izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2020-5-36-42izmertech-1793Research ArticleЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯELECTROMAGNETIC MEASUREMENTSМетод контроля времени продольной релаксации текущей жидкости во всём диапазоне измерения расходаThe new method for longitudinal relaxation time control of f owing liquid in the entire range of its expenditure measuringДавыдовВ. В.DavydovV. V.

Санкт-Петербург;

р. п. Большие Вязёмы, Московская область,

Vadim V. Davydov

St. Petersburg; B. Vyazyomy, Moscow Region

davydov_vadim66@mail.ruМязинН. С.MyazinN. S.

Санкт-Петербург

Nikita S. Myazin

St. Petersburg

myazin.n@list.ruМакеевС. С.MakeevS. S.

Санкт-Петербург

Sergey S. Makeev

St. Petersburg

makeev.pro@mail.ruДудкинВ. И.DudkinV. I.

Санкт-Петербург

Valentin I. Dudkin

St. Petersburg

vidoodkin@mail.ruСанкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого; Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологииРоссияPeter the Great Saint Petersburg Polytechnic University; All-Russian Research Institute of PhytopathologyRussian FederationСанкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияPeter the Great Saint Petersburg Polytechnic UniversityRussian FederationСанкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-БруевичаРоссияThe Bonch-Bruevich Saint Petersburg State University of TelecommunicationsRussian Federation202006072023053642Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1793

Рассмотрены проблемы контроля состояния текущей жидкости при её использовании в различных отраслях промышленности, энергетики и сельском хозяйстве. Представлены средства контроля состояния текущей жидкости, принцип работы которых основан на явлении ядерного магнитного резонанса. Такие средства контроля свободны от недостатков и ограничений по применению, присущих оптическим анализаторам и проточным рефрактометрам. Контролируемыми параметрами при использовании средств контроля на основе явления ядерного магнитного резонанса являются времена релаксации текущей жидкости, в частности, наибольшие сложности возникают при измерении времени продольной релаксации. Предложен метод контроля времени продольной релаксации текущей жидкости во всём диапазоне измерения её расхода. Для реализации нового метода разработана конструкция ядерно-магнитного расходомера-релаксометра. Полученные данные сопоставлены с результатами измерений времён продольной релаксации жидких сред в стационарном состоянии на промышленном ядерно-магнитном релаксометре и установлено их совпадение в пределах погрешности измерений. 

The problems of the condition control of flowing liquid during its use in different industries, energy and agriculture are reviewed. The devices of the flowing liquid condition control whose operating principle is based on the phenomenon of nuclear magnetic resonance are presented. This devices do not have the disadvantages and limitations of use inherent in optical analyzers and flowing refractometers. At using controls based on the phenomenon of nuclear magnetic resonance the controlled parameters are the relaxation times of the flowing fluid, in particular, the greatest difficulties arise when measuring the longitudinal relaxation time. The method for control of longitudinal relaxation time T1 of flowing liquid in the entire range of measuring its expenditure is proposed. To implement a new method the design of nuclear magnetic flowmeter-relaxometer is developed. The obtained data are compared with the measurement results of values T1 for liquid media being in a stationary state are recivedon industrial nuclear magnetic relaxometer and is determined them coincidence within the measurement error.

ядерный магнитный резонансмагнитное полевремя продольной релаксациитекущая жидкостьотношение сигнал–шум.nuclear magnetic resonancemagnetic fieldlongitudinal relaxation timeflowing liquidsignal to noise ratio.ReferencesЛесников Е. В., Балаханов Д. М., Добровольский В. И. Метрологическое обеспечение жидкостных и аэрозольных счётчиков // Измерительная техника. 2017. № 1. С. 60–63. DOI:10.32446/0368-1025it.2017-1-60-63. Lesnikov E. V., Balakhanov D. M., and Dobrovol’skii V. I., Measurement Techniques, 2017, vol. 60, no. 1, pp. 87–91. DOI:10.1007/s11018-017-1154-yИсаев М. М., Алиев М. А., Абдуллаев В. Г., Назаров Р. Б., Мамедова М. Б. Разработка универсальной автоматической системы и алгоритма для калибровки нефтяных резервуаров // Измерительная техника. 2016. № 6. С. 48–51.Isaev M. M., Aliev M. A., Abdullaev V. G., Nazarov R. B., and Mamedova M. B., Measurement Techniques, 2016, vol. 59, no. 6, pp. 642–644. DOI:10.1007/s11018-016-1020-3Давыдов В. В., Дудкин В. И., Карсеев А. Ю. Малогабаритный ядерно-магнитный релаксометр для экспрессконтроля состояния жидких и вязких сред. // Измерительная техника. 2014. № 8. С. 44–48.Davydov V. V., Dudkin V. I., and Karseev A. Yu., Measurement Techniques, 2014, vol. 57, no. 8, pp. 912–918. DOI:10.1007/s11018-014-0559-0Даев Ж. А. Метод измерения пульсирующего расхода жидкости // Измерительная техника. 2016. № 3. С. 29–31.Daev Z. A., Measurement Techniques, 2016, vol. 59, no. 3, pp. 243–246. DOI:10.1007/s11018-016-0951-zМарусина М. Я., Базаров Б. А., Силаев А. А., Марусин Н. П., Закемовская Е. Ю., Гилев А. Г., Алексеев А. В. Магнитная система на основе постоянных магнитов для расходомера многофазных текучих сред // Измерительная техника. 2014. № 4. С. 62–65.Marusina M. Ya., Bazarov B. A., Galaidin P. A., Silaev A. A., Marusin M. P., Zakemoskya E. Yu., Gilev A. G., and Alekseev A. V., Measurement Techniques, 2014, vol. 57, no. 4, pp. 461–465. DOI:10.1007/s11018-014-0478-0Davydov R. V., Antonov V. I., Yushkova V. V., Grebenikova N. M., Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1236 (1), р. 012079.Davydov R. V., Antonov V. I., Yushkova V. V., Grebenikova N. M., Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1236 (1), р. 012079.Filippov A., Artamonova M., Rudakova M., Gimatdinov R., Skirda V., Magnetic Resonance in Chemistry, 2012, vol. 50 (2), рр. 114–119.Filippov A., Artamonova M., Rudakova M., Gimatdinov R., Skirda V., Magnetic Resonance in Chemistry, 2012, vol. 50 (2), рр. 114–119.Дьяченко С. В., Кондрашкова И. С., Жерновой А. И. Исследование сидементации ферромагнитных наночастиц в магнитной жидкости методом ЯМР // Журнал технической физики. 2017. Т. 87. Вып. 10. С. 1596–1598. DOI: 10.21883/JTF.2017.10.45007.2213D’yachenko S. V., Kondrashkova I. S., and Zhernovoi A. I., Technical Physics, 2017, vol. 62, no. 1, pp. 1602–1604.Вельт И. Д., Михайлова Ю. В. Магнитный расходомер жидкихметаллов. // Измерительная техника. 2013. № 3. C. 24–28.Velt I. D., and Mikhailova Yu. V., Measurement Techniques, 2013, vol. 56, no. 3, pp. 283–288. DOI:10.1007/s11018-013-0196-zДавыдов В. В., Дудкин В. И., Карсеев А. Ю., Вологдин В. А. Особенности применения метода ядерно–магнитной спектроскопии для исследования потоков жидких сред // Журнал прикладной спектроскопии. 2015. Т. 82. № 6. С. 898–902.Davydov V. V., Dudkin V. I., Karseev A. Yu., and Vologdin V. A., Journal of Applied Spectroscopy, 2015, vol. 82, no. 6, pp. 1013–1019.Popovac M., Hanjalic K., Flow, Turbulence and Combustion, 2007, vol. 78 (2), рр. 177–184.Popovac M., and Hanjalic K., Flow, Turbulence and Combustion, 2007, vol. 78, no. 2, pp. 177–184.Grebenikova N. M., Smirnov K. J., Artemiev V. V., Kruzhalov S. V., Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1038 (1), р. 012089.Grebenikova N. M., Smirnov K. J., Artemiev V. V., Kruzhalov S. V., Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1038 (1), р. 012089.Зубов В. А., Ринкевичюс Б. С. Оптические методы исследования потоков // Квантовая электроника. 1997. Т. 24. № 12. C. 1161–1163.Zubov V. A., and Rinkevicius B. S., Quantum Electronic, 1997, vol. 24, no. 12, pp. 1161–1163.Карабегов М. А. Метрологические характеристики рефрактометров полного внутреннего отражения // Измерительная техника. 2004. № 4. С. 50–54.Karabegov M. A., Measurement Techniques, 2004, vol. 47, no. 11, pp. 1106–1112. DOI:10.1007/s11018-005-0069-1Карабегов М. А. Автоматические рефрактометры разностной призмы для контроля технологических процессов // Измерительная техника. 2007. № 6. С. 31–36.Karabegov M. A., Measurement Techniques, 2007, vol. 50, no. 6, pp. 619–628. DOI:10.1007/s11018-007-0120-5Мищенко Ю. В. Метод рефрактометрического контроля жидкостей в технологических установках // Измерительная техника. 2007. № 12. С. 25–30.Mishchenko Yu. V., Measurement Techniques, 2007, vol. 50, no. 12, pp. 1274–1281. DOI:10.1007/s11018-007-0238-5Лейбенгард Г. И., Найденов А. С., Шур В. Л. Жидкостный лазерный интерференционный рефрактометр для измерения концентраций растворов // Измерительная техника. 2004. № 12. С. 58–53.Leibengardt G. L., Naidenov A. S., and Shur V. L., Measurement Techniques, 2004, vol. 47, no. 12, pp. 1211–1216. DOI:10.1007/s11018-005-0090-4Grebenikova N. M., Smirnov K. J., Rud’ V. Yu, Artemiev V. V., Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1135 (1), р. 012055.Grebenikova N. M., Smirnov K. J., Rud’ V. Yu, Artemiev V. V., Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1135 (1), р. 012055.Grebenikova N. M., Smirnov K. J., Rud’ V. Yu., Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1124 (4), р. 041011.Grebenikova N. M., Smirnov K. J., Rud’ V. Yu., Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1124 (4), р. 041011.Давыдов В. В. Ядерно-магнитный спектрометр для исследования потоков жидких сред. // Измерительная техника. 2016. № 11. С. 46–51.Davydov V. V., Measurement Techniques, 2016, vol. 59, no. 11, pp. 1202–1209. DOI:10.1007/s11018-017-1116-4Марусина М. Я., Базаров Б. А., Галайдин П.А., Марусин М. П., Силаев А. А., Закемовская Е. Ю., Мустафаев Ю. Н. Синтез градиентной системы мультифазного расходомера // Измерительная техника. 2014. № 5. С. 68–72.Marusina M. Y., Bazarov B. A., Galaidin P. A., Marusin M. P., Silaev A. A., Zakemovskya E. Y., and Mustaev Y. N., Measu rement Techniques, 2014, vol. 57, no. 5, pp. 580–586. DOI:10.1007/s11018-014-0501-5Неронов Ю. И., Серегин Н. Н. Разработка и исследование импульсного измерителя магнитной индукции на основе ядерно-магнитного резонанса для диапазона сильных магнитных полей. // Измерительная техника. 2017. № 8. С. 46–48. DOI:10.32446/0368-1025it.2017-8-46-48Neronov Y. I., and Seregin N. N., Measurement Techniques, 2017, vol. 60, no. 8, pp. 818–822. DOI:10.1007/s11018-017-1276-2Davydov V. V., Dudkin V. I., Karseev A. Yu., Russian Physics Journal, 2015, vol. 58(2), рр. 146–152.Davydov V. V., Dudkin V. I., and Karseev A. Yu., Russian Physics Journal, 2015, vol. 58, no. 2, pp. 146–152.Жерновой А. И., Латышев Г. Д. Ядерный магнитный резонанс в проточной жидкости. М.: Атомиздат, 1964.Zhernovoi A. I., and Latyshev G. D., Nuclear magnetic resonance in a fl owing liquid, Publ. Consultants Bureau, New York, USA, 1965.Bloch F., Hansen W.W., Packard F., Physical Review, 1946, vol. 70(4), рр. 474–488.Bloch F., Hansen W.W., Packard F., Physical Review, 1946, vol. 70(4), рр. 474–488.Chiarotti G., Cristiani G., Giulotto L., Physical Review, 1954, vol. 93, рр. 1241–1247.Chiarotti G., Cristiani G., Giulotto L., Physical Review, 1954, vol. 93, рр. 1241–1247.Леше А. Ядерная индукция: Пер. с англ. М.: Иностранная литература, 1963.A. Leshe, Nuclear induction, Publ. Veb Deustscher Verlag Der Wissenschaften, Berlin, Germany,1963.Давыдов В. В., Мязин Н. С. Многофункциональный малогабаритный ядерно-магнитный спектрометр // Измерительная техника. 2017. № 2. С. 58–62. DOI: 10.32446/0368-1025it.2017-2-58-62Davydov V. V., and Myazin N. S., Measurement Techniques, 2017, vol. 60, no. 2, pp. 183–189. DOI:10.1007/s11018-017-1171-xKashaev R. S., Gazizov E. G., Journal of Applied Spectroscopy, 2010, vol. 77(3), рр. 321–328.Kashaev R. S., Gazizov E. G., Journal of Applied Spectroscopy, 2010, vol. 77(3), рр. 321–328.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.