Способ одновременного определения температуры и давления

 

Сущность изобретения: на термочувствительный образец из вещества, содержащего ядра с трехуровневым неэквидистантным энергетическим спектром , последовательно воздействуют радиочастотным импульсом с частотой заполнения, равной сумме частот двух соседних переходов в энергетическом спектре , а затем двумя разночастотными импульсами с частотами заполнения, равными частотам этих переходов. По частоте сигнала ядерного квадрупольного резонанса на переходе,,имеющем наибольший температурный коэффициент частоты, определяют температуру, а на переходе, имеющем наибольший барический коэффициент частоты - давление. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 6 01 К 7/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4814352/10

Ф (22) 22.02;90 (46) 07,06.93. Бюл, М 21 (71) Пермский государственный университет им.А.M. Горького (72) А.С.Ким (56) Бобков Ю,Н., Магера P.Â. Импульсный квадрупольный ядерный термометр. — Измерительная техника, 1982, hl 3.

Ажеганов А.С. и др. О возможности одновременного измерения температуры. и давления методом ЯКР. Пермь, 1982, М 5955-82, деп., стр, 1-8. (54) СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области квантовой радиофизики и предназначенд для контроля и измерения. температуры и давления в различных физических и технологических процессах.

Цель изобретения — повышение точности.

На фиг. 1 представлена схема трехуровневой неэквидистантной квадрупольной спин-системы на фиг. 2 — импульсная программа, по которой производят возбуждение сигналов; на фиг. 3 — структурная схема возможного устройства для реализации способа; на фиг. 4 и 5 — температурные и барические зависимости частот ЯКР в $ЬС!з при одночастотном воздействии Sb.

Устройство состоит иэ программного блока (1) со стробируемыми усилителями; блока управления (2) задающими генераторами; генераторов первого (3) и второго (5) каналов; смесителя (4); предварительных

„„5U„„1820238 А1 (57) Сущность изобретения: на термочувствительный образец из вещества, содержащего ядра с трехуровневым . неэквидистантным энергетическим спектром, последовательно воздействуют радиочастотным импульсом с частотой заполнения, равной сумме частот двух соседних переходов в энергетическом спектре, а затем двумя разночастотными импульсами с частотами заполнения, равными частотам этих переходов. По частоте сигнала ядерного квадрупольного резонанса на переходе, имеющем наибольший температурный коэффициент частоты, определяют температуру, а на переходе, имеющем наибольший барический коэффициент частоты — давление. 5 ил.

l усилителей первого (6), второго (8), третьего (7) каналов; конечных усилителей первого (9), второго (11), третьего (10) каналов; индикаторов температуры (12); преобразователя частота-температура (13); трехчастотного датчика с образцом (14); преобразователя частота †давлен (15); индикатора давле- С низ (16); измерителей частот сигналов пер- M вого (17), второго (21), третьего (22) каналов; (ф3 усилителей сигналов первого (18), второго QQ (20), третьего (19) каналов; осциллографа (23); смесителя частот сигиалов первого и второго каналов (24), нуль-органа (25).

Способ осуществляют следующим образом, . .На вещество воздействуют сначала Рчимпульсом с частотой заполнения, равной сумме частот двух соседних переходов, т,е. .Шв+1, m — 1 = 0)в +1, m +Ct>m, m — 1

7820238

Этот РЧ-импульс формируется в третьем канале.

Через время t, которое устанавливается меньше времени поперечной релаксации, одновременно воздействуют РЧ импульсами с частотами заполнения

N +1, m N Nm, — 1, Они формируются в первом и во втором каналах.

При этом наблюдаются три сигнала. На частоте в„+1,, — i сигнал с амплитудои.

-. 10

° (t-2ò } наблюдается в момент времени t = 2ã.

На частоте Nm + 1, m — 1 сигнал с амплитудой . 20 ние линий в

25 ления в +1 1 раэ. 3а счет выбо30 (1 + +à m m+ 1, m m— 1 )

СО +1, „. На частоте sum, m — 1 сигнал с амплитудой

Еп, m-1 = 2(lx)m; m-1 (С(хь усzt) .

45

Здесь (lx)m+1, m-1, (lx)m+1. m и (lx)m, а-1—

1 I элементы матрицы оператора lx в представ- 50 лении квадрупольного гамильто.ниана <с1, а

А, В, С являются тригонометрическими функциями угловых длительностей радиочастотных импульсов.

em+i 1= 2(l„ )m+, m-1 (А(х, уь zi) .

° Nm+1, m — 1 Sill ив+1, m — 1 °

Em+1. m = 2(1х)я+1. m (В(хь уь zt)

I щи+1,m — 1 соз Ма+1,m(t наблюдается в момент времени curn + <, и — 1 сов са и, наблюдается в момент времени

Мв+";,в — 1 т=(1+ " )т

Мв,m — 1

Вещество выбирается такое, чтобы на одном из наблюдаемых соседних переходов был наибольший температурный коэффициент частоты, а на другом. соседнем, переходе, — наибольший барический коэффициент частоты (см. фиг. 4 и 5).

По величине частоты сигнала на переходе 1/2-3/2 определяется значение температуры, а по величине частоты сигнала на переходе 3/2-5/2 — значение давления.

Правильность определения этих величин контролируется по величине частоты третьего, суммарного, перехода 1/2 — 5/2.

Полученное увеличение интенсивно-, стей сигналов в в +1, m — q раз и суженению с обычными сигналами при одночастотном воздействии) ведет к увеличению точности измерения частоты, а это в свою очередь естественно ведет к повышению точности определения температуры и давра вещества можно еще повысить точность, выбрав вещество с еще большими температурными и барическими коэффициентами частот.

Формула изобретения

Способ одновременного определения температуры и давления, заключающийся-в размещении на объекте термочувствительного образца из вещества, содержащего ядра с трехуровневым неэквидистантным энергетическим спектром, воздействии на образец двумя радиочастотными импульсами с частотами заполнения, равными частотам двух соседних .переходов в энергетическом спектре, и измерении частоты сигнала ядерного квадрупольного резонанса на этих переходах, отл ича ющий с я тем, что, с целью повышения точйости, на термочувствительный образец предварительно воздействуют дополнительным радиочастотным импульсом с частотой заполнения, равной сумме частот двух соседних переходов. в энергетическом спектре, при этом температуру определяют по частоте сигнала на переходе, имеющем наибольший температурный коэффициент частоты, а давление — по частоте сигнала.на переходе, имеющем наибольший барический коэффициент частоты.

3820238

1820238

37

80 120 f60 200 210 280 Т K

Фиг. 4

67,8

67,7

67,6

37,5

37,Ч

0 400 200 300 400 500 Р

3 @ 1

Фиг. 5

Составитель А. Ким

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор Н, Милюкова

Редактор С. Кулакова

Заказ 2024 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

113035. Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский. комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101