СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ МАГНИТНОЙ РЕЛАКСАЦИИ ТЕКУЩЕЙ ЖИДКОСТИ Советский патент 1973 года по МПК G01N24/08 

Изобретение относится к технике физикохимического анализа и может найти применение при технологическом контроле химического производства. iB известном способе измерения времени релаксации непрерывно текущей жидкости жидкость предварительно поляризуют в магнитном поле с напряженностью Н. Перед регистрацией сигнала ядерного магнитного резонанса (ЯМР) жидкость проходит катушку нутации, одетую на трубопровод и расположенную в поле Н так, что часть трубопровода объемом U жидкость протекает в поле Н до катушки нутации, а часть объемом б-после катушки нутации. (Объемом трубопровода внутри катушки можно пренебречь). Если катушка нутации отключена от генератора, то жидкость, протекая по объему Un-{-L в поле Н, приобретает ядерную намагниченность Мо ХоН( ), (Хо - ядерная магнитная восприимчивость, q - расход жидкости, TI - время релаксации). Этой намагниченности пропорциональна амплитуда регистрируемого сигнала ЯМР Ло. ЕСЛИ катушка нутации подключена к генератору радиочастоты, то в жидкости, в месте расположения катушки, происходит инверсия намагниченности ядер. При этом ядерцая налшгниченность на входе датч111ка становится равной: ,H(I+I- + 2 - - VдТгдТг Этой намагниченности 1пропорцио«альна амплитуда сигнала ЯМР А, регистрируемого в датчике при включенной катушке нутации. Если выполнено условие , то отношение амплитуд А и АО будет равно: -1-2/- - - J- „ АОgTi откуда Таким образом, измерив А и АО, можно определить Гь Относительная погрешность пзмерения Т), вносимая шумами приемной аппаратуры, определяется выражением: ДТ iTi (. ,, и г,отношение сигнала к ШУМУ при отключенной катушке нутации. Исследование этого выражения на экстремум показы 7j 5. вает, что оно имеет минимум TIа ,28, когда А 0,444о, при других соотношениях U и qTi ошибка больше. (Например, при U - qT и , она больше в 30 раз). Та:ким образом, известный способ не может обеспечить оптимальных условий измерений в широком диапазоне времен релаксации Г, кроме того, этот способ характеризуется трудностью автоматизации измерений и необходимостью измерения двух амплитуд сигнала AQ и А. Цель предлагаемого способа - упростить Процесс измерения. Это достигается тем, что магнитное поле создают с градиентом вдоль направления движения жидкости, а импульс нутации возбуждают во всем объеме действия магнитного поля. Граница между объемами t/n и f/ в известном способе определяется сечением, в котором расположена катушка нутации, а в предлагаемом опособе эта граница определяется сечением трубопровода, в котором выполняются условия резонанса. Чтобы это сечение было нподне 01преиеленным, поле лоляризатора Н создают с градиентом, направленным вдоль оси трубопровода, поэтому в разных сечениях трубопровода величина Я различна. Резонансным сечением, где происходит инверсия намагничениости, является то, в котором напряженность поля Я и частота со renepaiTOра, питающего катушку нутации, удовлетворяют условию (i) (Y - гидрома.гнитное отношение ядер). Таким образом, в предлагаемом способе положение резонансного сечения зависит от частоты генератора о. Меняя частоту генератора, можцо передвигать резонансное сечение и тем са.мым менять величину объема трубопровода U между р,езонансным сечением и датчиком сигнала ЯМР. Это позволяет устанавливать оптимальную величину ,28qTi при любых величинах измеряемого времени релаксации Г|. Кроме того, возможность менять объем U позволяет автоматизировать измерение Ti. Для этого, частоту генератора и нужно связать с амплитудой ЯМР А при включенной -катушке нутации так, чтобы при объем U уменьшался, а при объем U увеличивался. Такая система будет автоматически поддерживать объем ,69 qTi, при котором . Регистрируя частоту м, 1которая однозначно связана с объемом Uo, можно определять время релаксации: Т -0,69 Таким образом, вместо измерения двух амплитуд сигнала А и AQ, как это было в известном способе, в предлагаемом достаточно 1из1мерить частоту шо, три которой Л 0 и по этой частоте, зная связь со и t/, определить Ti. Преимуш,ество таких измерений в том, что их лепко автоматизировать, а также в том, что относительная погрешность определения TI при ,69 qTi всего на больше, чем при оптимальной величине ,28 qT, то есть, устройст1во автоматически поддержцвает условия измерений, близкие к оптимальным. Предмет изобретения Способ измерения времени магнитной релаксации текушей жидкости методом ядерного магнитного резонанса, отличающийся тем, что, с целью упрошения процесса измерения, магнитное поле создают с градиентом вдоль направления движения жидкости, .а импульс нутации возбуждают во всем объеме действия магнитного поля.