Расходомер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i >958860

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.02.81 (21) 3244836/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (51) М.К .

G 01 F 1/62 (53) УДК 681.121 (088.8) Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25.09.82 по делам нзебретеннй и открмтий (72) Авторы изобретения

Г. С. Полубесов и В. П. Бо (71) Заявитель (54) РАСХОДОМЕР.Гасударственный кемнтет (23) Приоритет—

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода жидкостей с использованием эффекта ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Известен расходомер, состоящий из магнитного поляризатора, трубопровода и двух датчиков, размещенных на фиксированном расстоянии вдоль трубопровода. Датчики представляют собой радиочастотные катушки, подключенные к генераторам гармонических колебаний. С помощью первого по потоку датчика создается деполяризация или отклонение вектора намагниченности жидкости от заданного, и в потоке образуется отмеченный участок жидкости, движущийся со скоростью потока (1).

Однако нестабильность генераторов приводит к неточности измерения расхода. При изменении частоты первого датчика зона возникновения ЯМР имеет продольное перемещение вдоль трубопровода.

Известен также расходомер, который содержит магнитные системы поляризатора и анализатора, трубопровод с диэлектрическими стенками, размещенный в воздушных зазорах магнитных систем, катушки отметчика и датчика сигналов ЯМР, размещенные соосно с трубопроводом, генераторы радиочастоты, питающие катушки отметчика и датчика ЯМР, детектор, демодулятор сигналов ЯМР и электронный ключ, причем второй выход генератора радиочастоты, питающего катушку датчика сигналов ЯМР соединен через детектор и демодулятор низкочастотной огибающей сигналов ЯМР с ключом, включенным между генератором радиочастоты, питающим катушку отметчика, и усилителем мощности, подсоединенным к катушке,отметчика (2).

Недостатком этого расходомера является то, что нестабильность генератора, питающего катушку отметчика, приводит к изменению величины измерительной базы

1Π— расстояния между фактическим сечением нанесения отметки в намагниченности потока и катушкой датчика сигналов ЯМР.

К изменению длины измерительной базы приводит также изменение напряженности магнитного поля Н в зоне радиочастотной катушки отметчика, например, вследствие колебаний температуры И окружающей среды или жидкости в трубопроводе.

958860

Сдвиг зоны, в которой наносится метка, определяется выражением где К вЂ” температурный коэффициент изменения магнитного поля.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет стабилизации длины измерительной базы.

Указанная цель достигается тем, чтр в расходомере, содержащем магнитные системы поляризатора и анализатора, трубопро. вод с диэлектрическими стенками, размещенный в воздушных зазорах магнитных систем, катушки отметчика и датчика сигналов ядерного магнитного резонанса, размещенные соосно с трубопроводом, генератор радиочастоты, детектор, демодулятор низкочастотной огибающей сигналов ядерного магнитного резонанса, причем первый выход генератора радиочастоты соединен с катушкой датчика сигналов ядерного магнитного резонанса, второй его выход через детектор соединен с демодулятором низкочастотной огибающей сигналов ядерного магнитного резонанса, а усилитель мощности соединен с катушкой отметчика, введены делитель частоты и частотный фильтр, причем второй выход генератора радиочастоты соединен дополнительно с усилителем мощности через последовательно соединенные делитель частоты и частотный фильтр, а выход демодулятора низкочастотной огибающей сигналов ядерного магнитного резонанса соединен со стробирующим входом делителя частоты.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого расходомера.

Расходомер состоит из магнитной системы поляризатора 1, магнитной системы анализатора 2, трубопровода 3 с диэлектрическими стенками. В зазоре магнитной системы анализатора, в равномерном магнитном поле находится катушка 4 датчика сигналов ЯМР, с подключенным к ней генератором радиочастоты 5. Вход генератора 5 соединен со схемой автоподстройки частоты 6, а выход — с детектором 7.

Выход генератора 5 соединен также через делитель частоты 8, фильтр 9 и усилитель мощности 10 с катушкой отметчика 11, расположенной в области градиента магнитного поля анализатора. Выход детектора 7 соединен с демодулятором 12 низкочастотной огибающей сигналов ЯМР, а выход демодулятора 12 соединен со стробирующим входом делителя частоты 8.

Расходомер работает следующим образом.

Амплитуда сигнала ЯМР или ее полярность дает информацию о магнитной поляризации жидкости в объеме катушки 4.

В расходомере катушка отметчика ll npu подаче на нее радиочастоты осуществляет инверсию намагниченности протекающей через нее жидкости.

Участки жидкости с противоположным направлением намагниченности позволяют получить в детекторе 7 сигналы ЯМР с амплитудами разного знака, в результате чего в демодуляторе 12 возникает перепад напряжения.

Этот перепад напряжения воздействует на стробирующий вход делителя частоты 8, разрешая или запрещая появление радиочастотного поля в катушке отметчика 11.

Если 3 измерительная база, а W скорость течения жидкости, то через время транспортирования ht = -g — фронт измененной наf магниченности жидкости достигнет среднего сечения катушки 4 и сигнал ЯМР изменит свою полярность. Это изменение по цепи обратной связи переключит режим нанесения отметки в потоке.

Частота повторения этих циклов Я

= — пропорциональна скорости

2ht течения жидкости, что при постоянстве сечения S на длине измерительной базы пропорционально расходу Q.

Таким образом, Из представленной формулы очевидно. влияние В на точность измерения расхода.

Изменение напряженности магнитного поля, создаваемого системой анализатора 2 приводит к изменению (ц.

В расходомере компенсация изменения L осуществляется путем поддержания резонансных условий как в катушке 4 датчика .сигналов ЯМР, так и в зоне катушки отметчика 11.

Изменение напряженности магнитного поля в зоне катушки 4 отслеживается с помощью автоподстройки частоты, в то время как изменение напряженности магнитного поля в зоне катушки 11 отметчика, пропорциональное изменению напряженности поля в зоне катушки 4, не вызывает изменения величины Ц, поскольку катушка 1.1 питается от генератора 5 через делитель частоты 8, фильтр 9 и усилитель мощности 10.

Подобную схему подачи радиочастоты в катушку 11 от генератора 5 можно реализовать всегда, так как катушка 11 находится в зоне градиента магнитного поля анализатора 2, т. е. в более слабом магнитном поле.

Расходомер обеспечивает бесконтактное измерение расхода неэлектропроводящих жидкостей в диапазоне 0,005 — 0,1 м /ч и может быть использован при автоматизации периодических и непрерывных процессов по производству кинофотоматериалов и пластмасс, где требуется осуществлять дозирование и стабилизацию малых расходов агрессивных компонентов и катализаторов с высокой точностью.

958860

Формула изобретения

Составитель С.,Лебедев

Редактор Н. Киштулинец Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ 6768/55 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Расходомер, содержащий магнитные системы поляризатора и анализатора, трубопровод с диэлектрическими стенками, размещенный в воздушных зазорах магнитных систем, катушки отметчика и датчика сиг налов ядерного магнитного резонанса, размещенные соосно с трубопроводом, генератор радиочастоты, детектор, демодулятор низкочастотной огибающей сигналов ядерного магнитного резонанса, причем первый выход генератора . радиочастоты соединен с катушкой датчика сигналов ядерного магнитного резонанса, второй его выход через детектор соединен с демодулятором низкочастотной огибающей сигналов ядерного магнитного резонанса, а усилитель мощности соединен с катушкой отметчика, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены делитель частоты и частотный фильтр, причем второй выход генератора радиочастоты соединен дополнительно с усилителем мощности через последовательно соединенные делитель частоты и частотный фильтр, а выход демодулятора низкочастотной огибающей сигналов ядерного магнитного резонанса соединен со стробирующим входом делителя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 143567, кл. G 01 F I/00, 1961.

2. Екатеринин В. В. и др. Импульсночастотный ЯМР расходомер. — «Измерительная техника», № 3, 1965, с. 54.