SU1265501A1 - Устройство дл измерени давлени - Google Patents
Устройство дл измерени давлени Download PDFInfo
- Publication number
- SU1265501A1 SU1265501A1 SU853874478A SU3874478A SU1265501A1 SU 1265501 A1 SU1265501 A1 SU 1265501A1 SU 853874478 A SU853874478 A SU 853874478A SU 3874478 A SU3874478 A SU 3874478A SU 1265501 A1 SU1265501 A1 SU 1265501A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- hematite
- crystal
- pressure
- switching device
- pulses
- Prior art date
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011019 hematite Substances 0.000 claims abstract description 10
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 abstract 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к контрольноизмерительной технике и позвол ет уменьшить погрешность и расширить область применени устройства. Дл этого в качестве чувствительного элемента 1 использован магнитоупор доченный кристалл гематита, ось которого перпендикул рна вектору статической дерной намагниченности и параллельна оси излучател 2 импульсов электромагнитного ПОЛЯ. Под действием давлени интенсивность высокочастотных электромагнитных колебаний кристалла 1, выработанных генератором 3 высокочастотных колебаний и промодулированных генератором 4 пр моугольных импульсов, уменьшаетс . Величина ЭДС в катушке индуктивности переключаюшего устройства 5 характеризует действующее на чувствительный элемент 1 давление . Встречно-направленные диоды переключающего устройства 5 щунтируют ЭДС, наведенную электромагнитным полем излучател 2. Высока температура точки Кюри € гематита и его высока химическа стой (Л кость ПОЗВОЛЯЮТ использовать датчик в агрессивных средах. 4 ил.
Description
lN9
05 СП
сл : Изобретение относитс к контрольноизмерительной технике и может использоватьс в отрасл х промышленности, где необходимо измер ть статическое или динамическое давление бесконтактным способом . Целью изобретени вл етс уменьшение погрешности и расширение области применени датчика давлени . На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - цилиндрическа мембранна коробка с чувствительным элементом; на фиг. 3 - функциональна схема переключаюш ,его устройства; на фиг. 4 - зависимость измер емого давлени от ЭДС спинового эха, наведенна на катушке индуктивности переключающего устройства. Устройство дл измерени давлени состоит из чувствительного элемента 1 (фиг. 1)., причем в качестве чувствительного элемента используетс магнитоупор доченный кристалл , например гематит (а-Ре2Оз), ось которого перпендикул рна вектору статической дерной намагниченности магнитоупор доченного кристалла, излучател 2 импульсов , электромагнитного пол в виде катушки индуктивности, возбуждающего устройства электромагнитных колебаний, представл ющего собой последовательно соединенные генератор 3 высокочастотных колебаний и генератор 4 пр моугольных имцульсов , переключающего устройства 5, усилител 6 напр жени и регистрирующее устройство 7. Переключающее устройство 5 (фиг. 3) представл ет собой параллельно соединенные катушку 8 индуктивности, конденсатора 9 и двух встречно-направленных диодов 10 и 11. Переключающее устройст;во 5, усилитель 6 напр жени и регистрирующее устройство 7 соединены последовательно . Рассто ни от оси чувствительного элемента 1 до оси катушек индуктивности излучател 2 импульсов электромагнитного пол и переключающего устройства 5 выбираютс эмпирически, кроме того, все три оси взаимно параллельны. Чувствительный элемент 1 установлен в цилиндрическую мембранную коробку (фиг. 2), представл ющую собой корпус 12, верхн часть которой имеет цилиндрическую форму 13 с выступом 14 дл закрыти его сверху ограничительной гайкой 15, а нижн - конусообразную форму 16, переход щую в цилиндрическую поверхность с выступами 17 и 18 с наружной и внутренней сторон, на выступ 18 внутренней стороны с помощью уплотнительной гайки 19 установлена мембрана 20 с жестким центром 21, а на выступе 17 с наружной стороны выполнены сквозные цилиндрические отверсти 22 дл креплени цилиндрической мембранной коробки. Корпус 12, ограничительна гайка 15 и уплотнительна гайка 19 цилиндрической мембранной коробки бесконтактного датчика давлени изготовлены из немагнитных материалов . Устройство работает следующим образом. Чувствительный элемент устанавливаетс основанием на жесткий центр 21, а верхним концом упираетс на ограничительную гайку 15. Под действием статического или динамического давлени мембрана 20 прогибаетс и движение жесткого центра 21 мембраны 20 передаетс чувствительному элементу 1. В результате под действием давлени исследуемой среды, воспринимаемой мембраной 20, магнитоупор доченный кристалл 1 деформируетс . Высокочастотные электромагнитные колебани на частоте дерного магнитного резонанса дер Fe гематита, выработанные генератором 3 высокочастотных колебаний, модулируютс генератором 4 пр моугольных импульсов. С выхода возбуждающего устройства снимают импульсы с некоторой последовательностью и така последовательность поддерживаетс непрерывно до конца измерений . Импульсы попадают в излучатель 2 импульсов электромагнитного пол , вокруг которого создаетс высокочастотное электромагнитное поле с частотой, равной частоте дерного магнитного резонанса на дре Fe гематита. При этом чувствительный элемент 1, расположенный на рассто нии от излучател 2 импульсов электромагнитного пол попадает в это поле. Ось чувствительного элемента 1 перпендикул рна вектору статической дерной намагниченности магнитоупор доченного кристалла 1 и параллельна к оси излучател 2 импульсов электромагнитного пол . Под действием импульса вектор статической дерной намагниченности fn(f) магнитоупор доченного кристалла 1 начинает процессировать в плоскости, перпендикул рной к вектору магнитной составл ющей высокочастотного пол Hi, и через врем tp поворачиваетс на 90°. После выключени импульса статическа дерна намагниченность (m(r)) начинает прецессировать в плоскости, перпендикул рной к первоначальному положению. Результирующа статическа дерна намагниченность магнитоупор доченного кристалла 1 состоит из векторной суммы дерных намагниченностей кристаллических магнитных решеток (ni(f) и они не во всех кристаллических магнитных решетках одинаковы. Поэтому во врем прецессии векторы дерной намагниченности кристаллических магнитных решеток расфазируютс . Через врем т подаетс второй импульс, статическа дерна намагниченность поворачиваетс за врем 2tp на 180°. Все разбегающиес компоненты вектора намагниченности начинают собиратьс , и через врем 2tp они снова оказываютс в фазе. При этом получаетс электромагнитное поле (спиновое эхо), которое возбуждает электродвижущую силу (ЭДС) в катушке 8 индуктивности переключающего устройства 5. После усилени усилителем б напр жени ЭДС фиксируетс регистрирующим устройством 7.
Тепловое движение дер магнитных атомов приводит к разбросу магнитных моментов по направлени м, а локальное магнитное поле кристаллической магнитной решетки пр мо пропорционально усредненным значени м моментов по всем магнитным атомам. Величина результирующего дерного момента fh (f) ), а значит и ЭДС, фиксируема регистрирующим устройством 7, зависит от температуры. Поэтому при определении давлени необходимо учитывать температурную поправку.
Наличие статической (продольной) соетавл ющей локального магнитного пол позвол ет наблюдать спектр дерного магнитного резонанса при отсутствии внещнего посто нного магнитного пол Яо. Если пренебречь коррел ционными эффектами, обусловленными косвенным взаимодействием дерных , спинов через электронную спин-систему , то частота дерного магнитного резонанса определ етс при данной температуре средним значением результирующего локального магнитного пол на интересующем нас дре. Эта частота на драх Fe гематита равна 71,5 МГц при К.
Кроме того, магнитоупор доченные кристаллы обладают больщим внутренним коэффициентом усилени дерного магнитного резонанса. Это св зано с наличием динамической (поперечной) составл ющей локального магнитного пол Ялок.. Поэтому нет необходимости устанавливать чувствительный элемент в резонатор.
При отсутствии приложенного давлени интенсивность магнитного пол , излучаемого магнитоупор доченным кристаллом 1, максимальна. При действии давлени на магнитоупор доченный кристалл 1 интенсивность излучени уменьщаетс пропорционально приложенному давлению, а следовательно , величина возбуждаемой ЭДС в катущке 8 индуктивности переключающего устройства 5 пропорциональна приложенному давлению (фиг. 4). По величине ЭДС, фиксируемой регистрирующим устройством 7, определ ют давление, действующее на чувствительный элемент 1.
В катущке 8 индуктивности переключающего устройства 5 кроме основного спинового эха возбуждаютс ЭДС и электромагнитное поле, созданное излучателем 2 импульсов электромагнитного пол . Когда катущка индуктивности . переключающего устройства 5 и излучател 2 импульсов электромагнитного п-л наход тс на рассто нии м от чувствительного элемента 1, величина последней ЭДС превышает примерно в 100 раз от ЭДС, наведенной спиновым эхом.
Встречно-направленные диоды 10 и II переключающего устройства 5 из-за нелинейности вольт-амперных характеристик пропускают на вход усилител б ЭДС спинового эха и накоротко шунтируют ЭДС, наведенную электромагнитным полем излучател 2 импульсов электромагнитного пол . Колебательный контур в переключающем устройстве 5 (фиг. 3), состо щей из катущки 8 индуктивности и конденсатора 9, настроен на резонансную частоту.
Рассто ни от оси чувствительного элемента 1 до осей катущек индуктивности излучател 2 импульсов электромагнитного пол и переключающего устройства 5 определ ютс опытным путем. Минимальное рассто ние наход т по формуле 4-D+а+i d,
где D - диаметр каркаса катущек индуктивности излучател 2 импульсов электромагнитного пол и переключающего устройства 5 соответственно, d - диаметр медного провода, с которым намотаны катушки индуктивности, а - размер магнитоупор доченного кристалла.
С увеличением рассто ний от оси чувствительного элемента до осей катушек индуктивности уменьшаетс поток импульсного магнитного пол , пронизывающего чувствительный элемент 1 и катушку 8 индуктивности , а следовательно, уменьшаетс ЭДС, наводима в катушке 8 индуктивности переключающего устройства 5.
При увеличении размера чувствительного элемента 1 и при повышении чувствительности усилител б напр жени (отношесигнал , ние---) верхн граница диапазона этих
рассто ний увеличиваетс .
Дл конкретного чувствительного элемента и усилител напр жени оптимальные рассто ни , при которых работает устройство измерени давлени , - 1 м.
Промежуток времени т между двум последующими импульсами определ етс временем спин-решеточной релаксации. При импульсных ЯМР-спектроскопи в случае гематита равна с.
Корпус 12 цилиндрической мембранной коробки (фиг. 2), ограничительна гайка 15, установленна на выступ 14, и уплотнительна гайка 19 изготовлены из немагнитных материалов.
Зазор между чувствительным элементом 1 и корпусом цилиндрической формы 13 в цел х уменьшени вли ни горизонтальных смещений жесткого центра 21 мембраны 20 на интенсивность спинового эха не оставл етс .
Claims (1)
- На выступе 17 с наружной стороны конусообразной формы 16, переход щей в цилиндрическую поверхность, изготовлены сквозные цилиндрические отверсти 22 дл прикреплени цилиндрической мембранной коробки. А на выступе 18 с внутренней стороны установлены мембрана 20 и уплотнительна гайка 19. Магнитоупор доченным кристаллом 1 вл етс гематит (оС-Ре Оз), выращенный из раствора в расплаве, обогащенный изотопом Отсутствие непосредственного контакта (гальванической св зи) между чувствительным элементом 1, излучателем 2 импульсов электромагнитного пол и переключающим устройством 5, а также достаточно сильный сигнал спинового эха в гематите, позвол ют осуществить дистанционные измерени давлени на рассто нии до 1 м. Вследствие того, что гематит имеет высокую температуру точки Кюри и обладает больщой химической стойкостью, возможно использование давлени в агрессивных средах. Формула изобретени Устройство дл измерени давлени , содержащее чувствительный элемент, первичную и вторичную катушки, генератор высокочастотных колебаний, подключенный к первичной катушке, усилитель с регистратором , подключенные к вторичной катушке, отличающеес тем, что, с целью уменьшени погрешности и расширени области применени , оно снабжено генератором пр моугольных импульсов, подключенным к генератору высокочастотных колебаний конденсатором и двум встречно-направленными диодами, причем конденсатор и диоды параллельно подключены к вторичной катущке, а чувствительный элемент выполнен в виде обособленного блока, содержащего магнитоупор доченный кристалл гематита, воспринимающий измер емое давление в осевом направлении, при этом продольна ось кристалла перпендикул рна к вектору статической дерной намагниченности и параллельна ос м первичной и вторичной катущек .9 с ЮКЛ, // $8 ИШ 50 WOfu2. 150 200 250 JOO J5i7 ffff f50 500 550 600 Р{атм)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853874478A SU1265501A1 (ru) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | Устройство дл измерени давлени |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853874478A SU1265501A1 (ru) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | Устройство дл измерени давлени |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1265501A1 true SU1265501A1 (ru) | 1986-10-23 |
Family
ID=21169575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU853874478A SU1265501A1 (ru) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | Устройство дл измерени давлени |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1265501A1 (ru) |
-
1985
- 1985-02-21 SU SU853874478A patent/SU1265501A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Агейкин Ф. И. Датчики контрол и регулировани .- М.: Машиностроение, 1965, с. 608-609. Солодовников в. В. Измерительные устройства, преобразуюш,ие элементы и устройства.- М.: Машиностроение, 1973, с. 149-150. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jackson et al. | Remote (inside-out) NMR. III. Detection of nuclear magnetic resonance in a remotely produced region of homogeneous magnetic field | |
| US7859260B2 (en) | Nuclear magnetic resonance tool using switchable source of static magnetic field | |
| US8179135B2 (en) | Low field electron paramagnetic resonance imaging with SQUID detection | |
| Augustine et al. | Low field magnetic resonance images of polarized noble gases obtained with a dc superconducting quantum interference device | |
| US4280096A (en) | Spectrometer for measuring spatial distributions of paramagnetic centers in solid bodies | |
| US5221897A (en) | Directional resonance magnetometer | |
| EP0209374A3 (en) | Nmr phase encoding using phase-varying rf pulses | |
| Boero et al. | An NMR magnetometer with planar microcoils and integrated electronics for signal detection and amplification | |
| Babitskii et al. | Low noise wideband thin-film magnetometer | |
| Meredith et al. | Application of a SQUID magnetometer to NMR at low temperatures | |
| US5208533A (en) | Nmr machine with low field and dynamic polarization | |
| SU1265501A1 (ru) | Устройство дл измерени давлени | |
| US6133733A (en) | Magnetic resonance imaging | |
| Nicholson et al. | Recent developments in combining LODESR imaging with proton NMR imaging | |
| Leung et al. | Nuclear-magnetic-resonance study of the magnetically ordered manganite La 1− x Pb x Mn 1− y Fe y O 3 | |
| US5451874A (en) | Method and system for providing heterodyne pumping of magnetic resonance | |
| RU2157002C2 (ru) | Квадрупольные детекторы мин | |
| SU600430A1 (ru) | Способ наблюдени дерного магнитного резонанса | |
| Augustyniak et al. | Multiparameter magnetomechanical NDE | |
| Sager et al. | Using SQUIDs for AC measurements | |
| EP0845108B1 (en) | Magnetic resonance imaging | |
| Mallett et al. | Diffusion measurements using oscillating gradients | |
| Gallop et al. | An absolute SQUID magnetometer | |
| SU1583893A1 (ru) | Датчик дл измерени посто нного магнитного пол | |
| RU2087920C1 (ru) | Магнитометр |