Устройство для измерения давления Советский патент 1989 года по МПК G01L9/16 

ffue.1

3150

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления и оценки его неоднородности, в частности при дис- танпионном контроле статического и динамического давления.

Целью изобретения является рас- ширение функциональных возможностей за счет оценки неоднородности дав- ления.

На Лиг.1 представлена йлок-схема устройства для измерения давления; на Лиг.2 - схема крепления его чувствительного элемента.

Устройство для измерения давления содержит (фиг.1) первичную катушку I., подключеную к выходу возбуждающего устройства 2, представляющего собой модулятор 3 с подключенными к его входам генератором прямоугольных импульсов 4, а также генераторами высокой 5 и низкой 6 частот. Устройство содержит также последовательно соединенные переключающее устройство 7, усилитель 8, детекторное устройство 9 и регистратор 10, а чувствительный элемент 11 установлен метэду первичной катушкой- 1 и переключающим устройством 7.

Детекторное устройство 9 содержит два синхронных детекто13а 12 и 13 и два фазовращателя 14 и 15. Синхронные детекторы 12 и 13 по их первым входам соединены последовательно между входом и выходом детекторного устройства 9. Вторые входы синхронных детекторов 12 и 13 через соответствующие фазовращатели 14 и 15 связаны с выходами генераторов высокой 5 и низ кой 6 частот.

Чувствительным элементом 1I устроства для измерения давления является обособленный блок (фиг,2), содержащий магнитоупорядоченный кристалл 16, который установлен в двух связанных болтами 17 С-образнь1Х формах 18, одна из которых закреплена на ос основании - горизонтальной плите 19 с отверстиями 20 для крепления.

Устройство для измерения давления .работает следующим образом.

Под действием измеряемого дав- ления: магнитоупорядоченный кристалл 16 деформируется по направлению оси, перпендикулярной направлению статической ядерной намагниченности кристалла. С выхода возбуждающего устройства 2 снимают 90, С, 180 импульсные последовательности с несущей высокой, частотой, равной частоте ядерного магнитного резонанса ядер Fe-,J промодулированной низкой частотой, примерно на порядок большей частоты следования самих импульсов. Эти импульсы, попадая в первичную катушку 1, возбуждают электромагнитное поле, которое пронизывает находящийся на некотором расстоянии магнитоупорядоченный кристалл 16 чувствительного элемента I1,

Через время С после действия 180 -ного импульса чувствительным элементом .11 испускается электромагнитное поле (спиновое эхо), Наведенную электродвижу1 ) силу (ЭДС) спинового эха в переключающем устройстве 7 усиливают усилителем 8, детектируют с помощью детекторного устройства 9 и регистрируют на регистраторе 10,

По величине ЭДС сигнала спинового эха определяют давление, воспринимаемое чувствительным элементом 11, а по ширине линий дисперсии сигнала спинового эха оценивают неоднородность давления.

С помощью фазовращателя 14 устанавливают на синхронном детекторе 12 сдвиг фаз О между опорным сигналом от генератора высокой частоты 5 и сигналом спинового эха с выхода усилителя 8 по высокочастотной несущей. При помощи фазовращателя 15 получают сдвиг фаз 0° либо 90 между сигналами на входах синхронного детектора 13 - несущей низкочастотной спинового эха после детектирования на синхронном детекторе 12 и сигнало с генератора 6 низкой частоты. После детектирования ЭДС сигнала спинового эха при сдвиге фаз 0 на синхронном детекторе 13 получают сигнал абсорбции, а при сдвиге фаз 90° - сигнал дисперсии спинового эха. Сигнал абсорбции спинового эха представляет собой огибающую спинового эха без несущих частот, а сигнал дисперсии - дифференциал от сигнала абсорбции.

При измерении величины давления определяют величину сигнала абсорбции, а при исследовании неоднородности давления, находят ширину линий дисперсии сигнала спинового эха. В достаточно однородном поле давления сигнал спинового эха имеет узкую линию, а с увеличением неоднородности линия ущиряется.

Таким образом, благодаря особенностям электрической схемы устройства и конструктивному выполнению чувствительного элемента возможно не только определять величины статического и динамического давления, но и оценить степень неоднородности этих давлений в исследуемой среде бесконтактным методом, что может ;Найти применение в автоматических системах контроля и, регулирования, а также в научных исследованиях динамических процессов.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения давления, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде обособленного блока с магнитоупорядоченным кристаллом, первичную катушку, генератор высокой частоты, генератор прямоугольных импульсов, переключающее устройство, регистратор и усилитель, вход которого подключен к выходу переключающего устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет оценки неоднородности давления, оно снабжено генератором низкой частоты, модулятором и детекторным устройством, причем выходы генераторов прямоугольных импульсов высокой и низкой частот подключены к соответствующим входам модулятора.

0

0

5

0

5

выход которого подключен к первичной катушке, регистратор, подключен к выходу детекторного устройства сигнальный вход которого подключен к выходу усилителя, а первый и второй входы опорных напряжений детекторного устройства подключены соответственно к выходам генераторов высокой и низкой частот,

2.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что в нем магнитоупорядоченный кристалл установлен в двух связанных болтами С-об- разных формах, одна из, которых закреплена на основании обособленного блока.

3.Устройство по ПП.1 и 2, отличающее ся тем, что в нем детекторное устройство содержит два фазовращателя и два синхронных детектора, причем сигнальный вход детекторного устройства подключен к первому входу первого синхронного детектора, второй вход которого через, первый фазовращатель связан с первым входом опорного напряжения детекторного устройства, выход первого синхронного детектора подключен к первому входу второго синхронного детектора, второй вход которого через второй фазовращатель связан с вторым входом опорного напряжения детекторного устройства, а второго синхронного детектора подключен к вькоду детекторного устройства.

19

Изобретение относится к приборостроению и позволяет расширить функциональные возможности устройства для измерения давления за счет оценки неоднородности давления. Устройство содержит первичную катушку 1, модулятор 3, генераторы прямоугольных импульсов 4, высокой 5 и низкой 6 частот, переключающее устройство 7, усилитель 8, детекторное устройство 9, регистратор 10 и чувствительный элемент 11. Импульсные последовательности Хана, выработанные возбуждающим устройством 2, возбуждают на первичной катушке 1 электромагнитное поле, под действием которого чувствительный элемент 11 вырабатывает сигналы спинового эха. Величина сигнала спинового эха прямо пропорциональна величине давления, а ширина - градиенту неоднородности. Применение детекторного устройства 9 позволяет наблюдать сигналы абсорбции и дисперсии от ЭДС спинового эха. 2 ил.

Фм.1