Способ измерения времени магнитной релаксации текущей жидкости
Всео. «.>в: е лВтент Ь- -; - -ива бмблное .1 .....
О П И С А Н И Е 395760
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹вЂ”
Заявлено 10.11.1972 (М 1743802/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 28Х111.1973. Бюллетень ¹ 35
Дата опубликования описания 5.1.1974
М. Кл, G Oln 27/78
Государственный комитет
Совета Министров ",ССР по делам иеаоретений и открытий
УДК 538.113 (088.8) Автор изобретения
Заявитель
А. И. Жерновой
Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт имени Ленсовета
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ
МАГНИТНОЙ РЕЛАКСАЦИИ
ТЕКУЩЕЙ ЖИДКОСТИ откуда
Т,=
2А, qln,Изобретение относится к технике физикохимического анализа и может найти применение при технологическом контроле химического производства.
В 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 ка тушку 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 U-после катушки нутации. (Объемом трубопровода внутри катушки можно пренебречь).
Если катушка нутации отключена от генератора, то жидкость, протекая по объему
U,+U в поле О, приобретает ядерную намаг п+ ниченность Мр — — ХрН(1 — l " ), где дт, (Хр — ядерная магнитная восприимчивость, д — расход жидкости, Т, — время релаксации). Этой намагниченности пропорциональна амплитуда регистрируемого сигнала ЯМР
Ар. Если катушка нутации подключена к генератору радиочастоты; то в жидкости, в месте расположения катушки, происходит инверсия намагниченности ядер. При этом ядерная намагниченность íà входе датчика ста новится равной:
5 14 = юо 1 +! 2!— чт1, 1.
Этой намагнпченност1и,пропорциональна амплитуда сигнала ЯМР А, регистрируемого в датчике при включенной катушке нутации.
lo Если выполнено условие V+V)3qT„ o огношение амплитуд А и Ар будет равно:
А У
= 1 — 21 — —, Ао дт, Таким Образом, измерив А и Ар, можно определить Т1. Относительная погрешность измерения Т,, вносимая шумами приемной аппаратуры, определяется выражением: ьт, т (U т, г 1, дт)
Ао где а= — отношение сигнала к шуму
А„, при отключенной катушке нутации. Исследо30 ванне этого выражения на экстремум показы395760
ЛТ 3,6
Т1 а вает, что оно имеет минимум
Предмет изобретения
Составитель В. Чибрикин
Тскред 3, Тараненко
Корректор А. Васильева
Редактор А. Морозова
Заказ 35ll/15 Изд Хр 967 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
U при =1,28, когда А=0,444о, при друЧ гих соотношениях U u qTI ошибка больше. (Например, при U=5qTI и U=O,ОЗqTI она больше в ЗО раз) .
Таким образом, известный способ не может обеспечить оптимальных условий измерений в широком диа|пазоне времен релаксации Ть кроме того, этот способ характеризуется трудностью автоматизации измерений и необходимостью измерения двух амплитуд сигнала Ао иА.
Цель предлагаемого способа — упростить п р оцесс из ме р ения.
Это достигается тем, что магнитное поле создают с,градиентом вдоль направления движения жидкости, а импульс нута ции возбуждают во всем объеме действия магнитного поля.
Граница между объемами У„и U в известном способе определяется сечением, в котором расположена катушка нутации, а в предлагаемом способе эта грани па определяется сечением трубопровода, в:котором выполняются условия резонанса. Чтооы это сечение было вполне о пределенным, поле,поляризатора Н создают с градиентом, направленным вдоль оси трубопровода, поэтому в разных сечениях трубопровода величина H различна.
Резонансным сечением, где происходит инверсия намагниченности, является то, в котором напряженность поля Н и частота оз генера тора, питающего катушку нутации, удовлетворяют условию уО=в (у — гидромагнитное отношение ядер), Таким ооразом, в предлагаемом способе положение резонансного сечения зависит от частоты генератора оз.
Меняя частоту генератора, можно передвигать резонансное сечение и тем самым менять величину объема трубопровода U между резонансным сечением и датчиком сигнала
ЯМР. Это позволяет устанавливать оптимальную величину U=1,28qTI при любых величинах измеряемого времени релаксации Ть Кроме того, возможность менять объем U позволяет автоматизировать измерение TI. Для этого, частоту, генератора о нужно связать с амплитудой ЯМР А при включенной катушке нутации так, чтобы при А)О объем U уменьшался, а при А (О объем U увеличивался. Такая система будет автоматически поддерживать объем U=Up=0,69 qTI, при котором А=О. Регистрируя частоту го, которая однозначно связана с объемом Up, можно определять время релаксации:
Т,=
U д.0,69
Таким о бравом, вместо измерения двух 0 амплитуд сигнала А и Ар, как это было в известном способе, в предлагаемом достаточно намерить ча стоту сов, прои которой А=О и по этой частоте, зная связь со и U, опреде- лить Т
Преимущество таких измерений в том, что их лепко автоматизировать, а также в том, что относительная ;погрешность определения
Т1 при U=069 qTI всего íà 20P больше, чем,при оптимальной величине U=1,28 qTI, 30 то есть, устройство автоматически поддерживает условия измерений, близкие к оптимальным.
Способ измерения времени магнитной релакса ции текущей жидкости методом ядерного магнитного резонанса, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения, 40 магнитное поле создают с градиентом вдоль направления движения жидкости, .а импульс нутации возбуждают во всем объеме действия магнитного поля.
