Спектрометр электронного парамагнитного резонанса с накопителем Советский патент 1983 года по МПК G01N24/10 

Изобретение относится к технике ЭПР и может быть использовано в приборостроительной промышленности при изготовлении спектрометров ЭПР. Известны спектрометры.ЭПР с электронной разверткой магнитного поля осуществленной с помощью управляемого генератора прямоугольных импульсов, подключенного к. стабилизатору тока электромагнита, а синхро низирующими импульсами переключают каналы накопителя сигналов TilНедостатком таких спектрометров является сильная зависимость амплитуды ступенчатого пилообразного магнитного поля от скорости развертки и возникающий при этом гистерезис поля, . Наиболее близким к изобретению техническим решением является спектрометр ЭПР с накопителем, содержащий последовательно соединенные измерительный резонатор, блок регист рации и накопитель сигнала ЭПР, а также электромагнит с силовым блоком, в зазоре которого установлен измерительный резонатор и датчик Холла, блок управления и стабилизации магнитного поля, подключенный входом к выходу датчика Холла, а выходом к входу силового блока, блок цифровой развертки магнитного поля, подключенный к входу блока управления и стабилизации магнитного поля, и генератор тактовых импульсов 2. Недостатком известного спектрометра ЭПР является низкая точность регистрации спектров ЭПР при быстрых изменениях скорости и амплитуды развертки магнитного поля. Это вызвано тем, что при быстром возврате магнитного поля к исходному значению для последующего прохождения в спектрометре возникают флуктуации магнитного поля, приводящие к размазыванию начального участка спект ра. С увеличением амплитуды развертки и ее скорости искажения захва тывают все большее число каналов накопителя. Цель изобретения - повышение точности регистрации спектров ЭПР в широком диапазоне изменения скоростей и амплитуд развертки магнитно го поля. 1 Поставленная цель достигается тем что в спектрометр ЭПР с накопителем содержащий последовательно соединенные измерительный резонатор, блок ре гистрации и накопитель сигнала ЭПР, а также электромагнит с силовым блоком, в зазоре которого установлен и мерительный резонатор и датчик Холл блок управления и стабилизации магн ного поля, подключенный входом к вы ходу датчика Холла и выходом к вход силового блока, блок цифровой развертки магнитного поля, подключенный к входу блока управления и стабилизации магнитного поля, и генератор тактовых импульсов, дополнительно введены электронный клапан, последовательно соединенные пороговое устройство и формирователь задержки, причем первый вход электронного клапана подключен к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход - к выходу формирователя задержки, а выход - к входу блока цифровой развертки магнитного поля и второму входу накопителя сигналов , а вход порогового устройства подключен к выходу блока управления и стабилизации магнитного поля. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого спектрометра. Спектрометр содержит последовательно соединенные измерительный резонатор 1, блок 2 регистрации и накопитель 3 сигналов ЭПР, а также электромагнит 4 с силовым блоком 5, блок б управления и стабилизации магнитного поля, датчик 7 Холла, блок.8 цифровой развертки магнитного поля, генератор 9 тактовых импульсов, электронный клапан 10, пороговое устройство 11 и формирователь 12 задержки. Спектрометр ЭПР работает следую-, щим образом. Электромагнит 4 создает в измерительном резонаторе 1 изменяющееся магнитное поле. При изменении амплитуды магнитного поля в измерительном резонаторе 1 возникает сигнал ЭПР, который поступает в блок 2 регистрации и накопитель 3 сигналов ЭПР. Тактовые импульсы с выхода генератора 9 тактовых импульсов через электронный клапан 10 поступают в блок 8 цифровой развертки магнитно-; го поля, формирующий ступенчатое пилообразное напряжение, и далее на второй вход накопителя 3, который является адресным регистром накопителя, переключающим его каналы. После достижения пилообразньам полем максимального значения последний импульс производит сброс в О адреснозго регистра накопителя и быстрый возврат напряжения к исходному значению. При этом на выходе блока б управления и стабилизации магнитного поля возникают флуктуации сигнала управления, которые тем сильнее, чем больше амплитуда развертки магнитного поля. При превышении амплитуды флуктуации порогов устройства 11 на выходе последнего возникает сигнал, поступаксций на вход-формирователя 12 задержки, который управляет электронным клапаном 10. Электронный клапан находится в з пертом состоянии до тех пор, пока амплитуда флуктуации не станет мень ше порогов срабатывания устройства 11,которым соответствует величина noJiin HjiQp, выбирающаяся из соотношенияор НесТеяБ где Но - амплитуда ступенчатой пилообразной развертки п - число дискретизаций; нестаб амплитуда нестабильнос ти магнитного поля. Соотношения между единицами поля и напряжения определяются из выражения аи 8ДН, где S - крутизна ре гулировочной характеристики системы силовой блок-электромагнит. . Для исключения ложных срабатываний электронного клапана 10 при поп дании напряжения флуктуации в мертв зону порогового устройства 11 формирователь задержки обеспечивает запертое состояние электронного клапана 10 на время TQ, которое выбирается так, что € 07/1/21, где Т период затухания -флуктуации сигнала управления. После того, как флуктуация напря;жения станет меньше порогов срабатывания устройства 11, включается электронный клапан и тактовые импульсы поступают на блок 8 цифровой развертки магнитного поля.и второй вход накопителя 3. Таким образом исключается влияние флуктуации магнитного поля на .точность реГистрации спектров ЭПР при быстром возвращении его максимального значения к исходному. Синхронность работы накопителя 3 и блока 8 цифровой развертки магнитного поля обеспечивается тем, ;Что переключение каналов накопителя и переключение ступеней развертки магнитного поля осуществляется одним и тем же импульсом. Изобретение позволяет достигать больших скоростей и амплитуд периодической развертки магнитного поля, повысить эффективность работы спектрометра с накопителем при высокой .точности регистрации спектров ЭПР.

.СПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО ; ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА (ЭПР) С НАКОПИТЕЛЕМ, содержащий последовательно соединенные измерительный резонатор, блок регистрации и накопитель сигнала ЭПР, а также электромагнит с силовым блоком, в зазоре которого установлен измерительный резонатор и датчик Холла, блок управления и стабилизации магнитного поля, подключенный входом к выходу датчика Холла и выходом к входу силового блока, блок цифровой развертки магнитного поля, подключенный к входу блока управления.и стабилизации магнитного поля, и генератор тактовых импульсов ,.отличающийся тем, что, с целью повышения точности регистрации спектров ЭПР в. : широком диапазоне изменения скоростей и амплитуд развертки магнитного поля, в него дополнительно введе. ны электронный клапан, последовательно соединенные пороговое устройство и фopv иpoвaтeль задержки, причем первый вход электронного клапана подключен к выходу генератора такто- sg вых импульсов, второй вход - к вы(Л ходу формирователя задержки, а выход - к входу блока цифровой развертки магнитного поля и второму входу накопителя сигналов, а вход порогового устройства подключен к выходу блока управления и стабилизации магнитного поля. СП ISO Ф