Поляризатор проточной жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01N24/02 

(54) ПОЛЯРИЗАТОР ПРОТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к технике иэ.мерений методом ядерного магнитного ре зонанса в проточной жидкости и предназначено для предварительной поляризации потока жидкости в магнитном поле. Известен поляризатор проточной жидкости, содержащий магнитную систему, составленную из кольцевых магнитов, рас положенных торцами друг к другу в корпусе - экране из магнитомягкого матери ла. Магнитная система омывается поляри зуемой жидкостью, протекающей по систе ме каналов, который направляют поток в зазоры между кольцевыми магнитами, гд магнитное поле максимально 1 . Однако у такого поляризатора велико гидравлическое сопротивление, и он достаточно сложен в изготовлении. Наиболее близким техническим решением по своей сутцности к предлагаемому является поляризатор проточной жидкости содержаишй магнитную систему, омываемую жидкостью, помещенную в экран из магнитомягкого материала. Поляризатор имеет радиальное магнитное поле, в котором поляризугацее поле создается с помощью двух вставленных друг в друга намагниченных цилиндров. Жидкость протекает в зазоре между цилиндрами в магнитном поле, так как внутренняя поверхность внешнего цилиндра и внешняя поверхность внутреннего цилиндра являются разноименными полюсами 2 . Однако.известный поляризатор характеризуется низкой эффективностью, вы ажающейся в том, что используется только половина поверхности каждого из цилиндрических магнитов, так как внутренняя поверхность внутреннего цилиндра и внешняя поверхность внешнего цилиндра не принимают участия в поляризации жидкости, значительной металлоемкостью и великими габаритами, так как сложно в известной конструкции совместить два условия оптимальности поляризации, т.е. увеличения величины магнитного поля путем уменьшения зазора между цилиндрами и уменьшения гидравлического со3Эпротивления путем увеличения зазора ил увеличения диаметра самих цилиндров. При этом при входе в поляризатор поток меняет свое направление, обтекая внутренний цилиндр, что приводит к появлению добавочного гидравлического сопротивления. Кроме того, известный поляри затор сложен в изготовлении, так как необходимо отдегаьно изготавпивать два цилиндра и намагничивать их так,чтобы попюса быгш на боковых поверхностях цилиндра. Цель изобретения - повышение эффективности поляризатора, уменьшение гидравлического сопротивления и упрощение конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в поляризаторе проточной жидкости, содержащем магнитную систему, омываемую жидкостью, помещенную в экран из магнитомягкого материала, магнитная система выполнена в виде спирали из пластины с полюсами и с зазором между витками спирали для тока жидкости, при чем магнитные полюсы расположены на наружных ПЛОСКОСТЯХ пластины. На фиг. 1 приведено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Поляризатор состоит из магнитной , системы, представляющей собой свернутую в спираль 1 пластину с требуемьы зазором между витками спирали для тока жидкости, создаваемым с помощью прокладок 2. При этом полюса у пластины расположены на больщих плоскостях. Спираль 1 расположена в корпусе - экране 3 из магнитомягкого материала. Экран 3 представляет собой несколько утолщенный участок трубопровода и имеет входной и выходной патрубки 4 для соединения с основным трубопроводом. Устройство работает следующим обра зом. Поток жидкости поступает в зазоры спирали 1, проходит в магнитном поле между витками и там поляризуется. Такая конструкция поляризатора позволяет сделать оптимальной эффективность поля ризатора, поскольку оптимально используется площадь намагниченной поверхнос ти по отношению ко всей поверхности магнитной системы и ее массе при испо зовании тех же материалов, что и у известных поляризаторов. Отсутствует фак тически изменение направления потока. С помощью прокладок 2 можно задавать требуемую напряженность магнитно 6 О ПОЛЯ в зазорах между витками спираи, а подбор количества витков слирали позволяет сделать суммарную площадь оперечного сечения щелей между витками спирали равной или больщей, чем площадь сечения рабочего трубопровода. Эти преимущества предлагаемого поляризатора по сравнению с известными сводят к минимуму гидравлическое сопротивление прибора и позволяют добиться максимального поляризующего магнитного поля без изменения внешних габаритов прибора. При этом с целью получения полной намагниченности вещества потока, например, для жидкостей с больщим временем спин- рещеточной релаксации предлагаемая конструкция позволяет выбирать требуемую щирину сворачиваемой в спираль пластины, т.е. увеличивать длину поляризатора без увеличения гидравлического сопротивления. У предлагаемого поляризатора фактически используется один магнитоактивный элемент (пластина), что существенно упрощает конструкцию. Технологически выполнение спирального магнита может быть следующим. Это может быть или тонкая, предварительно полностью намагниченная больщими плоскостями металлическая пластина, или кусок магнитной ленты с СИЛЬНЬПУ магнитным полем, перпендикулярным плоскости ленты, на резиновой основе, свернутые в спираль. Однако возможно также изготовить спираль из магнитоактивного материала, закалить его, а после намагнитить готовую спираль таким образом, чтобы полюса были на больщих плоскостях. Кроме того, в случае необходимости, возможно иметь набор различных готовых спиралей одного внещнего размера с разными зазорами между витками и из разного материала, которые можно заменять для создания требуемых условий поляризации при работе с различными ЯМР-активными жидкостями. Следует также заметить, что сама магнитная система в виде спирали выравнивает поток, т.е. служит в качестве де- турбулизатора. Был изготовлен поляризатор с магнитной системой в виде свернутой в 5 витков спирали с зазором 2 мм. Длина поляризатора равнялась 200 мм, а диаметр не превыщал 70 мм. Как показали эксперименты поляризатор позволил }1адежно поляризовать водопроводную воду. При этом, измеренная с помощью датчика Холла напряженность магнитного поля в