Устройство для измерения начальной амплитуды импульсных сигналов ядерного магнитного резонанса Советский патент 1990 года по МПК G01N24/08 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения начальной амплитуды импульсных сигналов ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано при построении импульсной аппаратуры, основанной на нестационарном методе наблюдения сигналов ЯМР, предназначенной для определения влажности и маслнчности твердых материалов и веществ, коллекторских свойств горных пород и т.п.

Целью изобретения - повышение точности измерения начальной амплитуды импульсных сигналов ЯМР.

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения начальной амплитуды импульсных сигналов ЯМР.

Устройство содержит программатор 1, приемно-передающую систему (ППС) 2, формирователь импульсво (ФИ) 3, трех- канальный блок выборки и запоминания (БВЗ) 4, первое и второе вычитающие устройства 5 и 6 соответственно, первый усилитель 7, компаратор 8 (нормально разомкнутый) ключ 9, второй усилитель 10,регистратор 11.

Устройство работает следующим образом.

Программатор 1 вырабатывает, например, многоимпульсную последовательность Карра-Парселла-Мейбумма-Гилла, в результате которой на выходе ППС 2 появляются эхо-сигналы с амплитудами А , которые в случае сдвига нулевой линии с равны

СП

4

оо со

00

An A0exp(- ) ±c, n 1,2,3(1

где A0 - начальная амплитуда сигнала, n - моменты времени появления

эхо-сигналов,

ТА - время спин-спиновой релаксации.

С помощью импульсов ФИ 3 в трех- канальном БВЗ 4 происходит строби- рование амплитуд эхо-сигналов А„ в моменты времени пТ по следующей программе. Сначала на первом периоде последовательности эхо-сигналов при заданном интервале времени с в про- грамматоре 1 ФИ 3 вырабатывает в моменты времени t, 2 С и 3, что приводит к появлению на выходах БВЗ 4 уровней напряжения V,, V2 и V соответственно. На втором периоде импуль- сной последовательности ФИ 3 вырабатывает импульсы в моменты времени 2 t, 4 D и б с , что равнозначно появлению на .соответствующих выходах БВЗ 4 уровней напряжений V2, V4 V6 и затем - им- пульсы 3 Ј, 6с и 9 С и т.д. При этом на выходе 5 появляются уровни Уд-V2, Va- V4 , V3- V6,..., Vn - у,,,, а на выходе 6 - уровни V2-V3, V41V6, V6- V,, . . ., V2n- Vln.

С помощью первого усилителя 7 уровни напряжений выхода 6 усиливаются в и на компараторе 8 сравниваются с уровнями напряжений выхода 5„ Как только величина

K,(vun- ) к,й4„

станет равной величине

vn - va un,

на выходе компаратора 8 появляется перепад напряжения, который останавливает работу программатора 1 и одновременно замыкает ключ 9. При замкнутом ключе 9 напряжение Лис выхода 5 подается на вход второго усилите- ля 10. На выходе последнего появляется напряжение К2ЛП, где коэффициент усиления второго усилителя 10, равное по величине начальной амплитуде АО импульсного сигнала ЯМР, которое фиксирует регистратор 11.

Начальную амплитуду А импульсного сигнала ЯМР при наличии сдвига базовой линии С можно найти из системы уравнений

А„ Аехр(- 2±) + С; if -

1

2 nl

V2n

A exp(- ;- ) + C;

(2)

тГ ±С; в lf 2f

J }

Решая систему уравнений (2) относительно АО, получаем следующее выражение для искомого параметра

MVh- V7,

Полученная величина начальной амплитуды импульсных сигналов ЯМР не зависит от сдвига нулевой линии. Следовательно, систематическая погреность, обусловленная сдвигом нулевой линии в устройстве отсутствует, что приводит к повышению точности измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения начальной амплитуды импульсных сигналов ядерного магнитного резонанса, содержащее программатор, подключенный к входу приемно-передающей системы и к входу формирователя импульсов, компаратор и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены трехканальный блок выборки и запоминания, первое и второе вычитающие устройства, первый и второй усилители и ключ, причем выход приемно-передающей системы подключен к сигнальному входу трехканального блока выборки и запоминания, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а первый выход подключен к первому входу первого вычитающего устройства, второй выход - к второму входу первого вычитающего устройства и к первому входу второго вычитающего устройства, третий выход - к второму входу второго вычитающего устройства, при этом выход последнего через первый усилитель соединен с опорным входом компаратора, сигнальный вход которого подключен к выходу первого вычитающего устройства и к сигнальному входу ключа, а выход - к входу программатора и к управляющему входу ключа, выход которого через второй усилитель соединен с регистратором.

I

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения начальной амплитуды импульсных сигналов ядерного магнитного резонанса (ЯМР), и может быть использовано при построении импульсной аппаратуры, основанной на нестационарном методе наблюдения сигналов ЯМР, предназначенной для определения влажности и масличности твердых материалов и веществ, коллекторских свойств горных пород и т.п. Целью изобретения является повышение точности измерения начальной амплитуды импульсных сигналов ЯМР. Трехканальный блок выборки и запоминания, два вычитающих устройства и усилителя, а также ключ позволяют исключить систематическую ошибку, обусловленную сдвигом нулевой линии. 1 ил.