ДАТЧИК ЯКР Российский патент 2013 года по МПК G01N24/08 

Предлагаемое техническое решение относится к радиоспектрометрии и может быть использовано для обнаружения веществ, обладающих ядерным квадрупольным резонансом.

Известен «Датчик импульсного спектрометра ядерного квадрупольного резонанса» (RU 2239823 С1, опубл. 10.11.2004 г.). Он содержит генератор, катушку индуктивности с образцом и конденсатор, образующие резонансный контур, предусилитель, включенные встречно-параллельно диоды, одна точка соединения которых подключена к входу предусилителя, а другая заземлена, емкость и индуктивность, один вывод которой заземлен, другой вывод подключен к емкости. Индуктивность связана общим магнитным полем с катушкой индуктивности с образцом. Второй вывод емкости соединен с предусилителем, причем один вывод первичной обмотки дополнительно введенного трансформатора заземлен, а другой подключен к выходу генератора, вторичная обмотка трансформатора включена между катушкой с образцом и конденсатором резонансного контура, причем первичная обмотка трансформатора выполнена с возможностью переключения количества витков.

Известен также «Датчик импульсного радиоспектрометра» (RU 2204823 С1, опубл. 20.05.2003 г.). Он содержит параллельный колебательный контур, включающий конденсатор и последовательно включенные согласующую катушку индуктивности и катушку индуктивности с образцом, узел связи с передатчиком, индуктивно связанный с согласующей катушкой, а также активный демпфер, индуктивно связанный с согласующей катушкой, узел связи с приемником, индуктивно связанный с согласующей катушкой, причем добротность и индуктивность согласующей катушки больше добротности и индуктивности катушки, плотно охватывающей образец.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является «Датчик импульсного радиоспектрометра» (RU 2207552 С1, опубл. 27.06.2003 г.). Он содержит катушку с образцом, устройство защиты, малошумящий усилитель, ключ, детектор и пороговое устройство, причем один вывод катушки с образцом подключен к передатчику, а другой заземлен, один вывод устройства защиты соединен с входом малошумящего усилителя, другой вывод устройства защиты заземлен. Первый вход ключа и вход детектора объединены и соединены с выходом передатчика, выход детектора соединен с входом порогового устройства. Выход порогового устройства подключен ко второму входу ключа, выход которого соединен с входом малошумящего усилителя.

Недостатком известных устройств является неравномерное распределение магнитного поля в рабочей области датчика ЯКР.

Техническим результатом предлагаемого датчика ЯКР (ядерного квадрупольного резонанса) является достижение возможности создания равномерного магнитного поля в рабочей области датчика ЯКР, что позволяет производить устойчивое обнаружение взрывчатых веществ (ВВ) на любой части тела человека, находящегося внутри рабочей области датчика ЯКР.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что датчик ЯКР содержит передатчик, малошумящий усилитель, вход которого соединен с выходом устройства защиты, и катушку.

Новым в предлагаемом датчике ЯКР является введение первого устройства согласования и связи, второго устройства согласования и связи. Выход передатчика подключен к входу первого устройства согласования и связи, выход которого связан с катушкой индуктивности, выход второго устройства согласования и связи подключен ко входу устройства защиты. Катушка индуктивности связана также со вторым устройством согласования и связи, выполнена из n частей с возможностью перемещения этих частей относительно вертикальной оси катушки, содержащей m витков, с равномерной плотностью расположения витков, где n и m - целые числа ≥2.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого датчика ЯКР

На фиг.2 представлена конструкция катушки.

Датчик ЯКР содержит передатчик 1, первое устройство согласования и связи 2, второе устройство согласования и связи 3, устройство защиты 4, малошумящий усилитель 5 и катушку 6. Вход малошумящего усилителя 5 соединен с выходом устройства защиты 4. Выход передатчика 1 подключен к входу первого устройства согласования и связи 2, выход которого связан с катушкой индуктивности 6, выход второго устройства согласования и связи 3 подключен к входу устройства защиты 4. Катушка индуктивности 6 связана также со вторым устройством согласования и связи 3, выполнена из n частей с возможностью перемещения этих частей 7 относительно вертикальной оси катушки, содержащей m витков 8, с равномерной плотностью их расположения, где n и m - целые числа ≥2.

Передатчик 1 формирует импульсные посылки. Частота заполнения соответствует частоте ЯКР вещества, на поиск которого настроен датчик ЯКР. Через первое устройство согласования и связи 2 радиочастотные колебания передаются в катушку индуктивности 6. Устройство возбуждает искомое вещество, которое после окончания импульса продолжает некоторое время излучать магнитные волны с частотой ЯКР. Принятый от вещества сигнал через второе устройство согласования и связи 3, через устройство защиты 4 подается на вход малошумящего усилителя 5. Второе устройство согласования и связи 3 передает сигнал, принятый катушкой индуктивности 6, на вход малошумящего усилителя 5 с минимальными потерями. Устройство защиты 4 защищает вход малошумящего усилителя 5 от повреждения импульсом большой мощности во время посылки передатчика 1.

Для входа человека внутрь рабочей зоны датчика ЯКР несколько из n частей катушки индуктивности перемещаются, например две ее части, а остальные могут оставаться неподвижными, открывая проход внутрь рабочей зоны датчика ЯКР. После входа человека внутрь перемещение открытых частей катушки осуществляется в обратном направлении. Затем производится цикл обнаружения ВВ. Равномерная плотность распределения витков катушки индуктивности, возможность перемещения ее частей для создания закрытой магнитной системы позволяют добиться высокой равномерности и концентрации магнитного поля в рабочем объеме датчика ЯКР и, соответственно, получить высокую чувствительность во всем рабочем объеме датчика ЯКР и устойчивое обнаружение ВВ в любом месте тела человека. После завершения цикла обнаружения ВВ части катушки индуктивности перемещаются, открывая выход человека из нее.

Использование: для обнаружения веществ, обладающих ядерным квадрупольным резонансом. Сущность заключается в том, что датчик ЯКР содержит передатчик, малошумящий усилитель, вход которого соединен с выходом устройства защиты, и катушку, при этом введены первое устройство согласования и связи и второе устройство согласования и связи, выход передатчика подключен к входу первого устройства согласования и связи, выход которого связан с катушкой индуктивности, выход второго устройства согласования и связи подключен к входу устройства защиты, а катушка индуктивности, связанная также со вторым устройством согласования и связи, выполнена из n частей с возможностью перемещения этих частей относительно вертикальной оси катушки, содержащей m витков, с равномерной плотностью их расположения, где n и m - целые числа ≥2. Технический результат: обеспечение возможности создания равномерного магнитного поля в рабочей области датчика ЯКР. 2 ил.

Датчик ЯКР, содержащий передатчик, малошумящий усилитель, вход которого соединен с выходом устройства защиты, и катушку, отличающийся тем, что введены первое устройство согласования и связи и второе устройство согласования и связи, выход передатчика подключен к входу первого устройства согласования и связи, выход которого связан с катушкой индуктивности, выход второго устройства согласования и связи подключен к входу устройства защиты, а катушка индуктивности, связанная также со вторым устройством согласования и связи, выполнена из n частей с возможностью перемещения этих частей относительно вертикальной оси катушки, содержащей m витков, с равномерной плотностью их расположения, где n и m - целые числа ≥2.