИТНЫХВЕШЕСТВ В РАСТВОРЕ Изобретение относится к измеритель- ной технике, и может быть использовано для автоматического измерения концентрации парамагнитных веществ в раствор ахе По основному авт, св. Ио 662855 известно устройство ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для измерения концентрации парамагнитных веществ в раствотО рах, содержащее постоянный магнит, датчик ЯМР, к выходу которого подключен приемник радиочастоты, а ко входу-.модулирующий генератор, соединенный с управляемым генератором 180-90-гра 15 дусных импульсов, последовательно соединенные стробоскопический интегратор, дифференцирующий усилитель и нуль-орган, причем выход нуль-орган подключен к регулирующему входу управляемого гене 20 ратора 180-90-градусных импульсов, а вход стробоскопического интегратора подключен к выходу приемника радиочастоты 1. Недостаток данного устройства заключается в ручном вводе порций раствора с исследуемым парамагнитным веществом, который не обеспечивает высокогобыстродействия и не позволяет включитьустройство в систему АСУТП для обеспечения оптимизации технологического процесса,Целью изобретения является снижениетрудоемкости и ускорение процесса измерения,Поставленная цель достигается тем,что в устройство ядерного магнитного резонанса для измерения концентрации парамагпитных веществ в растворе, содержащее постоянный магнит, датчик ЯМР,к выходу которого подключен приемникрадиочастоты, а к входу - модулирующий,генера 1 ор, соединенный с управляемымгенератором 180-90 -градусных импульсов, последовательно соединенные стробоскопический интегратор, дифференцирующийусилитель и нуль-орган, причем выходнуль-орган подключен к регулирующему187 04чик ЯМР наполняется, и после исчезнове-:ния сигнала впускной канал автоматически закрывается. Затем появляется сигнална выходе РИ, соединенного с входомуправляющего генератора. При этом управляемый генератор 180-90-градусных им 4пульсов 3 вырабатывает серии из двухимпульсов (180 и 90 ) с переменнымвременным интервалом между ними для1 о измерения времени релаксации Т нулевымметодом.С выхода управляемого генератора видеоимцульсы поступают на модулирующийгенератор 2, который формирует зондирую 15 щие радиоимпульсы с резонансной часто-той заполнения ядер растворителя (обычно наблюдают ЯМР на ядрах водорода).После 90-градусного импульса наблюдается сигнал ядерной индукции, величинакоторого зависит от временного интервала между зондирующими радиочастотными импульсами. Причем при интервалеТО = 0,693 Т интенсивность сигнала ядерной индукции равна нулю. для измеренияр 5 о сигнал ядерной индукции усиливаетсяприемником 4, который имеет емкостную связь с модулирующим генератором 2подается на стробоскопический интегратор 5. Стробоскопический интегратор позволяет получить огибающую периодичеоки повторяющегося сигнала ядерной индукции. СтРоб-импульсы вырабатываютсяуправляемым генератором 3, С выходастробоскопического интегратора 6 напря 35жение подается на дифференцирующий усилитель 6,При измерении временного интерваламежду зондирующими импульсами от 0до о производная от огибающей имеет40отрицательное значение, а при Т =оравна О и нуль-орган 7 вырабатываетимпульс, который останавливает дальнейшее заполнение счетчика регистра адреса управляемого генератора импульсов 3.Следовательно, код, набранный: в счетчике45регистра адреса, соответствует величинеТо, так как переменный интервал формируется в управляемом генераторе 3с помощью регистра адреса. Зная То, можно найти время Т которое обратно пропорционально концентрации парамагнитныхвеществ в растворе, Таким образом, код,набранный в счетчике регистра адресав относительных единицах, содержит информацию о концентрации парамагнитных з 89входу управляемоГо генератора 18090-,градусных импульсов, а вход стробоско-пического интегратора подключен к выходу приемника радиочастоты, дополнительно введены два управляемых клапана, распределитель импульсов и блок запуска иостановки распределителя импульсов, причем два управляемых клапана включенына входе и выходе датчика ЯМР, первыйвыход распределителя импульсов соединен с регулиручощим входом управляемого генератора 180-90 -градусных импульсов, а второй и третий входы - со входами управляемых клапанов датчика магнитного резонанса, выходы блока запускаи остановки распределителя импульсов соединены со входами распределителя импульсов, вход блока запуска и остановкираспределителя импульсов - с четвертымвыходом распределителя импульсов,Это расширяет область применения устройства, позволяет подавать исследуемыйраствор в датчик ЯМР с требуемой скоростью, включая и импульсную подачуизмеряемых порций раствора с заданнымвременем остановки па период измерениядля полного исключения динамической погреищости), обеспечивая при этом снижение трудоемкости и ускоряя процесс измерения за счет автоматического дозированин,На .черте же представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из датчика 1 ядерного магнитного резонанса в поле постоянного магнита модулирующего генератора2, управляемого генератора 3 180-90 градусных импульсов, приемника 4 радиочастоты, стробоскопического интегратора 5, дифференцирующего усилителя 6,нуль-органа 7, устройства 8 вывода информации, распределителя импульсов (РИ)9, управляемого клапана 10, через который датчик ЯМР заполняется исследуемымраствором, управляемого клапана 11, через который происходит слив из датчикаЯМР исследуемого раствора, блок 12 запуска и остановки распределителя импульсов (БЗОРИ) 12.Устройство работает следующим образом.После запуска распределителя импульсов сигналов от блока 12 на его трехвыходах последовательно, через заранеевыбранные интервалы времени, появляются сигналы заданной длительности и величины. Первым появляется сигнал на выходе РИ, соединенный с управляемым клапаном 10, клапан 10 открывается и дачвеществ в растворе, Набранный код изрегистра адреса управляемого генератора 3 подается на цифровое табло устройства 8 вывода информации.5 89По окончании операции Измерение" сигнал на выходе РИ, соединенного с уп-равляемым клапаном 10, исчезает и появляется сигнал заданной величины и длительности на выходе распределителя импульсов, который открывает управляемый клапан 11 на время, необходимое для полного удаления раствора из датчика ЯМР, затем управляемый клапан 11 автоматически закрывается. После этого работа распределителя импульсов прекращается сигналом от блока 12 до.появления следующей команды "Пуск" от блока БЗОРИ 12 на его входе.Использование изобретения позволяет осуществить автоматический контроль состава анализируемого раствора н использовать данные анализа для управления процессом, достигаемое при этом устранение участия человека в контроле состава технологического раствора повышает производительность труда, повышает точность анализа за счет остановкираствора на период изменения (что исключает динамическую погрешность), Кроме того, устранение субъективных ошибок оператора устраняет задержку между моментом анализа и коррекцией состава технологического раствора, что.повьпдает ка-. чество технологического процесса, обеспечивая одновременно снижение трудоемкости н ускорение процесса измерения, а также позволяет включить устройство в систему, авторегулнрования (ЛСУТП) для обеспечения оптимизации технологического 0187 Ьпроцесса. В конечном счете существенноповышается технический уровень изготовления РЭА 4-го и 5-го поколений,формула изобретенияУстройство ядерного магнитного резоя нанса для измерения концентрации парамагнитных веществ в растворе по авт.св.662855, о т л я ч а ю щ е е е я тем, что, с целью снижения чрудоемкооти я ускорения процесса измерения, в него дополнительно введены два управляемых клапана , распределитель импульсов и блок запуска н остановки распределителя импульсов, причем два управляемых клапана включены на входе и выходе дат чика ядерного магнитного резонанса, первый выход распределителя импульсов соединен с регулирующим входом управляемого генератора 180-90-градусных нм пульсов, а второй н третий выходы - со входами управляемых клапанов датчика магнитного резонанса, выходы блока запуска и остановки распределителя импульсов соединены с входами распределителя импульсов, вход блока запуска и останов ки распределителя импульсов - с четвертым выходом распределителя импульсов.Источники информации,принятъи во внимание при зкспертнзе1. Авторское свидетельство СССРИо 662855, кл. 9 01 Ч 24 Г 08, 1976.