Устройство для измерения времен ядерной магнитной релаксации Советский патент 1986 года по МПК G01N24/00 

1 1

Изобретение относится к измерительой технике, а именно к устр ойствам змерения времен ядерной магнитной елаксации методами радиоспектроскоии, в частности импульсными методаи ядерного магнитного и квадруполь- ного резонансов, и может быть использовано для изучения физико-химических, свойств различных веществ и др.

Цель изобретения - повьппение точности измерения времен ядерной магнитной релаксации.

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения времен ядерной магнитной релаксации.

Устройство содержит программатор 1, приемопередающий блок 2, че- тырехканальный блок 3 памяти, блоки 4 и 5 вычитания, усилитель 6, компаратор 7, и блок управления 8 и измеритель 9 временных интервалов.

Устройство работает следукщим образом,

В режиме измерения времени спин- спиновой релаксации Т при использовании, например, многоимпульсной методики на вход блока управления 8 и одновременно на вход приемопереающего блока 2 поступает последовательность импульсов IT/2- - i -2 - - -2 .. . ,где t - время посыпки первого импульса. На выходе последнего в моменты времени 2п Г появляется последовательность эхосигналов, амплитуды которых при сдвиге базовой линии равны

А (- )±С, п 1,2,3...,(1) 2

где. АО - начальная амплитуда; - время появления первого

эхосигнала; С - константа.

Из последовательности эхосигналов в четырехканальном блоке 3 памяти в моменты времени , 2 Го, о выделяются и запоминаются сначала только четыре зхосигнала с амплитудами. соответственно А,, Aj, А. и А. Указанные амплитуды эхосигналов в виде уровней напряжений U, Ug , U,, 114 будут распределены на соответствукяцих выходах четьфехканального блока 3 памяти. При этом напряжения U, и U- приложены к входам первого блока 4 вычитания так, что на его выходе появляется разность напряжений All) и,- Uj , а напряжения Uj и U4 приложены к входам второго блока 5 вы314472

читания так, что на его выходе появляются разность напряжений-Аи

и.

Поскольку напряжение и U прикла5 дьтается к входу усилителя 6 с коэффициентом усиления k, то на опорном входе компаратора 7 будет напряжение ди, , а на сигнальном - kfliUj . Если в первом периоде данной последоtO вательности AU, kiU, то в блоке 8 управления вырабатываются импульсы, которые, поступая на вход программатора 1, вьщеляют в нем сдвинутые второй, третий и четвертый 7-импульсы

ts на интервалы времени З Г, ЗТ,, 7Т„ , где 1 первоначальный минимальный интервал. Следовательно, между Т/2- и первым Т-импульсом во втором периоде на выходе приемопередающего бло20 ка 2 появится последовательность эхо- сиг.налов с амплитудами А, А, А и А, а на соответствующих выходах четьфехканального блока 3 памяти - напряжения , соответственно U,, U,

25 Uy, U.

Теперь на компараторе 7 .будут сравниваться напряжения AU, Uj и kaUj ). Таким образом, сдвиг второго, третьего и четверто30 го -импульсов будет продолжаться

до момента вьтолнения равенства

АиГ kAUf 1 ,

jj Т.е. на некотором га-м периоде

где m - число периодов последовательности импульсов

ли

(т)

I -f- S -2t- y-....

- разность напряжений на выходе первого блока 4 вычитания на т-м периоде; uUj - разность напряжений на выходе второго блока 5 вычитания на т-м периоде, пока не сработает компаратор 7,

При этом блок 8 управления вырабатывает импульс, который выключает работу программатора 1 и фиксирует конец интервала времени At. Передний фронт полученного импульса формируется на каждом периоде в момент появления напряжения AUJ (п 1,2, 3,...,т) на выходе первого блока 4 вычитания. С помощью измерителя 9 временньс: интервалов будет зафиксирован отрезок времени

it

(m-l)eo nk

.(ml

m 2,3,4,

(2)

k ur у,1.-у ш-auj- и„-и,„.„

где и

Itn-t

и

m Чm-г

напряжение на втором входе первого блока 4 вычитания на га-м периоде по л л.

следовательности т -«--в-2t-7- 2t...; напряжение на втором входе второго блока 5 вычитания на га-м периоде по-ir следовательности -t-v.ЛЛ. л л/,

-2Г-1Г-2 Г... При измерении величины Т в реальном масштабе времени коэффициент уси ления усилителя устанавливают равным k 2,718, что соответствует отрезку времени

At T,j (т-1).

Предложенное устройство может быть также использовано для измерения времени спин-решеточной релаксации Т. При этом все блоки данных устройств будут работать аналогично как- и при измерении времени Т. Незначительное отличие между измере- состоит лишь в том.

ниями Tj и Т, состоит лишь в том, чт при измерении Т в блоке 8 управления с помощью 1Г-импульсов вырабатываются импульсы Ворот или строб

Устройство для измерения времен ядерной магнитной релаксации, содер- 25 жащее программатор, приемопередающий блок, два блока вычитания, усилитель, 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 компаратора, к выходу компаратора и к выходу программатора, соединенного с входом приемопередающего блока, а второй выход блока управления подключен к управляющему входу програм- матора, при этом выход первого блока вычитания подключен к первому входу компаратора, а выход второго блока

импульсы для управления блоком 3 памяти, с помощью которых в последнем фиксируются амплитуды эхосигналов

А, А, А., и А,2 , а при измере- 40 в гаитания через усилитель - к второму НИИ времени Т, фиксируются начальные амплитуды индуцированных сигналов, возникающие после Т/2-импульсов повходу компаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введен четыт- рехканальный блок памяти, информационный вход которого соединен с выходом приемопередающего блока, а уп- равляюпщй вход - с третьим выходом блока управления, причем первый и третий выходы четырехканального блока памяти подключены к входам первого блока вычитания, а второй и четвертый выходы четырехканального блока памяти - к входам второго блока вычитания .

л

следовательности 7/2-1 - j ,.. Вы-

деление начальных амплитуд сигналов осуществляется с помощью импульсов Ворот или строб-импульсов,полученных в результате формирования их в блоке 8 управления из поступившей на его вход последовательности IT/Z- импульсов. В режиме измерения Т, на вход блока 3 памяти поступает последовательность сигналов .

.тф А„ А„( ), n

1,2,3..,,(3)

где Agp- предельное значение А при достаточно большом п. Нетрудно по- казать, что на т-м периоде последовательности /2-импульсов к входам первого блока 4 вычитания будут приложены напряжения U) и U., , а на входах второго блока 5 вычитания и,„ и Uqm-2 т.е. аналогично как и при измерении времени Т. При этом разность напряжений на выходе первого блока 4 вычитания будет также всегда больше разности напряжеНИИ uUj на выходе второго блока 5 вычитаний, причем полученные разности напряжений как в первом (Т,), так и во втором (Т, ) случаях инвариантны

относительно амплитуд А и А . Формула изобретения

Устройство для измерения времен ядерной магнитной релаксации, содер- жащее программатор, приемопередающий блок, два блока вычитания, усилитель, 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 компаратора, к выходу компаратора и к выходу программатора, соединенного с входом приемопередающего блока, а второй выход блока управления подключен к управляющему входу програм- . матора, при этом выход первого блока вычитания подключен к первому входу компаратора, а выход второго блока

в гаитания через усилитель - к второму

в гаитания через усилитель - к втором

входу компаратора, отличающееся тем, что, с целью повыв гаитания через усилитель - к второму

шения точности, в него введен четыт- рехканальный блок памяти, информационный вход которого соединен с выходом приемопередающего блока, а уп- равляюпщй вход - с третьим выходом блока управления, причем первый и третий выходы четырехканального блока памяти подключены к входам первого блока вычитания, а второй и четвертый выходы четырехканального блока памяти - к входам второго блока вычитания .

I

в

«

Т-У

Редактор Н.Слободяник

Составитель А.Кондратьев Техред И.Гайдош

Заказ 2559/49Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

-

-

Корректор С.Шекмар

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам измерения времен ядерной магнитной релаксации методами радио.спектроскопии, в частности импульсными методами ядерного магнитного и квадрупольного резонансов, и может быть использовано для изучения физико-химических свойств различных веществ. Цель изобретения - повышение точности измерения времен ядерной магнитной релаксации. С этой целью в устройство, содержащее программатор, приемопередающий блок, два блока вычитания, усилитель, компаратор, |блок управления и измеритель временных интервалов, введен четырехканаль- ный блок памяти. 1 ил.