Устройство для детектирования сигнала ядерного магнитного резонанса влагомера Советский патент 1986 года по МПК G01N24/08 

Изобретение относится к спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР), а более конкретно к устроствам для детектирования сигналов поглощения и ЯМР-детекторам влагомеров.

Цель изобретения - повьшение точности детектирования сигналов ЯМР за счет уменьшения временной и температурной погрешности устройства и увеличения линейности детектирования сигналов. ЯМР.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства. Схема содержит катушку 1 индуктивности, пробу 2 с исследуемым материалом, конденсатор 3, автогенератор 4, регулирующи элемент.5i детектор 6 высокой частоты (ВЧ), компаратор 7 верхнего уровня (ВУ), компаратор 8 нижнего уровн (НУ), источник 9 опорного напряжени верхнего уровня (ОНВУ), источник 10 опорного напряжения нижнего уровня (ОННУ), элемент ИЛИ-НЕ 11, реверсивные счетчики 12 и 13, ключ 14, генератор 15 низкочастотного (НЧ) сигнала, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 16.

Устройство работает следующим образом,

Амплитуда генерации автогенератора 4, частота которого определена контуром, изменяется в зависимости от значения влагосодержания пробы 2 исследуемого материала. Если величина продетектированного детектором ВЧ 6 сигнала автогенератора больше значения опорного напряжения, то срабатывает компаратор ВУ 7, устанавливает счетчики 12 и 13 в режим Вычитание и через элемент ИЛИ-НЕ 11 открывает ключ 14, через который частотная последовательность импульсов генератора 15 НЧ-сигнала поступает в реверсивные счетчики 12 и 13, уменьшая их выходной код, значение которого преобразуется ЦАП 16 в напряжение, величина которого также будет уменьшаться.

Выходное напряжение ЦАП 16 управляет регулирующим элементом 5, что ведет к уменьшению амплитуды генерации автогенератора 4, Уменьшение амплитуды автогенератора 4 происходит до момента срабатывания компаратора НУ 8, т,е, когда велиj4HHa продетектированного высокочастотного сигнала после детектора ВЧ 6 будет меньше опорного напряжения источника ОННУ 10. Тогда ком- паратор НУ 8 вновь откроет ключ 14 и установит счетчик 12 и 13 в режим Суммирование, а генератор 15 НЧ- сигнала будет увеличивать выходное значение кодов реверсивных счетчиков 12 и 13. Выходное напряжение ЦАП 16 будет увеличиваться и, управляя регулируюшдм элементом 5, будет увеличивать амплитуду автогенератора 4.

Выбирая зону регулирования-между опорными напряжениями в пределах 10 мВ, используя десятиразрядный ЦАП при условии, что регулируюЕЦИй элемент управляется напряжением от О до 1В, можно с высокой точностью управлять регулирующим элементом и амплитудной генерации автогенератора, а следовательно, повысить точность детектируемого ЯМР-сигнала, выделяемого из высокочастотной со- ставляюш.ей сигнала автогенератора, и увеличить линейность преобразования влажность пробы - сигнал на выходе. Поскольку временная и темпе- 0 ратурная составляющие погрешности на срабатывание компараторов7 и 8 не влияют, то предлагаемое устройство обладает высокой точностью детектирования ЯМР-сигнала влагомера.

5

35

Формула изобретения

Устройство для детектирования сигнала ядерного магнитного резонанса влагомера, содержащее LC-контур, в катушку индуктивности которого помещена проба с исследуемьш материалом, автогенератор, детектор высокочастотного сигнала, регулирующий элемент, причем первый выход колеба тельного контура соединен с первым входом автогенератора, второй выход - с первым входом регулирующего .элемента, а выход автогенератора соединен с входом детектора ВЧ, выход регулирующего элемента соеди нен с управляющим входом автогенератора, отличающееся тем, что, с целью повьгазения точности детектирования сигналов ЯМР за счет уменьшения временной и температурной погрешности устройства и увеличения линейности детектирования сигналов ЯМР,- в него дополнительно

введены компараторы верхнего и нижнего уровней, первый и второй реверсивные счетчики, ключ, элемент ИШ НЕ, генератор сигнала низкой частоты цифроаналоговый преобразователь, не- точники опорных напряжений верхнего и нижнего уровней, причем компараторы верхнего и нижнего уровней неинвертирующими входами включены на выход детектора высокочастотного сиг- нала, инвертируюп ими входами подсоединены к источникам опорных напряжений верхнего и нижнего уровней, а выходы компараторов подключены к

входам управления суммированием и вычитанием счетчиков и к входам элемента , выход которого связан с управляющим входом, ключа, на вход которого включен генератор сигнала низкой частоты, а выход ключа, подсоединен к счетному входу первого счетчика, к выходу которого подсоединен счетный вход второго счетчика, а кодовые выходы счетчиков включены на входы цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с

:вторым входом регулирующего элеменys

Устройство относится к методам измерения влажности с помощью ЯМР. Цель - повышение точности и линейности детектирования сигнала ядерно-магнитного резонанса. Поставленная цель достигается путем введения в устройство компараторов, счетчиков, цифроаналогового преобразователя, источников опорных уровней, логических элементов. Выбирая зону регулирования опорными напряжениями, можно с высокой точностью управлять регулирующим элементом и амплитудой генерации автогенератора. Это позволяет повысить точность детектируемого ЯМР-сигнала, выделяемого из высокочастотной составляющей сигнала автогенератора, а также линейность преобразования влажность пробы - сигнал на выходе устройства. 1 ил. i (Л ю сх о: со 4

Редактор А, Шандор

Составитель А. Кондратьев

Техред и.Попович Корректор В. Бутяга

Заказ 6826/40 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4