Устройство ядерного магнитного резонанса для измерения концентрации парамагнитных веществ в растворе Советский патент 1981 года по МПК G01N24/08 

Изобретение относится к измеритель; ной технике, и может быть использовано для автоматического измерения концент рации парамагнитных веществ в растворах. По основному авт. св. N 662855 известно устройство ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для измерения концентрации парамагнитньк веществ в растворах, содержащее постоянный магнит, датчик ЯМР, к выходу которого подключен приемник радиочастоты, а ко входу-, модупирующий генератор, соединенный с управляемым генератором 180-90-гра- дусньк импульсов, последовательно соеди ненные стробоскопический интегратор, Диф ференцирующий усилитель к нуль-орган, причем выход нуль-орган подключен тс регулирующему входу управляемого генератора 180-90-градусных импульсов, а вход стробоскопического интегратора подключен к выходу приемника радиочастотыГ1. Недостаток данного устройства заключается в ручном вводе порций раствора с исследуемым парамагнитным веществом, который не обеспечивает высокого быстродействия и не позволяет включить устройство в систему АСУТП для обеспечения оптимизации технологического про цесса. Целью изобретения является снижение трудоемкости и ускорение процесса измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство ядерного магнитного резонанса для измерения концентрации парамагнитных веществ в растворе, содержащее постоянный мапгит, датчик ЯМР, к выходу которого подключен приемник радиочастоты, а к входу - модул фующнй , генератор, соединенный с управЛяемьсм генератором 18О-9О -градусных импульсов, последовательно соединенные стробоскопический интегратор, дифференцирующий усилитель и нуль-орган, причем выход нуль-орган подключен к регулирующему 389 входу управляемсго генератора 180-90-. градусных импульсов, а вход стробоскопического интегратора подключен к выходу приемника радиочастоты, дополнительМО введены два управляемых клапана, расгтределитель импульсов и блок запуска и остановки распределителя импульсов, причем два управляемых клапана включены на входе и выходе датчика ЯМР, первый выход распределителя импульсов соединей с регулирующим входом управляемого генератора 180-90 - -радусных импульсов, а второй и третий входы - со входами управляемьгх клапанов датчика магнитного резонанса, выходы блока запуска и остановки распределителя импульсов соединены со входами распределителя импульсов, вход блока запуска и остановки распределителя импульсов - с четвертым вьосодом распределителя импульсов. Это расширяет область применения устройства, позволяет подавать исследуемый fvicTBop в Датчик ЯМР с требуемой скоростью, включая и импульсную подачу измеряемых порций раствора с заданным временем остановки на период измерения (для полного исключения динамической погреилюсти), обеспечивая при этом снижение трудоемкости и ускоряя процесс измерения за счет автоматического дозироблок-схеНа .чертеже представлена ма предлагаемого устройства. Устройство состоит из датчика 1 ядерного магнитного резонанса в поле постоянного ьтагнита модулирующего генератора 2, управляемого генератора 3 180-90 градусных импульсов, приемника 4 радиочастоты, стробоскопического интегратора 5, дифференцирующего усилителя 6, нуль-органа 7, устройства 8 вывода информации, распределителя импульсов (РИ) 9, управляемого клапана 10, через который датчик ЯМР заполняется исследуемым раствором, управляемого клапана 11, через который гфоисходит слив из датчика ЯМР исследуемого раствора, блок 12 запуска и остановки распределителя импульсов (БЗОРИ) 12. Устройство работает следующим образом. После запуска распределителя импулв - сов сигналов от блока 12 на его трех выходах последовательно, через заранее выбранные интервалы времени, появляются сигналы заданной длительности н ве- личины. Первым появляется сигнал на выходе РИ, соединенный с управляемым кл паном 10, клапан Ю открывается и дат 74 чик ЯМР наполняется, и после исчезнове-. кия сигнала впускной канал автоматичес ки закрывается. Затем появляется сигнал на вьтходе РИ, соединенного с входом управляющего генератора. При этом управляемый генератор 180-90-градусных йм пульсов 3 вырабатывает серии из двух импульсов (180 и 90) с переменным временным интервалом между ними для измерения времени релаксации Т нулевым .методом. С выхода управляемого генератора виЯбоимпульсы поступают на модулирующий генератор 2, который формирует зондируюшне радиоимпульсы с резонанснойчастотой заполнения ядер растворителя (обычио наблюдают ЯМР на ядрах водорода). После 90-градусного импульса наблтодается сигнал ядерной индукции, величина которого зависит от временного интервала между зондирующими радиочастотны ми импульсами. Причем при интервале -0 0,693 Т интенсивность сигнала ядерной индукции равна нулю. Для измерения сигнал ядерной индукции усиливается приемником 4, который имеет емкостную связь с модулирующим генератором 2, подается на стробоскопический интегратор 5. Стробоскопический интегратор позволяет огибающую периодически повторяющегося сигнала ядерной индукции. Строб-импульсы вырабатываются управляемым генератором 3. С вькода стробоскопического интегратора 5 напряжение подается на дифференцирующий усилитель 6. При измерении временного интервала зондирующими импульсами от О До to производная от огибающей имеет отрицательное значение, а при t То равна О и нуль-орган 7 вырабатьшает импульс, который останавливает дальнейщее заполнение счетчика регистра адреса управляемого генератора импульсов 3. Следовательно, код, набранный, в счетчике регистра адреса, соответствует величине Со , так как переменный интервал формируется в управляемом генераторе 3 с помощью регистра адреса. Знаяи, можно найти время Т , которое обратно пропорционально Концентрации парамагнитных веществ в растворе. Таким образом, код, набранный в счетчике регистра адреса в относительных единицах, содержит информацию о концентрации парамагнитных веществ в растворе. Набранный код из регистра адреса управляемого генератора 3 подается на цифровое табло устройства 8 вьшода информации.

По окончании операции Измерение сигнал на выходе РЙ, соединенного с управляемым клапаном 10, исчезает и появляется сигнал заданной величины и длительности на выходе распределителя импульсов, котсрый открывает управляемый клапан 11 на время, необходимое для полного удаления раствора из датчика ЯМР, затем управляемый клапан 11 автоматически закрывается. После этого работа распределителя импульсов прекращается сигналом от блока 12 до .появления следующей командьг Пуск от блока . БЗОРИ 12 на его входе.

Использование изобретения позволяет осуществить автоматический контроль состава анализируемого раствора и использовать Данньге анализа для управления процессом. Достигаемое при этом устранение участия человека в контроле состава -технологического раствора повышает производительность труда, повыщает точ 1ость анализа за счет остановки раствора на период изменения (что исключает динамическую погрешность). Кроме TorOj устранение субъективных ошибок оператора устраняет задержку между моментом анализа и коррекцией состава технологического раствора, что.повышает ка-t чество технологического процесса, обеспечивая одновременно снижение трудоемкости и ускорение процесса измерения, а также псхзволяет включить устройство в систему авторегулирования (АСУТП) для обеспечения оптимизации технологическог

продесса. В конечном счете существенно повышается технический уровень изготовления РЭА 4-го н 5-го поколений.

Фо1эмула изобретения

Устройство ядерного магнитного резонанса для измерения концентрации парамагнитных веществ в растворе по авт. св. № 662855, отличающееся тем, что, с целью снижения трудоемкости я ускорения процесса измерения, в него допоинительно введены два управляемых клапана , распределитель импульсов и блок запуска и остановки распределителя импульсов, приче г два управляемых клапана включены на входе и выходе дат

чика ядерного магнитного резонанса, первый выход распределителя импульсов соединен с регулирующим входом управляемого генератора 180-90-градусных импульсов, а второй и третий выходы - со

входами управляемых клапанов датчика магнитного резонанса, выходы блока запуска и остановки распределителя импульсов соединены с входами распределителя импульсов, вход блока и остановки распределителя импульсов - с четвертым выходом распределителя импульсов.

Источники информации, принять© во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

№ 662855, кл. Q О1 N 24/-08, 1976.