Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании приборов для измерения средней скорости ламинарного и турбулентного течения воды в естественных водоемах (океане, море, реке и т. д.). Известен способ измерения скорости течения V и расхода Р жидкостей, основанный на использовании свободной прецессии ядер в магнитном поле Земли. В этом прототипном способе используется предварительная поляризация магнитных ядер достаточно сильным поляризуюпдим магнитным полем Яр, ориентированным в плоскости, перпендикулярной к вектору земного поля Яз. Амплитуда сигнала свободной прецессии ядер (после выключения /Ур) будет убывать по экспоненциальному закону с постоянной времени 72, называемой временем спиновой памяти фазы или временем спин-спиновой релаксации. При известном способе датчик ядерного магнитного резонанса выполнен в виде двух тороидов, через которые последовательно, но в разных направлениях протекает контролируемая жидкость. Измеряется фазовый сдвиг э.д.с. индуцированных в обмотках тороидов, расходу Р жидкости, протекающей через датчик. Прототипный способ при использовании его для измерения скорости течения в естественных водоемах позволяет измерять V и Р жидкости, протекающей через датчик внутри тороидов. Поскольку при этом регистрируемая скорость течения за счет гидродинамического сопротивления датчика уменьшается примерно в 1,5 и более раз по сравнению с V измеряемого внешнего потока, то возможна погрешность измерения ДУ. Величина ДК зависит не только от неточности градуировки, но и от измерения гидродинамического сопротивления датчика за счет засорения изогнутого трубопровода. Кроме того, указанный способ предназначен лишь для измерения скорости ламинарного течения. При измерении течения в естественных водоемах желательно регистрировать как ламинарное, так и турбулентное движение воды. При этом датчики должны иметь минимальное гидродинамическое сопротивление, чтобы не искал ать характер течения в естественном потоке. прецессии будет происходить с эффективной постоянной времени 7 ,() е,ехр(-- t ч J во - начальная амплитуда; --Ь -эффективная скорость затухания сигнала свободной прецессии за счет спин - спиновой релаксации (Га) и течения жидкости (Г). Для данной измеряемой жидкости- const и может быть измерена в случае неподвижной жидкости - 0 по затуханию наблюдаемого сигнала. Следовательно, скорость течения жидкости и ее изменение могут быть определены по разности скоростей затухания амплитуды сигнала 8(/) при наличии течения 1 f и без него JL - J г., 7о Проведенная экспериментальная проверка предлагаемого способа измерения в морской воде показала, что при скорости течения порядка 20 см1сек скорость затухания сигнала свободной прецессии ядер уменьшается приблизительно в 3 раза. Предмет изобретения Способ измерения скорости течения жидкости в естественных водоемах, в котором методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) регистрируют сигнал свободной прецессии ядер контролируемой жидкости в магнитном поле Земли, при этом жидкость предварительно намагничивают неоднородным магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью измерения средней скорости ламинарного и турбулентного течений, в контролируемую область жидкости погружают датчик сигналов ЯМР, соединенный с электронной схемой одним коаксиальным кабелем и выполненный в виде двух или нескольких плоских измерительных катунлек, и регистрируют скорость затухания сигнала ЯМР от жидкости, движущейся во внешней области катушек, кото рые до измерения служат для предварительного намагничивания жидкости.
Авторы
Даты
1971-01-01—Публикация