Радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса Советский патент 1986 года по МПК G01N24/10 

15

Изобретение относится, к технике электронного перемагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано при конструировании радиоспектрометров ЭПР и при.автоматичес- 5 ком контроле веществ для определения концентра. И парамагнитных частиц.

Цель изобретения - повышение точ- ости измерения интегральной интенивности линии спектра.

На чертеже представлена блок-схеа радиоспектрометра ЭПР.

Радиоспектрометр ЭПР содержит блок СВЧ 1, электромагнит 2 с блоком 3 питания, рабочий резонатор 4 расположенный между полюсными наконечниками электромагнита 2 и соединенный с блоком 1 и с последовательно включенньтми детектором 5 СВЧ, приемником 6 сигналов ЭПР, аналого- цифровым преобразователем 7 и накопителем 8 спектров ЭПР, а также циф- роаналоговьй преобразователь (ЦАП) 9, блок 10 развертки магнитного поля, Соединеиньй выходом с. катушкой 11 развертки, размещенной в зазоре электромагнита 2, цифровое устрой- . ство 12 управления магнитным полем, управляющие выходы которого подключены к соединенным параллельно установочным входам ЦАП 9 и накопите- ля 8 спектров ЭПР, первый .13 и второй 14 усилители с регулируемым коэффициентом усиления, переключатель 15 формы и переключатель 16 ширины регистрируемой линии спектра, причем информационный вход первого усилителя 13 соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 9, информационньй вход второго усилителя 14 - с установочным выходом цифрового устройства 12 управления магнитным полем, первые управляющие входы усилителей 13 и 14 подключены к выходу переключателя 15 формы линии спектра, вторые управляющие входы усилителей 13 и 14 - к выходу переключателя 16 ширины линии спектра, а выходы первого 13 и второго 14 усилителей - соответственно ко входам блока 10 развертки магнитного поля и блока 3 питания.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. .55

В блоке СВЧ 1 формируется мощность СВЧ и подводится к исследуемому веществу, помещенному в рабо20

25

Зв

35

40

45

50

чем резонаторе 4, который расположен между полюсными наконечниками электромагнита 2, создающего в рабочем резонаторе 4 с помощью блока 3 питания стабильное поляризующее магнитное поле. Задатчиком развертки является первый усилитель 13 с регулируемым коэффициентом усиления, формирующий на выходе однополярное линейно изменяющееся ступенчатое напряжение треугольной формы, амплитуда которого пропорциональна заданному значению амплитуды развертки, а число дискретных значений

соответствует заданному числу каналов накопителя 8. Необходимая a fflли- туда развертки обеспечивается .установкой ширины канала накопителя 8 в соответствии с формой и шириной

регистрируемой линии спектра резонансного поглощения путем задания коэффициента усиления.первого усилителя 13 с регулируемым коэффициентом при помощи переключателя 15 формы и переключателя 16 ширины линии, причем переключатель 15 формы используется при изменении формы регистрируемой линии, а переключатель 16 ширины - при изменении ширины

регистрируемой линии.

Компенсация изменения постоянной составляющей на выходе первого усилителя 13 с регулируемым коэффициентом усиления при изменении формы или ширины регистрируемой линии спектра осуществляется путем аналогового изменения коэффициента усиления идентичного второго усилителя 14 с регулируемым коэффициентом усиления .

Выходной сигнал первого усилителя 13 поступает на блок 10 развертки магнитного поля, осуществляющего развертку магнитного поля в зазоре электромагнита 2 при помощи катушки 11 развертки. В результате развертки при прохождении резонансного значения поляризующего магнитного поля на выходе детектора 5 СВЧ формируется сигнал ЭПР. Мгновенные значения усиленного приемником 6 сигнала ЭПР при каждом дискретном значении поляризующего магнитного пЪля преобразуется аналого-цифровым преобразователем 7 в цифровую форму. Полученные цифровые эквиваленты мгновенных значений сигнала ЭПР записываются в соответствующие ячейки

3

запоминающего устройства накопителя 8, адреса которых ( так же, как и число дискретных значений поляризующего магнитного поля) определяются выходными сигналами цифрового устройства 12 управления в зависимости от формы линии резонансного поглощения исследуемого вещества и требуемой погрешности определения ее интегральной интенсивности. Когерентное суммирование преобразованных в цифровую форму сигналов резонансного поглощения, регистрируемых при многократном прохождении рез онансного значения поляризующего магнитного поля, обеспечивает значительное улучшение отношения сигнал/шум по сравнению со случаем медленного однократного прохождения резонансного значения поляризующего магнитного поля, причем эффективность подавления возрастает с увеличением частоты сканирования резонансных условий. . Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения интегральной интенсивности регистрируемых линий спектров резонансного поглощения за счет значительного уменьшения числа каналов накопителя и, следовательно, увеличения частоты сканирования, обусловленного оптимизацией ширины канала накопителя и амплитуды развертки в зависимости от ширины и формы регистрируемых линий спектров резонансного поглощения.

Формула изобретени

Радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса, содержащий блок СВЧ, электромагнит, соеди607884

ненный с блоком питания, рабочий резонатор, расположенный между полюсными наконечниками электромагнита и соединенньй с блоком СВЧ и с 5 последовательно включенными детектором СВЧ, приемником сигналов элек тронного парамагнитного резонанса (ЭПР), аналого-цифровым преобразователем. (АЦП) , накопителем спектров О ЭПР, а также цифроаналоговый преобразователь (ЦДЛ), блок развертки . магнитного поля, соединенный выходом с катушкой развертки, размещенной в зазоре электромагнита, цифровое 5 устройство управления магнитньм полем, причем установочные входы ЦАП и накопителя спектров ЭПР соединены параллельно и подключены к управляющим выходам цифрового уст- 20 ройства управления магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности Измерения интегральной интенсивности линии спектра, в него дополнительно 5 введены первый и второй усилители с регулируемым коэффициентом усиления, переключатель формы и переключатель ширины регистрируемой линии спектра, причем информационный вход

0 первого усилителя соединен с выходом ЦАП, информационный вход второго усилителя - с установочным выходом цифрового устройства управления магнитным полем, первые управляющие входы усилителей подключены к выходу переключателя формы линии спектра, вторые управляющие входы усилителей - к выходу переключателя ширины линии спектра, а выходы пер0 вого и второго усилителей - соответственно к входам блока развертки магнитного поля и блока питания.

5

Изобретение относится к устройствам для анализа концентрации парамагнитных частиц. Цель изобретения - повьпиение точности измерения интегральной интенсивности линии спектра за счет оптимального выбора значений ширины канала накопителя и амплитуды развертки магнитного поля для линий спектра различной ширины и формы. Радиоспектрометр содержит блок сверхвысокой частоты с рабочим резонатором и детектором, электромагнит.с блоком питания, приемник сигналов электронного парамагнитного резонанса, аналого-цифровой преобразователь, накопитель спектров, цифроаналоговый преобразователь, цифровое устройство управления магнитным полем, блок развертки магнитного поля с катушкой развертки и два идентичных усилителя с регулируемьм коэффициентом усиле- mvii управляемых переключателями формы и ширины регис,трируемой линий спектра. Необходимая амплитуда развертки магнитного поля при установке ширины канала накопителя спектров в соответствии с формой и шириной линии спектра обеспечивается изменением коэффициента усиления усилителей, 1 ил. с S (Л

Редактор И.Сегляник

Составитель Л Федоров Техред М.Ходанич

Заказ 5220/41

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государствениого 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 Е.Рошко