Ядерно-квадрупольный измерительный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G01N24/08 

(54) ЯДЕРНО-КВАДРУПОЛЬНЫЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к ядерно-квадрупольной резонансной (ЯКР) терм рметрии и ЯКР-измерителям давления.

Известны ЯКР-преобразователи, используемые для измерения температуры 1 .

Однако в известных устройствах схема нет защищена от влияния ложных сигналов.

Наиболее близким кiпредлагаемому . техническим решением является ядерногквадрупольный измерительный преобразователь, содержащий приемный резонансный контур с чувствительным злементом, соединенный с детектором яд1эрного квадрупольного резонанса, к первому выходу которого подсоединен частотомер, а к второму выходу синхронный детектор, запоминающее устройство, соединенное с сумматором, выход которого соединен с приемным резонансным контуром, модуляционный генератор, первый выход которого соединен с приемным резонансным контуром и выходом мостовой схемы, а второй вход модуляционного генератора соединен с синхронным детёктором, выход мббтовой схемы соединен с терморезистором.

Привязка к реарнансной частоте ЯКР осуществляется с помощью сигнала первой производной от резонансной линии ЯКР, получаемой методом частотной модуляции несущей при прохождении через линию ЯКР 2,

Однако точность привязки к резонансной частоте ЯКР, а следовательно, и точность .измерения в значительной степени ухудшается наличием паразитного сигнала, сопровождающего частотную модуляцию.

Кроме того, наводка от мощных внешних радиоизлучанмцих объектов может быть принята как ложный сигнал.

Для компенсации паразитного сигнала и распознавания ложного сигнала в известных устройствах применяются специальные методы и схемы, так, например, в известном преобразователе паразитный сигнал вычитается из сумматора, для чего определяется его величина.

После подтверждения истинности сигнаша ЯКР с помощью схемы, которая сравнивает величину сигнала после синхронного детектора с заранее установленным уровнем производится определение уровня паразитной модуляции. Для этого частота порогового генератора (детектора ЯКР) скачкообра но изменяется на 4;д (/Aff 5 кГц т. е. частота отводится поочередно за пределы резонансной линии ЯКР, На этих частотах выход синхронного детектора измеряется и запоминается. Средняя величина этих сиг налов принимается за уровень паразитной модуляции. После этого часто генератора возвращается к линии ЯКР Такая операция производится несколь ко раз, пока ошибка не будет сведен к установленному минимуму. В этот момент производится измерение часто ты генератора. Цель и.зобретения - повьашение точ ности и надежности устройства за счет компенсаций сигнала паразитной модуляции и устранения влияния ложного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в ядерно-квадрупольный измерительный преобразователь, содержащий приемный резонансный контур с чувствительным элементом, соединенным с детектором ядерного квад рупольногО резонанса, к первому выходу которого подсоединен частотомер, а к второму выходу - синхронный детектор, запоминающее устройство, соединенное с сумматором, выход которого соединен с приемным резсэнансным контуром, модуляционный генератор, первый выход которого со динен с приемным резонанснЕЛ контуром и выхоздоМ мостовой схемы, а второй вход модуляционного генератора соединен с синхронным детектором, вход мостовой схемы соединен с тёрморезистором, введены делитель частоты, дополнительная обмотка и три ключа, причем дополнительная обмотка расположена на внешней повйрхности приемного резонансного контура и подктночена к источнику постоянного напряжения через первый ключ, управляю чий вход которого сое динен с выходом делителя частоты и управлякнцим входом- втсэрого ключа, инверстный выход делителя частоты соединен с управлякядим входом третьего , вход делителя частоты соединен с третьим выходом модуляционного генератора, входы второго и третьего ключа соединены е выходом синхронного детектора, вы ходы второго и третьего ключа соединены с входом запоминающего устройства. На фиг. 1 представлена структуриая электрическа я схема ядерноквадрупольного резонансного измерительного преобразователя; на фиг.2диаграмма определения уровней паразитного и полезного сигналов. Преобразователь содержит (фиг.1) приемный резонансный контур 1 с чувствительным элементом,на внешней поверхности которого расположена дополнительная обмотка,2, детектор 3 ЯКР, синхронный детектор 4, запоминающее устройство 5 (состоящее из конденсаторов), сумматор б, модуляционный генератор 7, делитель 8 частоты, ключи 9 - 11, мостовую схему 12, терморезистор и и частотомер 14. На диаграмме (фиг. 2) показана резонансная линия 15 ЯКР, напряжение 16 сигнала на выходе ЯКР-детектора, форма сигнала частотной модуляции 17, напряжение полезного сигнала 18 ЯКР на выходе синхронного детектора, напряжение сигнала 19 паразитной модуляции на выходе синхронного детектора.. Устройство работает следующим образом. . Аналоговый сигнал мостовой схемы 12 управляет частотой ЯКР-детектора 3, удерживая ее вблизи резонансной линии 15 ЯКР,и тем самым обеспечивая работоспособность ЯКР-Термопреобразователя. В результате частотной модуляции несущей фиг. 2), создаваемой модуляционным генератором 7 с частотой f 240 Гц, на выходе синхроииого детектора 4 появляется напряжение, которое через открытый ключ 10 и су||®«атор б поступает на подстроечный варикап в приемном резонансном контуре, подстраивая частоту ЯКР-детектора Эк резонансной линии 15. При этом сигнал 19 паразитной модуляции или ложный сигнал, складываясь е сигналом ЯКР, вызывает сиаибку привязки к резонансной частоте ЯКР. :: Для Исключения этой ошибки использована чувствительность сигнала ЯКР к магнитному полю. При наложении достаточно интенсивного магнитного поля оигнал ЯКР подавляется. Магнитное поле создается дополнительной обмОткой 2. При возникновении импульса на инверсном выходе делителя 8 частоты |слючи 9 и 11 откслетаются, а ключ 10 закрывается. В дополнительную обмотку 2 поступает импульс тока. Сигнал ЯКР подавляется создаваемым магнитным полем, при этом на выходе синхронного д тектора 4 будет действовать только напряжение, создаваемое паразитной модуляцией 19, ложним сигналом и дрейфом нуля усилителя, т. е. сигнал, подлежащий компенсации. Это напряжение запоминается конденсатором запоминающего устройства

5 и вычитается в сумматоре 6 из общего сигнала.

Таким образом, на выходе сумматора 6 получается напряжение- пропорциональное полезному сигналу 18 ЯКР, все другие сигналы подавляются.

Предлагаемое устройство позволяет с высокой точностью следить за уровнем паразитных и ложных сигналов обеспечивая точное выделение полезного сигнала ЯКР, что,в свою очередь, позволяет с высокой точностью ;измерять информационный сигнал-частоту ЯКР.

Формула изобретения

- - . i f . .

Ядерно-квадрупальный измеритель«аЛ преобразователь, coдepжaEd9lй приемный резонансный контур с чувствительным эяемемтом, .соединенный с дeтёkтopoм я;с(ерйого квадрупрльйого резонанса, t( Первому выходу которого поясоедйнен частотсинер, а к второму выходу - синхронный детектор, запоминающее устройство, соединенное с сум«1атЬрЬм, выход которйго соединен с приёмным реэонайсанал 1сонтурс 1, модуляционный гейвратор, нервый выход которого coejRHнем с приемным резонансным конту: ром и &1лход6м Мостовой схемы а второй вход модуляционного генератора соединен с синхронньом детекtoром, вход мостовой схемы соединен с терморезистором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности за счет компенсации сигнала паразитной.Моду. ляцйи и устранения влияния ложного сигнала, в него введены делитель частоты, дополнительная обмотка и три ключа, причем дополнительная обмотка расположена на внешней поверхности приемного резонансного

O контура и подключена к источнику постОйнного напряжения через первый . ключ, управлякякяй вход которого соединен с выходом Делителя частоты и управляющим входом второго ключа,Н1 {версныЙ выход делителя частоты еоединвн с управлякяцим входом третьего ключа, вход Делителя часTOlHt соединен с третьим выходом мО вуяяодоннОго генератора, входы Btoix ro и третьего ключа соединены с выходом синхронного детектора, выKQSfi второго и третьего ключа соеданета с входом запоминакяцего устройства.

{Сеточники информации,

принять во вишлайие при экспертизе

1,Лабри Энфант и ванье. ЯКРтермометр.-Приборы для научсшх исоледований% 1971, 1, с.26-30.

кл. 324-5, опублик. 1977 (прототип).