Ядерно-квадрупольный измерительный преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 111911267(22) Заявлено 230680 (21) 2943557/18-25с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 070382, Бюллетень Йф 9 Я)М К 3 6 01 И 24/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 07.03.82 В,Г.Кравцов, А.М.Леновенко, А.А.Смагина и Н,О.Саевич(54) ЯДЕРНО-КВАДРУПОЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к измерительной технике, в частности к ядерно-квадрупольной резонансной (ЯКР) термометрии и ЯКР-измерителям давленияИзвестны ЯКР-преобразователи, используемые для измерения температуры 1) .Однако в известных устройствах схема не защищена от влияния ложных сигналов. Наиболее близким кпредлагаемому . техническим решением является ядерно-.квадрупольный измерительный преобразователь, содержащий приемный резонансный контур с чувствительным элементом, соединенный с детектором ядерного квадрупольного резонанса, к первому выходу которого подсоединен частотомер, а к второму выходу - синхронный детектор, запоминающее устройство, соединенное с сумматором, выход которого соединен с приемным резонансным контуром, модуляционный генератор, первый выход которого соединен с приемным резонансным контуром и выходом мостовой схемы, а второй вход модуляционного генератора соединен с синхронным детектором, выход мостовой схемы соединен с терморезистором,Привязка к резонансной частотеЯКР осуществляется с помощью сигнала первой производной от резонансной линии ЯКР, получаемой методомчастотной модуляции несущей при про"хождении черезлинию ЯКР (2),Однако точность привязки к резонансной частоте ЯКР, а следовательно, и точность .измерения в значительной степени ухудшается наличием паразитного сигнала, сопровождающего частотную модуляцию.15 Кроме того, наводка от мощныхвнешних. радиоизлучающих объектовможет быть принята как ложный сигнал.Для компенсации паразитпого сигнала и распознавания ложного сигнала в известных устройствах применяются специальные методы и схемы, так,например, в известном преобразователе параэитный сигнал вычитается25 из сумматора, для чего определяетсяего величина.После подтверждения истинностисигнала ЯКР с помощью схемы, котораясравнивает величину сигнала послеЗО синхронного детектора с заранееустановленным уровнем производитсяопределение уровня паразитной модуляции.Для этого частота порогового генератора (детектора ЯКР) скачкообразно изменяется на +Я (14 й5 кГц), 5 .т. е. частота отводится поочередноза пределы резонансной линии ЯКР,На этих частотах выход синхронного детектора измеряется и запоминается. Средняя величина этих сйгналов принимается за уровень паразитной модуляции. После этого частотагенератора возвращается к линии ЯКР.Такая операция производится несколь"ко раз, пока ошибка не будет сведена 15к установленному минимуму. В этотмомент производится измерение частоты генератора.Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства засчет компенсации сигнала паразитноймодуляции и устранения влияния ложного сигнала,Поставленная цель достигаетсятем, что в ядерно-квадрупольный измерительный преобразователь, содержащий приемный резонансный контурс чувствительным элементом, соединенным с детектором ядерного квадрупольного резонанса, к первому выходу которого подсоединен частото 30мер, а к второму выходу - синхронный детектор, запоминающее устройство, соединенное с сумматором, выход которого соединен с приемнымрезонансным контуром, модуляционный 35генератор, первый выход которого соединен с приемным резонансным контуром и выходом мостовой схемы, авторой вход модуляционного генератора соединен с синхронным детектором, вход мостовой схемы соединенс терморезистором, введены делительчастоты, дополнительная обмотка итри ключа, причем дополнительнаяобмотка расположена на внешней поверхности приемного резонансногоконтура и подключена к источникупостоянного напряжения через первыйключ, управляющий вход которого соединен с выходом делителя частоты 50и .управляющим входом второго клю-,ча, инверстный выход делителя частоты соединен с управляющим входомтретьего ключа, вход делителя частоты соединенс третьим выходоммодуляционного генератора, входыторого и третьего ключа соединенывыходом синхронного детектора, вывторого и третьего ключа соединены с входом запоминающего устройства. 60На Фиг. 1 представлена структурная электрическая схема ядерноквадрупольного резонансного измерительного преобразователя; на фиг.2- 65 диаграмма определения уровней паразитного и полезного сигналов.Преобразователь содержит (фиг.1) приемный резонансный контур 1 с чувствительным элементом, на внешней поверхности которого расположена дополнительная обмотка, 2, детектор 3 ЯКР, синхронный детектор 4, запоминающее устройство 5 (состоящее из конденсаторов), сумматор 6, модуляционный генератор 7, делитель 8 частоты, ключи 9 - 11, мостовую схему 12, терморезистор 13 и частотомер 14.На диаграмме (фиг. 2) показана резонансная линия 15 ЯКР, напряжение 16 сигнала на выходе ЯКР-детектора, форма сигнала частотной модуляции 17, напряжение полезного сигнала 18 ЯКР на выходе синхронного детектора, напряжение сигнала 19 паразитной модуляции на выходе синхронного детектора.Устройство работает следующим образом.аналоговый сигнал мостовой схемы 12 управляет частотой ЯКР-детектора3, удерживая ее вблИЗИ рЕзоцанСНОй линии 15 ЯКР,и тем самым обеспечивая работоспособность ЯКР-термопреобразователя.В результате частотной модуляции несущей (Фиг. 2), создаваемой модуляционным генератором 7 с частотой т = 240 гц, на выходе синхронного детектора 4 появляется напряжение, которое через открытый ключ 10 и суююатор 6 поступает на подстроечный варикап в приемном резонансном контуре, подстраивая частоту ЯКР-детектора 3 к резонансной линии 15.При этом сигнал 19 паразитной модуляции или ложный сигнал, складываясь с сигналом ЯКР вызывает ошибку привязки к резонансной частоте ЯКР.Для исключения этой ошибки использована чувствительность сигнала ЯКР к магнитному полю. При наложенки достаточно интенсивного магнитного поля.сигнал ЯКР подавляется. Магнитное поле .создается дополнительной обмоткой 2. При возникновении импульса иа инверсном выходе делителя 8 частоты ключи 9 и 11 открываются, а ключ 10 закрывается. В дополнительную обмотку 2 .поступает импульс тока. Сигнал ЯКР подавляется создаваемым магнитным полем, при этом на выходе синхронного детектора 4 будет действовать только напряжение, создаваемое паразитной модуляцией 19, ложным сигналом и дрейфом нуля усилителя, т. е. сигнал, подлежащий компенсации.Это напряжение запоминается конденсатором запоминающего устройства5 и вычитается в сумматоре 6 изобщего сигнала,Таким образом, на выходе сумматора 6 получается напряжение пропорциональное полезному сигналу 18 ЯКР,все другие сигналы подавляются.Предлагаемое устройство позволяетс высокой точностью следить эа уровнем паразитных и ложных сигналовобеспечивая точное выделение полезного сигнала ЯКР, что,в свою очередь, позволяет с высокой точностью:измерять инФормационный сигнал"частоту ЯКР.Формула изобретенияЯдерно-квадрупольный измерительный преобразователь, содержаэеюй приемный резонансный контур с чувствйтельным элементом, .соединенный сдетектором ядерного квадрупольногорезонанса, к первому выходу кото"рого подсоединен частотомер, а квторому выходу ." синхронный детектор, запоминающее устройство, соединенное с сумматором, выход которого соединен с приемным резонанс"ным контуром,.модуляционный генератор, первый выход которого соединен с приемным резонансным конту-.:ром й выходом мостовой .схемы, авторой вход модуляционного генератора соединен с синхронным детектором, вход мостовой схемы соединенс терморезистором, о т л н ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью позы"щения точности и надежности эа счеткомпенсации сигнала параэитной.модуляции и устранения влияния ложногосигнала, в него введены делительчастоты, дополнительная обмотка итри ключа, причем дополнительнаяобмотка расположена на внешней поверхности приемного резонансногоконтура и подключена к источнику постониного напряжения через первый .ключ, управляющий вход которогосоединен с выходом делителя частоты и управляющим входом второго клю 13 ча,.инверсный выход делителя .частоты соединен с управляющим входомтретьего ключа, вход делителя частоты соединен с третьим. выходоммодуляцисеного генератора, входы39 второго и третьего .ключа соединены.с выходом синхронного детектора, выходы второго и третьего ключа соединены с входом запоминающего устройства.25 Источники инФормации,принятые во внимание нри экспертизе1. Лабри; ЭнФант и Ванье. ЯКРтермометр.-фПриборы для научныхисследований, 1971, и 1, с.26-30.2. Иатент лСИЙ Р 4063150,кл. 324-5, опублик . 1977 (прототип) .911267 Составитель В.ПокатиловРедактор О.Юрковецкая Техред Т. Маточка орректор А тк Тираж 883 Пственного комитета СССРобретений и открытийЖ, Раушская наб., д, 4 109/28 ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, МоскваЗаказ 1 исное филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул, Проектн