Способ измерения скорости течения жидкости в естественных водоемах

 

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН И

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 13.111.1969 (№ 1318263/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано О1 Vll.1971. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 14.IX.1971 б 01п 27/78

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

539.1.078,539.142.3 (088.8) ВСГСС :1 >il

Автор изобретения

П. М. Бородин

Заявитель Ленинградский государственный университет им. А. А. Жданова

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ

В ЕСТЕСТВЕННЪ|Х ВОДОЕМАХ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании приборов для измерения средней скорости ламинарного и турбулентного течения воды в естественных водоемах (океане, море, реке и т. д;).

Известен способ измерения скорости течения V и расхода P жидкостей, основанный на использовании свободной прецессии ядер в магнитном поле Земли. В этом прототипном способе используется предварительная поляризация магнитных ядер достаточно сильным поляризующим магнитным полем Н„, ориентированным в плоскости, перпендикулярной к

1 вектору земного поля Н,.

Амплитуда сигнала свободной прецессии ядер (после выключения Нр) будет убывать по экспоненциальному закону с постоянной времени Т„называемой временем спиновой памяти фазы или временем спин-спиновой релаксации.

При известном способе датчик ядерного магнитного резонанса выполнен в виде двух тороидов, через которые последовательно, но в разных направлениях протекает контролируемая жидкость. Измеряется фазовый сдвиг э.д.с. индуцированных в обмотках тороидов, пропорциональный скорости течения V или расходу P жидкости, протекающей через датчик.

Прототипный способ при использовании его для измерения скорости течения в естественных водоемах позволяет измерять V и Р жидкости, протекающей через датчик внутри тороидов. Поскольку при этом регистрируемая скорость течения за счет гидродинамического

10 сопротивления датчика уменьшается примерно в 1,5 и более раз по сравнению с V измеряемого внешнего потока, то возможна погрешность измерения ЛР. Величина Л1 зависит не только от неточности градуировки, но

15 и от измерения гидродинамического сопротивления датчика за счет засорения изогнутого трубопровода. Кроме того, указанный способ предназначен лишь для измерения скорости ламинарного течения.

20 При измерении течения в естественных водоемах желательно регистрировать как ламинарное, так и турбулентное движение воды.

При этом датчики должны иметь минимальное гидродинамическое сопротивление, чтобы

25 не искажать характер течения в естественном потоке.

В предлагаемом способе это достигается тем, что в контролируемую область жидкости погружают датчик сигналов ЯМР, соединенЗО ный с электронной схемой одним коаксиаль308342 (t) = е,ехр — —,), f x (5) Предмет изобретения

Т и без него Т

1 1 1

Т Т Т

Составитель Л. Сибельдина

Текред Т. П. Курилко Корректор Л. А. Царькова

Редактор Ю. Полякова

Заказ 2457/15 Изд. № 1044 Тираж 473 Подписное

Е!НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2 прецессии будет происходить с эффективной постоянной времени Т где ео — начальная амплитуда;

1 1 1

Т

+ эффективная скорость затухания сигнала свободной прецессии за счет спин — спиновой релаксации (Т ) и течения жидкости (Т„) .

Для данноиизмеряемой жидкости — =const

Т и может быть измерена в случае неподвиж/ 1 ной жидкости — =0 по затуханию наблю, Т.„ даемого сигнала. Следовательно, скорость течения жидкости и ее изменение могут быть определены по разности скоростей затухания амплитуды сигнала е(/) при наличии течения

Проведенная экспериментальная проверка предлагаемого способа измерения в морской воде показала, что при скорости течения порядка 20 сл/сек скорость затухания сигнала свободной прецессии ядер уменьшается приблизительно B 3 раза.

Способ измерения скорости течения жидкости в естественных водоемах, в котором методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) регистрируют сигнал свободной прецессии ядер контролируемой жидкости в магнитном поле Земли, при этом жидкость предварительно намагничивают неоднородным магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью измерения средней скорости ламинарного и турбулентного течений, в контролируемую область жидкости погружают датчик сигналов

ЯМР, соединенный с электронной схемой одним коаксиальным кабелем и выполненный в виде двух или нескольких плоских измерительных катушек, и регистрируют скорость затухания сигнала ЯМР от жидкости, движущейся во внешней области катушек, которые до измерения служат для предварительного намагничивания жидкости.