Устройство для измерения времени спин-спиновой релаксации Советский патент 1984 года по МПК G01N24/00 

- « I Изобр,етение относится к измерительной технике, а именно к устройст вам измерения спин-спиновой релаксации 1методами радиоспектроскопии,. в частности импульсными методами ядерного магнитного и квадрупольного резонансов, и может быть использовано для изучения физико-химических свойств различных веществ и т.п. Известно устройство, содержащее программатор, приемопередающий блок измеритель временных снтервапов , амплитудно-временной преобразователь и осциллограф 1 . Недостатками этого устройства являк тся невысокая точность измерения, сложность и трудоемкость определения времени релаксации, а также ограниченный диапазон измерения, обусловленный недостаточным динамическим диапазоном амплитудно-временного преобразователя. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения времени спинспиновой релаксации, содержащее программатор, приемопередающий блок усилитель, блок памяти, компаратор, блок управления и измеритель временных интервалов вход которого соединен с первым выходом блока управления, первый, второй и третий входы которого подключень соответственно к первому входу компаратора, к выходу компаратора и к выходу программатора, соединенного с входом приемопередающего блока, выход которого подключен к информационному входу . блока памяти, подсоединенного управляющим входом к второму выходу блока управления, а выход усилителя соеданен с вторым входом компаратора 2j Недостатком известного устройства является невысокая точность определения времени спин-спиновой релаксации, обусловленная тем, что при сдвиге базовой нулевой) линии или же при ее отсутствии полученные результаты измерения недостоверны. Целью изобретения является повышение точности измерений спинспиновой релаксации; Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее программатор, приемопередающий блок усилитель, блок памяти, компаратор, блок управления и измеритель временных интервалов, вход которого со4Jединен с первым выходом блока управления первый., второй и третий входы которого подключены соответственно к первому входу компаратора, к выходу компаратора и к выходу программатора, соединенного с входом приемопередающего блока, выход которого подключен к информационному входу блока памяти, подсоединенного управляющим входом к второму выходу блока управления, а выход усилителя соединен с вторым входом компаратора, введены два блока вычитания, блок памяти выполнен трехканальным, блок памяти и блок управления снабжены третьими выходами, причем первый, второй и третий выходы блока памяти подключены соответственно к первому входу первого блока вычитания, ко второму входу первого блока вычитания, соединенному с одним из входов второго блока вычитания, и к другому входу второго блока вычитания, выход которого соединен с входом усилителя, а выход первого блОка вычитания подключен к первому входу блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом программатора. На фиг.1 приведена блок-схема устройства для измерения времени спин-спиноБой релаксации; на фиг,2 эпюры напряжений, поясняющие его работу. . Устройство содержит (фиг.1) программатор 1, приемопередающий блок 2 трехканальный блок 3 памяти, блоки 4 и 5 вычитания, усилитель. 6, компаратор 7, блок 8 управления и измеритель 9 временных интервалов. На фиг.2 обозначены следующие сигналы; 10- на выходе приемопереданяцего блока 2; 11-13 - на первом, втором и третьем выходах трехканального блока 3 памяти; 14у15 - соответственно на выходе первого 4 и второго 5 блоков вычитания; 16 - на входе измерителя 9 временных интервалов. Устройство для измерения времени спин-спиновой релаксации работает следующим образом. В результате воздействия последовательности мощных радиоимпульсов t/U -г - IJ - 2 -; - - 2 , пос.т улающих с выхода программатора 1 на вход приемопередакщего блока 2, на его выходе в моменты времени п2 t появляется последовательность эхо-сигна. лов,амплитуды которых лри сдвиге базовой линии С равны А. (- -|s ) ± С , п 1,2 где AQ - начальная амплитуда; Тл - искомое время спин-спиново релаксации; 0-2- Из поступивших на вход трехканального блока 3 памяти эхо-сигналов в nejJBOM ,периоде последовательнобти А выделяются только три эхосигнала А,, Ag, Aj, которые распределяются на соответствующих каналах трехканального блока 3 памяти ив виде уровней напряжений J, U появляются на его выходах(фиг,2, 11,12,13), При этом на выходе перво го блока 4 вычитания появится урове напряжения jjUf U,- (фиг.2,14): а на выходе второго блока 5 вычитаaUg Uj - Ug ния - напряжение (фиг.2,15). Напряжение J Ug, прикладывается к входу усилителя 6, в котором усилиН вается до величины.KaU, где К коэффициент усиления усилителя 6. Таким образом, к опорному входу компаратора 7 прикладывается напряжение а к его сигнальному входу - напряжение KflUrt, Если в первом периоде последовательности 4.U| Кди, то в блоке 8 управления вырабатываются импульол, которые, поступая на вход программатора 1, выделяют в нем сдвинутые второй и третий -импульсы на интервалы времени Э и .5 соответственно. Следовательно, во втором периоде на выходе приемопередающего блока 2 появляется последовательность эхо-сигналов с амплитудами А, Aj и соответственно уровней и, Щ и и на выходах трехканального блока 3 памяти, В зависимости от величины коэффициента усиления К сдвиг второго i -импульса на интервал времени m Г и третьего ii -импульса на интервал времени (2т-1) CQ- будет продолжаться до момента выполнения равенства Л U «KfjUj (в т-ном периоде последовательности , т.е. до момента срабатывания компаратора 7, При :этом блок 8 управления, вырабатывает импульс, который выключает работу программатора 1 и фиксирует конец интервала времени ut (фиг,2, 16), Отметим, что передний фронт полученного импульса длительностью t сформирован импульсом в момент появления уровня напряжения :Д U 7 на выходе первого блока 4 вычитания, С помощью измерителя 9 временных интервалов будет зафиксирован отрезок времени -ilDlU m 2 3 4 InK - U4 - у„, где К , При измерении величины Т в реальном масштабе времени коэффициент усиления устанавливают равным К « 2,718, что соответствует t « Т,, «(m-l)ir . Использование изобретения обеспечивает повышение точности определения времени спин-спиновой релаксации за счет исключения погрешности от сдвига или отсутствия базовой линии.

фиг 1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЁШШ ВРЕМЕНИ СПИН-СПИНОВОЙ РЕЛАКСАЦИИ, содержащее программатор, приемопередающий блок, усилитель, блок памяти, компаратор, блок управления и измеритель временных интервалов, вход которого соединен с первым выходом блока управления, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому входу кo шapaтopa, к выходу компаратора и к выходу программатора, соединенного с входом приемопередающего блока, выход которого подключен к информационному входу блока памяти, подсоединенного управляющим входом к второму выходу блока управления, а выход усилителя соединен; с вторым входом К5 мпаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два блока вычитания, блок памяти выполнен трехканальным, блок памяти и блок управления снабжены третьими выходами, причем первый, второй и третий выходы блока памяти подключены соответственно к первом входу первого блока вычитания, ко второму входу первого блока вычитания, соединенному с одним из входов второго блока.вычитания,, и к другому входу второго блока вычитания, выход которого соединен с входом усилителя, а выход первого блока,вычитания подключен к первому входу блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом 00 программатора. о 00 4ii