Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Магнитные системы в автоматике и научном приборостроении
1.1. Методы проектирования расчета и контроля магнитных систем ЯМР-спектрометров
1.1.1. Автоматизация проектирования (программное обеспечение)
1.1.2. Автоматизация наладки
1.1.2.1. Автоматизация управления
1.1.2.2. Автоматизация сбора информации
1.2. Магнитный резонанс, датчики магнитного резонанса. ЯМР анализаторы и расходомеры
1.2.1. Стационарные преобразователи расхода
1.2.2. Импульсные ЯМР-расходомеры 22
1.2.2.1. Импульсный спектрометр ЯМР
1.2.3. Функциональная схема спектрометра 23
1.2.4. Датчик сигналов ЯМР 25
1.2.5. Программное устройство 27
1-3. Магнитные системы для ЯМР-интроскопии 28
1.3.1. Градиентные катушки 31
1.3.2. Радиочастотные катушки 34
ГЛАВА 2. Методы расчета магнитных полей
2.1. Аналитические методы 37
2.1.1. Метод поверхностных зарядов
2.2.1. 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
3.1 Реализация расчетных методов синтеза магнитных полей с помощью интегрального уравнения в среде Visual Basic . 50
3.1.1. Магнитное поле катушек конечного сечения
3.1.2. Поле постоянных магнитов 61
3.1.3. Поле магнитов с железными наконечниками 67
3.1.4. Применение метода конечных разностей для расчета магнитного поля 'Установка для проектирования магнитных систем 79
Влияние ферромагнитных экранов на конфигурацию поля 73
Активное магнитное экранирование и синтез магнитныхполей 97
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
- Автоматизация проектирования (программное обеспечение)
- Метод поверхностных зарядов
- Применение метода конечных разностей для расчета магнитного поля
- Экспериментальная модель активного экрана соленоид в ферромагнитном экране конечного сечения
Введение к работе
1. Актуальность темы
В настоящее время производство стало активно использовать высокие научные технологии. Одним из перспективных методов контроля является метод ядерного магнитного резонанса (ЛМР). Во многих отраслях производства внедряются ЯМР-анализаторы и расходомеры. В энергетике ЯМР-расходомеры и анализаторы могут использоваться для контроля качества воды, состава горючих смесей и технологических материалов.
Основными элементами ЯМР-анализаторов и расходомеров являются магниты для создания основного резонансного поля. К качеству магнитов и однородности магнитных полей в зазоре магнита предъявляются высокие требования. Относительная однородность поля в рабочей области должна составлять отЮ'6доЮЛ
В данное время в биологии и медицине активно используются ЯМР-томографы, к магнитным системам которых предъявляются даже более жесткие требования, чем к магнитным системам ЯМР-анализаторов. В этой области рабочий объем томографа значительно превышает рабочий объем обычного ЯМР-анализатора. Кроме того, относительная однородность магнитного поля в рабочем объеме должна составлять от 10" до 10" .
Таким образом существует народно-хозяйственная проблема создания спектрометров ЯМР различного назначения.
В связи со сказанным выше возникает задача разработать методы расчета магнитных систем и приборы контроля качества магнитного поля. В этой области науки и техники имеется богатый арсенал математических методов и прикладных программ. Для примера можно привести программу «ANSYS», позволяющую рассчитывать магнитные поля систем различной конфигурации. Однако данная программа не приспособлена для решения задач ЯМР-приборостроения, имеет сложный интерфейс и высокую стоимость.
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.
В данной работе была поставлена задача создания программного продукта для анализа и синтеза магнитных полей для ЯМР-анализаторов и расходомеров. Более конкретно стояла задача подготовки базы для решения задач, поставленных перед казанскими предприятиями, где разрабатываются мини-анализаторы состава вещества и расходомеры для нефтяной и нефтехимической промышленности. Кроме того, решалась задача создания пакета программ расчета магнитных систем ЯМР-томографов.
Реальные характеристики магнитных систем отличаются от расчетных. Поэтому возникает задача контроля качества и разработки способов коррекции магнитных полей. В диссертации была поставлена задача проектирования прибора для автоматизированного контроля и настройки магнитных полей.
2. Цель и задачи
Целью работы является разработка методов автоматизированного проектирования, расчета и контроля магнитных систем спектрометров ЯМР.
Задача научного исследования:
Анализ и оптимизация методов расчета конфигурации магнитных полей токов и намагниченных тел.
Разработка и оптимизация методов синтеза магнитных полей с учетом влияния металлических ферромагнитных экранов на конфигурацию поля.
Разработка и создание автоматизированного рабочего места для проектирования магнитных систем.
4. Разработка модели полуавтоматической системы для исследования
конфигурации и корректировки магнитных полей.
В свою очередь эти цели и задачи распадаются на ряд следующих:
задачи расчета магнитных полей проводников с током различной конфигурации;
задачи оптимального расположения токов, чтобы создать поле заданной геометрии;
задачи расчета магнитного поля магнитотвердых материалов и расчета магнитного поля в зазоре электромагнитов с учетом нелинейной зависимости индукции поля от напряженности;
синтез аппаратуры для автоматизированного контроля и настройки магнитных полей.
3. 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 среднеквадратичных отклонений.
4. Новизна Новизна диссертационной работы состоит в следующем:
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,
Решены задачи активного экранирования магнитных полей.
Использованные методы Для решения поставленных задач использовались математический аппарат для решения уравнений стационарного магнитного поля с использованием интегральных уравнений (поверхностных зарядов), метод конечных разностей, метод отраженных токов с использованием в ортогональные ряды функций; ме-
тоды функций комплексного переменного; среда программирования Visual basic; радиотехнические методы.
5. Достоверность результатов
Достоверность результатов основана на использовании апробированных математического аппарата расчета стационарных магнитных полей и численных методов реализации его на ЭВМ, на соответствии результатов численных расчетов известным аналитическим решениям и результатах испытания на реальных моделях магнитных систем.
6. Внедрение
Результаты работы были использованы при создании магнитной системы ЯМР-расходомера КНИРТИ, в учебном процессе на кафедре ЭПА КГЭУ, что документально подтверждено соответствующими актами.
Значимость для науки и практики
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 проект автоматизированной системы контроля и настройки магнитов различного назначения.
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.
7. Положения, выносимые на защиту
1. Модель прибора для автоматизированного контроля и настройки магнитных систем с использованием разработанных моделей магнитных эле-
ментов 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.
Реализованные основные методы синтеза корректирующих устройств с учетом полей отраженных токов для систем с осевой симметрией.
Практические результаты по созданию магнитной системы ЯМР-расходомера для измерения скоростей и анализа состава водо-нефтяных потоков в нефтедобывающей отрасли.
8. Апробация. Публикации и конференции 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.
Автоматизация проектирования (программное обеспечение)
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. Анализ состава в настоящее время производится с помощью импульсных, в том числе Фурье, спектрометров ЯМР. Определение расхода объемов жидкостей и сыпучих тел и измерение скорости производится с помощью непрерывных и импульсных ЯМР-расходомеров. В биологии и медицине в диагностике состояния объектов используются ЯМР-томографы [1-23]. Важным элементов всех используемых приборов является магнитная система, В дальнейшем часто все типы приборов будем называть спектрометрами, имея ввиду общность задач проектирования и настройки их магнитных систем.
Современная наука и техника немыслимы без точных измерений, без систем контроля, многочисленных датчиков состояния технических объектов и без устройств автоматического регулирования работы машин и энергетических систем.
Современная технология требует развития метрологии в механике жидкости и газа. Это связано прежде всего со спецификой изучаемых явлений: параметры потока жидкости или газа меняются как во времени, так и в пространстве. Здесь необходимы измерения во многих точках пространства, в то время как электрические измерения до последнего времени являлись одноточечными (одноканальными) [6, 13, 22].
Для исследования и контроля потоков необходимы самые разнообразные приборы. Среди них особенно велико значение счетчиков и, особенно, расходомеров жидкости, газа и пара.
Требования к приборам для измерения расхода и количества, К расходомерам, счетчикам и анализаторам предъявляется много требований, удовлетворить которые совместно достаточно сложно и не всегда возможно.
Имеются две группы требований. К первой группе относятся индивидуальные требования; высокая точность, надежность, независимость результатов измерения от изменения плотности вещества, быстродействие и значительный диапазон измерения. Ко второй группе относятся требования, которые характеризуют всю группу расходомеров и счетчиков: необходимость измерения расхода и количества очень разнообразной номенклатуры вещества с отличающимися свойствами, различных значений расхода от очень малых до чрезвычайно больших и при различных давлениях и температурах.
Существующие расходомеры и счетчики количества можно условно разделить на несколько групп. A, Приборы, основанные на гидродинамических методах. Б. Приборы с непрерывно движущимся телом. B. Приборы, основанные на различных физических явлениях. Г. Приборы, основанные на особых методах.
Важным классом приборов являются приборы группы В. К ним относятся приборы тепловые, электромагнитные, акустические, оптические, ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), и ионизационные. Ниже будут рассматриваться только приборы, основанные на явлении ядерного магнитного резонанса.
Ядерный магнитный резонанс относится к неразрушающим методам анализа, т.е. в ходе анализа химический состав, свойства и структура исследуемого вещества не изменяются. Метод ЯМР обладает рядом ценных качеств, которые делают его пригодным для использования в современных автоматизированных системах управления технологическими процессами: метод не требует внесения пробных тел в измеряемый поток, хорошо поддается автоматизации, имеется возможность телемеханического управления, позволяет измерять ряд параметров вещества, обладает богатым арсеналом методик измерения, которые можно изменять оперативно без смены датчика.
Как уже сказано в введении в работе были поставлены следующие задачи:
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 полуавтоматической системы для исследования конфигурации и корректировки магнитных полей.
В данной главе рассмотрим задачи, вытекающие из п,3, то есть создание системы автоматизированного проектирования (САПР). Остальные будут рассмотрены в следующих главах.
Перевод автоматизируемого оборудования на управление с помощью микропроцессорной техники в сочетании с новыми гибкими (адаптивными) алгоритмами управления позволяет обеспечить максимальную эффективность функционирования системы в условиях неопределенности изменения характеристик сырья, объекта и т. п. [24].
Метод поверхностных зарядов
Рассмотрим вначале преобразователи расхода, использующие стационарный, или непрерывный метод ЯМР [6].
Первичный преобразователь ЯМР-расходомеров состоит из поляризатора, создающего постоянное магнитное поле с индукцией В, и «резонатора», в котором под воздействием переменного поля ларморовой частоты осуществляется резонанс. В большинстве случаев между поляризатором и резонатором помещается так называемая катушка нутации, назначение которой - воздействовать на вектор намагниченности ядерных спинов, выходящих из поляризатора. В этом случае, измеряется не значение сигнала ЯМР, а какая-либо другая величина, связанная с ним, например, сила тока в катушке нутации или время перемещения вещества от нее до катушки, воспринимающей сигнал ЯМР [26].
Поляризатор состоит из магнита (или катушки), обеспечивающего постоянство и достаточно высокое значение вектора намагниченности жидкости М. Резонатор включает в себя постоянный магнит, одну или две катушки, возбуждающие и воспринимающие сигнал ЯМР. Магнит резонатора создает магнитное поле с индукцией 5р. С обеих сторон располагаются катушки модуляции. Они питаются от генератора низкой частоты а м, изменяя с этой частотой индукцию поля Вр, а следовательно, и резонансную частоту top = уВр. Это делается для того, чтобы облегчить выделение сигнала ЯМР из шумов и наводок с помощью резонансного усилителя, настроенного на частоту сом. Для получения в приемной катушке сигнала ЯМР, который пропорционален проекции намагниченности М на направление, перпендикулярное к полю Вр, надо воздействовать на жидкость переменным полем с резонансной частотой й р, направленным перпендикулярно к Вр.
Иногда применяются две отдельных катушки высокой частоты. Тогда одна из них, окружающая трубу, является приемной, а другая, ось которой перпендикулярна как к оси первой, так и к направлению поля Лр является возбуждающей (передающей). Передающая катушка состоит из двух секций, размещенных по обе стороны от трубы. Она присоединяется к РЧ-генератору и создает резонансное поле частотой Ор. Приемная катушка присоединяется к усилителю. Ее длина в несколько раз меньше длины возбуждающей катушки, что способствует уменьшению влияния релаксации ядерной намагниченности жидкости при проходе через нее. Длину ее /к рекомендуется выбирать из условия /к « Т\\), где 7 1 - время релаксации; и - средняя скорость жидкости.
Другой способ состоит в применении одной приемно-передающей катушки, окружающей трубу, которая одновременно возбуждает резонансное поле с частотой Ор и воспринимает сигнал ЯМР. Сигнал ЯМР регистрируется на фоне напряжения, создаваемого высокочастотным генератором, подключенным к катушке и возбуждающим резонансное поле. В предыдущем же случае для двух отдельных катушек сигнал ЯМР наблюдается на фоне наводки от передающей катушки. В том и другом случае для выделения сигнала из фона при 19 меняются фазочувствительные схемы, которые в литературе называются также синхронными детекторами. Необходимую длину магнита поляризатора /п можно определить из условия получения достаточного значения вектора намагниченности Ми на его выходе. Мп=Мк(1-е т), (1.2.1) где m=Vn/Q0Th
Пусть предельное значение намагниченности Мк, Имеем Мп = 0,865МК при т - 2 и Мп = 0,9 5МК при m = 3. Следовательно, для того чтобы вектор намагниченности Мп на выходе из поляризатора был не менее чем 0,95МК, надо удовлетворить неравенству Vn 3 QQT\ или, что то же, неравенству /п Зи Т\, где о - средняя скорость в трубопроводе.
Сказанное справедливо при турбулентном режиме течения. При ламинарном течении при одном и том же значении и намагниченность будет меньше. Поэтому здесь для определения ип и /п рекомендуются неравенства Vn 4Q0T] и 1П 4и Г,.
Применение метода конечных разностей для расчета магнитного поля
В магнитном резонансе наиболее часто применяются плоские полюсные наконечники. Для создания однородного поля полюса магнитов снабжаются железными наконечниками. Коррекция однородности магнитных полей производится с помощью токовых катушек, расположенных в зазоре магнитов. Токи катушек создают магнитное поле, которое накладываются на собственное поле магнита. Сумма этих полей образует требуемую геометрию поля.
В рабочей области от отраженных в железных наконечниках токов возникают магнитные поля, которые складываются с собственным полем катушек и искажают расчетную конфигурацию поля. Часто катушки рассчитывают, пренебрегая влиянием отраженных токов. В результате реальная однородность поля получается хуже требуемой однородности.
Корректирующие катушки чаще всего имеют плоскую прямоугольную или седловидную форму [4].
Задачей раздела является учет влияния отраженных токов и синтез катушек с учетом этого влияния. Учет полей отраженных токов от плоских полюсных наконечников рассматривался неоднократно [29, 30, 31]. Синтез полей заданного пространственного профиля в данном разделе производится с помощью систем симметрично расположенных относительно центра магнита прямоугольных катушек с током,
Рассмотрим поле прямоугольных катушек с током, расположенных вблизи полюсных наконечников (рис. 2.3.2). Будем считать, что координатная ось z совпадает с продольной осью магнита. Центр координат поместим в центре зазора. Введем обозначения: 28 - ширина воздушного зазора магнита, 2/ - длина рабочих сторон катушек, h\, hi - расстояния соответственно внутренних и внешних рабочих сторон катушек от оси z.
Синтезированные магнитные поля предназначены для коррекции градиентов компоненты Hz Система двух симметричных пар прямоугольных катушек с одинаковым направлением токов в одноименных проводах, у которых длинная сторона расположена параллельно оси х, создает нечетные градиенты Gyi = дН2 /ду, Gy$ = д3Я2 /dy3 вдоль оси z. Одним из требований к катушкам коррекции является то, чтобы каждая катушка создавала только один градиент. Используя принцип суперпозиции, можно построить всю систему ортогональных корректирующих катушек. Поэтому рассмотрим поле одного замкнутого прямоугольного витка.
При выводе используем закон Био-Савара-Лапласа, учтем влияние магнитной проницаемости наконечников с помощью бесконечного набора отраженных токов [29]. Пренебрегаем влиянием боковых сторон катушек в силу их значительного удаления от центра зазора и малой длины. Тогда можно получить следующее выражение для корректирующего поля ні от одного витка на оси у: где r = h-y,a. k- коэффициент пропорциональности, зависящий от числа витков и тока в катушках. В работе [29] вычисление произведено путем перехода от суммирования к интегрированию и замене реальных переменных интегрирования комплексными. Нами составлена программа, позволяющая суммировать большое количество членов в этом ряду. Однако для аналитических расчетов удобнее пользоваться приближенной формулой, полученной в работе [29]:
Прежде чем анализировать полученное выражение, положим, что размер зазора равен 5 = 1,5 см, ток равен 1 А, коэффициент к = 1. Для начала примем по установленным в магнитном резонансе рекомендациям [2], что для получения линейного градиента поля центр и стороны рамки должны располагаться при ус =л/25, h\ = ус -5 и hi ус + 6- (4.1.2)
Однако, расчет по формуле (4,1.1) при принятых данных показывает, что поле в зазоре магнита отличается от поля в воздухе и, кроме линейного градиента, содержит также градиент третьего порядка. Необходимо также отметить, что вклад второго слагаемого в формуле (1) при / 10 см составляет не больше 1% от вклада первого слагаемого, а при / 5 см - не более 2%.
Экспериментальная модель активного экрана соленоид в ферромагнитном экране конечного сечения
Проще всего использовать РЧ-катушку достаточно малого размера по сравнению с размерами рабочей области, которую можно перемещать с помощью позиционера.
Значительно ускоряется процесс измерения с системой электрически связанных между собой и резонирующих как единое целое на одной частоте катушек, положения которых в рабочей области заранее определены.
В последнее время чаще всего применяют РЧ-катушки, внутри которых размещается весь рабочий объем. Нами применялись катушки всех указанных типов. Внутри катушки располагается образец с рабочим веществом. В качестве резонансного вещества выступает раствор парамагнитной соли в воде.
Во всех случаях выполняется фурье-преобразование временного отклика спинов ядер образца S(t) на возбуждение коротким радиочастотным импульсом на резонансной частоте и наблюдается спектр ЯМР/(ш-соо). Частотное положение пиков сигнала в случае малых катушек является мерой отклонений магнитного поля от резонансного значения HQ =OQ/Y. Причем частота CUQ задается от синтезатора частоты (рис.5.2.1).
В случае использования большой катушки зависимость амплитуды сигнала от частоты, т.е. спектр сигнала ЯМР дает распределение резонансных частот и, следовательно, полей внутри всей рабочей области. Для вычисления градиентов поля Gt в выделенных точках или локальных областях необходимо получить карту распределения резонансных частот в рабочей области, что можно выполнить методами одномерной (1М), двумерной (2М) или трехмерной (ЗМ) ЯМР-интроскопии [4, 33]. Преобразование частот в спектрах в координаты осуществляется по формуле Дсо = ю - юо = jGxx.
В результате юстировки спектры сигналов от всех выделенных локальных областей рабочего объема должны слиться в одну узкую линию, ширина которой свидетельствует о результирующей неоднородности в рабочем объеме. С помощью датчика ЯМР можно снизить относительный уровень неоднородности поля до значений 10 -10" . Дальнейшее снижение неоднородности поля возможно только при относительной временной нестабильности поля, значительно лучшей, чем названные величины неоднородности.
Персональный компьютер выполняет следующие функции: 1) хранит программы теоретической модели магнитной системы, по которым рассчитываются значения магнитного поля, градиенты магнитного поля, коэффициенты чувствительности, значения и направления регулировочных воздействий, 2) через аналого-цифровые преобразователи рассчитывает и хранит значения напряженности магнитного поля по измеренным сигналам датчиков Холла и ЯМР, а также координаты точек, в которых измерялось поле, 3) хранит программы измерений и импульсных последовательностей ЯМР, 4) загружает в оперативное запоминающее устройство контроллера (программатора) импульсные последовательности ЯМР, 5) через цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) и усилительные устройства управляет регулирующими воздействиями.
Программатором часто называют генератор времязадающих и управляющих импульсов [24, 35]. Программатор является промежуточным звеном между персональным компьютером и исполнительными устройствами. Программатор служит для буферизации выходов компьютера и согласования его выходных сигналов с входными сигналами исполнительных устройств. Синонимами названия программатор являются контроллер, устройство связи с объектом и адаптер связи. Программатор должен выдавать в определенные программой эксперимента моменты времени импульсы на управление формой, фазой и частотой выходных импульсов передатчика, а также мощными усилителями тока градиентов магнитного поля и тем самым обеспечивать проведение импульсных ЯМР-экспериментов. Функцией программатора является также съем отсчетов сигналов ЯМР, преобразование отсчетов в цифровой код и передача их в компьютер. Разгрузка компьютера для выполнения функций обработки сигналов осуществляется с помощью своего достаточно мощного оперативного запоминающего устройства.
Датчик ЯМР вместе с исследуемой магнитной системой представляет собой импульсный фурье-спектрометр ЯМР. Он обеспечивает выдачу резонансных селективных и мощных возбуждающих импульсов радиочастотной мощности в катушки датчиков и возбуждение сигналов ЯМР в образцах, прием и фазочувствительное детектирование сигналов. Квадратурные сигналы ЯМР через АЦП заводятся в ОЗУ компьютера и далее подвергаются фурье-преобразованию [4].
Важной частью установки является набор корректирующих и градиентных катушек. Для магнитной кодировки положения спинов по координатам используются импульсные градиенты магнитного поля. Максимальная амплитуда импульсных градиентов в сотни раз превышает амплитуду корректирующих градиентов. Катушки импульсных градиентов пропускают большие токи и испытывают большие механические напряжения. Поэтому для этих целей применяются корректирующие катушки или специальные градиентные катушки х, у, zy которые выполнены из более толстого провода и механически более жестко закреплены по сравнению с остальными корректирующими катушками. Линейность амплитудных и пространственных характеристик , у, z-градиентов в рабочей области должна выдерживаться с точностью порядка 1%.
