Ядерно-квадрупольный измерительный преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<111911267 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230680 (21) 2943557/18-25 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 070382. Бюллетень Йо

f$)) + g 3

6 01 И 24/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

1Щ УДК 539. 143. 43 (088. 8) Дата опубликования описания 07 ° 03 ° 82

В.Г. Кравцов, A.IttI.Ëåíoâàíêo, A.A. Смагина и Н.О.Саевич (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

ltd", (54) ЯДЕРНО-КВАДРУПОЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к ядерно-квадрупольной резонансной (ЯКР) термометрии и ЯКР-измерителям давления °

Известны ЯКР-преобразователи, используемые для измерения температуры (1) .

Однако в известных устройствах схема не защищена от влияния ложных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому . 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 частоте

ЯКР осуществляется с помощью сигнала первой производной от резонансной линии ЯКР, получаемой методом частотной модуляции несущей при про" хождении через линию ЯКР (2).

Однако точность привязки к резонансной частоте ЯКР, а следовательно, и точность .измерения в значительной степени ухудшается наличием паразитного сигнала, сопровождающего частотную модуляцию.

Кроме того, наводка от мощных внешних. радиоизлучающих объектов может быть принята как ложный сигнал.

Для компенсации паразитцого сигнала и распознавания ложного сигнала в известных устройствах применяются специальные методы и схемы, так, например, в известном преобразователе параэитный сигнал вычитается

25 из сумматора, для чего определяется его величина.

После подтверждения истинности сигнала ЯКР с помощью схемы, которая сравнивает величину сигнала после

ЗО синхронного детектора с заранее установленным уровнем производится определение уровня паразитной модуляции.

Для этого частота порогового генератора (детектора ЯКР) скачкообразно изменяется Hà +gf ()4 f t 5 кГц), 5 . т. е. частота отводится поочередно за пределы резонансной линии ЯКР, На этих частотах выход синхронного детектора измеряется и запоминается. Средняя величина этих сйг- 1() налов принимается за уровень паразитной модуляции. После этого частота генератора возвращается к линии ЯКР.

Такая операция производится несколь" ко раз, пока ошибка не будет сведена 15 к установленному минимуму. В этот момент производится измерение частоты генератора.

Цель изобретения — повышение точности и надежности устройства за счет компенсации сигнала паразитной модуляции и устранения влияния ложного сигнала.

Поставленная цель достигается тем что в ядерно-квадрупольный измерительный преобразователь, содержащий приемный резонансный контур с чувствительным элементом, соединенным с детектором ядерного квадрупольного резонанса, к первому выходу которого подсоединен частото30 мер, а к второму выходу - синхронный детектор, запоминающее устройство, соединенное с сумматором, выход которого соединен с приемным резонансным контуром, модуляционный 35 генератор, первый выход которого соединен с приемным резонансным контуром и выходом мостовой схемы, а второй вход модуляционного генератора соединен с синхронным детекто- 49 ром, вход мостовой схемы соединен с терморезистором, введены делитель частоты, дополнительная обмотка и три ключа, причем дополнительная. обмотка Расположена на внешней по- 45 верхноати приемного резонансного контура и подключена.к источнику постоянного напряжения через первый ключ, управляющий вход которого соединен с выходом делителя частоты и .управляющим входом- второго ключа, инверстный выход делителя частоты соединен с управляющим входом третьего ключа, вход делителя частоты соединен с третьим выходом модуляцибнного генератора, входы торого и третьего ключа соединены выходоМ синхронного детектора, вывторого и третьего ключа соединены с входом запоминающего устройства. 60

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема ядерноквадрупольного резонансного измерительного преобразователя; на фиг.2диаграмма 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 RKP на выходе синхронного детектора, напряжение сигнала 19 паразитной модуляции на выходе синхронного детектора. устройство работает следующим образом. аналоговый сигнал мостовой схемы

12 управляет частотой RKP-детектора

3, удерживая ее вблИЗИ рЕзоканСНОй линии 15 ЯКР,и тем самым обеспечивая работоспособность ЯКР-термопреобразователя.

В результате частотной модуляции несущей (фиг. 2), создаваемой модуляционным генератором 7 с частотой

240 Гц, на выходе синхронного детектора 4 появляется напряжение, которое через открытый ключ 10 и суычатор 6 поступает на подстроечный варикап в приемном резонансном контуре, подстраивая частоту RKp-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 устройства

911267

5 и вычитается в сумматоре б из общего сигнала.

Таким образом, на выходе сумматора 6 получается напряжение пропорциональное полезному сигналу 18 ЯКР, все другие сигналы подавляются.

Предлагаемое устройство позволяет с высокой точностью следить эа уровнем паразитных и ложных сигналов обеспечивая точное выделение nonesного сигнала ЯЕР, что,в свою очередь, позволяет с высокой точностью

:измерять информационный сигнал-частоту ЯКР.

Формула изобретения

Ъ

Ядерно-квадрупольный измерительный преобразователь, содержащий приемный резонансный контур с чувствйтельным элементом, .соединенный с. детектором ядерного квадрупольного резонанса, к первому выходу которого подсоединен частотомер, а к второму выходу . синхронный детектор, запоминающее устройство, сое" диненное с сумматором, выход которого соединен с приемным резонансным контуром,.модуляционный гейератор, первый выход которого соединен с приемным резонансным конту-:

:ром и выходом мостовой .схемы, а второй вход модуляционного генератора соединен с синхронйым детектором, вход мостовой схемы соединен с терморезистором, о т л н ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности эа счет компенсации сигнала параэитной.модуляции и устранения влияния ложного сигнала, в него введены делитель .частоты, дополнительная обмотка и три ключа, причем дополнительная обмотка расположена на внешней поверхности приемного резонансного контура и подключена к источнику пос. тониного напряжения через первый ключ, управляющий вход которого соединен с выходом делителя частоты и управляющим входом второго клю1З ча,.инверсный выход делителя .частоты соединен с управляющим входом третьего ключа, вход делителя частоты соединен с третьим выходом модуляционного генератора, входы

39 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 при экспертизе

1. Лабри; Энфант и Ванье. ЯКРтермометр.- Приборы для научных исследований, 1971, 9 1, с.26-30. 2. Патент . лСИВ Р 4063350, . кл. 324-5, опублик . 1977 (прототип) .

911267

Заказ 1109/28 Тираж 883

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В.Покатилов

Редактор О.Юрковепкая Техред Т. Маточка Корректор A.Äçÿòêî