Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Приборы и методы контроля и определения состава веществ

Диссертационная работа:

Цветков Алексей Николаевич. Разработка методов автоматизированного проектирования, расчета и контроля магнитных систем спектрометров ЯМР : Дис. ... канд. техн. наук : 05.11.13 Казань, 2005 120 с. РГБ ОД, 61:05-5/4190

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. МАГНИТНЫЕ СИСТЕМЫ В АВТОМАТИКЕ И НАУЧНОМ
ПРИБОРОСТРОЕНИИ

1.1. Методы проектирования расчета и контроля магнитных 11
систем ЯМР-спектрометров

1.1.1. Автоматизация проектирования (программное
обеспечение)

1.1.2. Автоматизация наладки

  1. Автоматизация управления

  2. Автоматизация сбора информации

1.2. Магнитный резонанс, датчики магнитного резонанса. ЯМР- 19
анализаторы и расходомеры

  1. Стационарные преобразователи расхода

  2. Импульсные ЯМР-расходомеры 22

1.2.2.1. Импульсный спектрометр ЯМР

  1. Функциональная схема спектрометра 23

  2. Датчик сигналов ЯМР 25

  3. Программное устройство 27

1-3. Магнитные системы для ЯМР-интроскопии 28

  1. Градиентные катушки 31

  2. Радиочастотные катушки 34

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ РАСЧЕТА МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

2.1. Аналитические методы 37

  1. Метод поверхностных зарядов

  2. Метод интегральных уравнений 41

2.2. Численные методы 43

2.2.1 Метод конечных разностей 44

2.3. Типовые задачи магнитостатики, применяемые при 47

проектировании ЯМР-спектрометров

2.3.1. Методы синтеза полей

2.3.2.Коррекция поля с помощью системы ортогональных 51

катушек

2.3.3. Проблемы, связанные с отраженными токами 54

ГЛАВА 3.

3.1 Реализация расчетных методов синтеза магнитных полей с 50

помощью интегрального уравнения в среде Visual Basic . .

3.2. ГЛАВА 4

4.2.

4.3. ГЛАВА 5.

5.1. 5.2.

  1. Магнитное поле катушек конечного сечения

  2. Поле постоянных магнитов 61

  3. Поле магнитов с железными наконечниками 67

  4. Применение метода конечных разностей для расчета магнитного поля '2

Установка для проектирования магнитных систем 79

ВЛИЯНИЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЭКРАНОВ НА
КОНФИГУРАЦИЮ ПОЛЯ 73

Активное магнитное экранирование и синтез магнитных

97
полей у/

4.2.1. Экспериментальная модель активного экрана

Соленоид в ферромагнитном экране конечного сечения ... 108

ОПТИМИЗАЦИЯ ПОЛЕЙ. ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛЕЙ С

ЗАДАННОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ В ЭЛЕКТРОМАГНИТЕ С

ЖЕЛЕЗНЫМ ЭКРАНОМ 89

Магнитные системы расходомеров-анализаторов П2

Установка для исследования и настройки магнитных полей . 117

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 111

Введение к работе:

Актуальность темы. В настоящий момент во многих областях науки и техники применяются спектрометры ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для исследования вещества, контроля качества продукции предприятий энергетической, химической и других отраслей промышленности, анализа состава нефти и измерения объема нефтедобычи.

В связи с этим существует народно-хозяйственная проблема создания спектрометров ЯМР различного назначения.

Важной частью спектрометров ЯМР являются магнитные системы. Качество магнитных систем определяет основные рабочие характеристики спектрометров. Выделяют следующие основные характеристики магнитных систем: -индукцию магнитного поля в рабочем зазоре, которая определяет частоту ЯМР и, следовательно, чувствительность прибора; -размеры и конфигурацию (однородность) магнитного поля в рабочей области.

В зависимости от назначения прибора к магнитным системам предъявляются различные требования. Вместе с тем, несмотря на большое количество исследований и разработок, отсутствуют достаточно простые и надежные методы проектирования, расчета и контроля магнитных систем. В связи с интенсивным развитием техники и технологии производства и конкуренции со стороны известных в мире фирм назрела задача развития автоматизированных методов проектирования, расчета и контроля.

Актуальность задачи возросла в связи с появлением новых отраслей не-разрушающего контроля (ЯМР-интроскопии, технологической расходометрии), в которых предъявляются повышенные требования к объему рабочей области и однородности магнитных полей.

Целью работы является разработка методов автоматизированного проектирования, расчета и контроля магнитных систем спектрометров ЯМР.

Задача научного исследования:

  1. Анализ и оптимизация методов расчета конфигурации магнитных полей токов и намагниченных тел.

  2. Разработка и оптимизация методов синтеза магнитных полей с учетом влияния металлических ферромагнитных экранов на конфигурацию поля.

  3. Разработка и создание автоматизированного рабочего места для проектирования магнитных систем.

  4. Разработка модели замкнутой системы для исследования конфигурации и корректировки магнитных полей.

Методы научного исследования. В диссертации для анализа и синтеза магнитных систем использованы такие методы решений уравнений теории поля как метод разделения переменных, метод интегральных уравнений, метод конечных разностей. При создании автоматизированного рабочего места для проектирования магнитных систем использовались методы программирования в среде Visual Basic и метод минимума среднекйаи^ГИЧНЬїА иііиіиниїжй.

3 І 6ЙБЛИОТЄКЛ '

І СПі

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

1. Впервые комплексно решены основные задачи автоматизированного
проектирования и расчета магнитных систем спектрометров ЯМР, включающих
в себя модели источников поля в виде токовых катушек, постоянных магнитов
и ферромагнитных элементов и модели полей токов, отраженных от экранов.

2. Решены задачи активного экранирования магнитных полей.
Достоверность полученных результатов

Достоверность полученных результатов основана на использовании современных методов научного исследования и доказана согласием результатов расчетов с экспериментальными данными.

Практическая значимость работы заключается в том, что создано компьютеризированное рабочее место для моделирования и расчетов магнитных систем спектрометров ЯМР, которое позволяет в комплексе выполнять этапы проектирования. Разработан проект приборного комплекса, который позволяет не только измерять параметры магнитного поля, но и в полуавтоматическом режиме осуществлять регулирование магнитного поля.

Предложен проект замкнутой компьютерной системы управления процессом настройки магнитов.

На базе использования автоматизированного рабочего места предложены конкретные новые варианты магнитных систем, которые использованы при разработке ЯМР-анализатора и расходомера в Казанском научно-исследовательском радиотехнологическом институте.

На защиту выносятся следующие положения:

  1. Модель прибора для автоматизированного контроля и настройки магнитных систем с использованием разработанных моделей магнитных элементов и корректирующих катушек. Прибор имеет возможность оперативного ввода данных с пульта оператора и получения результатов с относительной точностью 10"2-10"3 в табличном и графическом виде с охватом наиболее широко применяемых источников магнитного поля.

  2. Реализованные основные методы синтеза корректирующих устройств с учетом полей отраженных токов для систем с осевой симметрией.

  3. Практические результаты по созданию магнитной системы ЯМР-расходомера для измерения скоростей и анализа состава водо-нефтяных потоков в нефтедобывающей отрасли.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Российском национальном симпозиуме по энергетике (Казань, 10-14 сентября 2001 года), 12-м межвузовском научно-техническом семинаре (Казань, 17-18 мая 2000 года), 13, 15, 16 Всероссийской межвузовской научно-технической конференции (Казань, 15-17 мая 2001),

Публикации. Основное содержание работы отражено в 12 публикациях: 5 статьях и 7 тезисах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения, библиографии из 90 наименований. Работа изложена на 111 страницах машинописного текста, включая 34 рисунка и 4 таблицы.

Подобные работы
Лебедева Татьяна Николаевна
Разработка методов акустического контроля прутков из инструментальной стали
Бобаков Дмитрий Александрович
Разработка методов и измерительно-управляющей системы непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников
Осипов Константин Юрьевич
Разработка методов неразрушающего контроля строительных материалов, основанных на явлении механоэлектрических преобразований
Толстых Светлана Германовна
Разработка метода и устройства для измерения коэффициента диффузии влаги в капиллярно-пористых материалах
Черепанов Игорь Сергеевич
Разработка метода интегрального электрохимического контроля металлических гальванопокрытий
Челноков Андрей Викторович
Разработка методов и средств неразрушающего контроля комплекса характеристик качества многослойных изделий в процессе их производства
Вдовин Александр Александрович
Разработка метода и средств контроля показателя ослабления слабомутных сред по изменению контраста в изображении тест-объекта в виде двух штрихов
Бражкин Борис Сергеевич
Разработка методов и средств контроля сложнопрофильных деталей типа тел вращения
Бахарев Михаил Самойлович
Разработка методов и средств измерения механических напряжений на основе необратимых и квазиобратимых магнитоупругих явлений
Авраменко Сергей Леонидович
Разработка методов и программно-аппаратных средств акустического контроля крупногабаритных строительных изделий из бетона

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net