СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИРОМАГНИТНОГО ОТНОШЕНИЯ ЯДЕР Российский патент 1997 года по МПК G01N24/00 

Изобретение относится к радиоспектроскопии и может быть использовано при исследовании структуры и строения химических соединений.

Известен способ определения гиромагнитного отношения ядер, включающий воздействие на образец регулируемым постоянным магнитным полем с известными параметрами и полем радиочастоты, соотношение между которыми выбирают из условия магнитного резонанса в образце, измерение частоты сигнала и определение гиромагнитного отношения ядер как отношение частоты сигнала к величине постоянного магнитного поля [1]
Недостатками данного способа являются сложность и малая точность, которые в основном обусловлены сложностью точной калибровки постоянного магнитного поля большой величины.

Известен также способ определения гиромагнитного отношения ядер, включающий воздействие на образец двумя радиочастотными импульсами с временным интервалом τ от начала цикла до начала второго импульса, установление оптимальных условий возбуждения и регистрации сигнала спинового эха, калибровочное измерение величины радиочастотного поля по известному образцу и определение гиромагнитного отношения ядер исследуемого образца [2]
Недостатком данного способа является малая точность. Особенно это сказывается в случае ЯКР, где условие 90-градусности не всегда выполняется.

Задачей изобретения является разработка простого способа определения гиромагнитного отношения ядер с высокой точностью.

Эта задача решается с помощью существенных признаков, указанных в формуле изобретения: общих с прототипом способа определения гиромагнитного отношения ядер, включающего воздействие на образец двумя радиочастотными импульсами с временным интервалом t от начала цикла до начала второго импульса, установление оптимальных условий возбуждения и регистрации сигнала спинового эха, калибровочное измерение величины радиочастотного поля по известному образцу и определение гиромагнитного отношения ядер исследуемого образца и отличительных от наиболее близкого аналога существенных признаков плавно изменяют длительность первого импульса и временной интервал t на одну и ту же величину, регистрируют модуляцию амплитуды сигнала эха, по максимумам которой находят частоту w₁ и определяют гиромагнитное отношение ядер как отношение этой частоты ω₁ к величине калибровочного радиочастотного поля H₁.

Ниже раскрывается наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым результатом.

Во-первых, впервые используются другие условия при решении этой задачи: плавное изменение длительности первого импульса и временного интервала τ на одну и ту же величину.

Во-вторых, регистрируют модуляцию амплитуды сигнала эха, по максимумам которой находят частоту w₁.

В-третьих, определяют гиромагнитное отношение ядер исследуемого образца как отношение частоты ω₁ к величине радиочастотного поля H₁.

Анализ всех отличительных признаков изобретения показал, что изобретательский уровень высок раньше такие приемы не использовались для решения такой задачи.

На фиг. 1 приведена импульсная программа возбуждения и регистрации амплитуды сигнала спинового эха; на фиг.2 зависимость амплитуды сигнала эха от длительности первого импульса в KReO₄ (резонанс ¹⁸⁷Re, J 5/2, переход 3/2 5/2, ν 53,656 МГц, Т 296 К).

Способ реализован с помощью устройства, описанного в а.с. N 1132207, кл. G 01 N 24/10, 1984.

Пример реализации предлагаемого способа. Предварительно устанавливаются оптимальные условия возбуждения и регистрации сигнала спинового эха. Условия должны быть такими: первый РЧ-импульс равен 90^o, а второй 180^o и временной интервал t устанавливается так, чтобы было возможно наблюдать сигнал спинового эха с большим отношением С/Ш.

Первоначально выбираем образец, у которого содержатся ядра с известным гиромагнитным отношением g. Это необходимо для измерения величины радиочастотного поля H₁, т.е. для калибровки поля. Эту величину поля можно предварительно измерить как в прототипе H₁ = π/2γt₁ (из условия 90-градусности). Можно также измерить как в изобретении: по известному образцу из модуляционной картины определить ω₁ и найти величину радиочастотного поля H₁. Во втором случае точность измерения H₁ будет лучше как минимум в два раза.

После этого в датчик помещаем исследуемый образец и устанавливаем оптимальные условия для возбуждения и регистрации сигнала спинового эха при калибровочном радиочастотном поле H₁. После этого плавно изменяют длительность первого импульса и временной интервал τ от начала цикла до начала второго импульса на одну и ту же величину. При этом регистрируют амплитуду сигнала эхо: будет наблюдаться модуляция амплитуды сигнала эхо. По максимумам амплитуды сигнала находим

где ν₁ частота модуляции;
Т период модуляции.

На основании этого измерения ω₁ находим гиромагнитное отношение ядер исследуемого образца

Чем больше регистрируется модуляционных максимумов, тем точнее измерение T, соответственно точнее определяется гиромагнитное отношение ядер исследуемого образца.

Таким образом, предлагаемый способ определения гиромагнитного отношения ядер прост и позволяет повысить точность как минимум в два раза.

Использование: изобретение может быть использовано при изучении структуры и строения химических соединений. Сущность изобретения: в способе определения гидромагнитного отношения ядер, включающем воздействие на образец двумя радиочастотными импульсами с временным интервалом τ от начала цикла до начала второго импульса, установление оптимальных условий возбуждения и регистрации сигнала спинового эха, калибровочное измерение величины радиочастотного поля по известному образцу и определение гидромагнитного отношения ядер исследуемого образца, плавно изменяют длительность первого импульса и временной интервал на одну и ту же величину, регистрируют модуляцию амплитуды сигнала эха, по максимумам второй находят частоту w₁ и определяют гиромагнитное отношение ядер как отношение этой частоты ω₁ к величине калибровочного разночастотного поля H₁. 2 ил.

Способ определения гиромагнитного отношения ядер, включающий воздействие на образец двумя радиочастотными импульсами с временным интервалом τ от начала цикла до начала второго импульса, установление оптимальных условий возбуждения и регистрации сигнала спинового эха, калибровочное измерение величины радиочастотного поля по известному образцу и определение гиромагнитного отношения ядер исследуемого образца, отличающийся тем, что плавно изменяют длительность первого импульса и временной интервал t на одну и ту же величину, регистрируют модуляцию амплитуды сигнала эха, по максимумам которой находят частоту w₁ и определяют гиромагнитное отношение ядер как отношение этой частоты ω₁ к величине калибровочного радиочастного поля Н₁.