Импульсный спектрометр ядерного магнитного резонанса Советский патент 1986 года по МПК G01N24/08 

Изобретение относится к технической физике, связанной с исследованием и анализом материалов с помощью ядерного магнитного или ядерного квадрупольного резонансов, и может быть использовано при разработке импульсных радаоспектрометров, релак- сометров, томографов, к которым предъявляются повышенные требования к чувствительности-и стабильности.

Цель изобретения .- повышение чувствительности и стабильности за счет расширения его функциональных возможностей.

На чертеже изображена блок-схема импульсного спектрометра ЯМР.

Устройство содержит высокоста- бильный задающий генератор 1 гармонических колебаний с частотой f , блок синтезатора временных интервалов и фаз, соединенный с задающим генератором и состоящий из последовательно соединенных делителя частоты 2 задающего генератора на 2п,устройство набора частот 3, на выходе которого имеются частоты f, , f рабочая частота с фазами О, 90, 180 и 270, и мультиплексора зондирующих импульсов 4, управляемого блоком импульсных программ 5, который в свою очередь синхронизирован сигналом задающего генератора. Выход мультиплексора зондирующих импульсов соединен через фазовращатель 6 с входом блока передатчика 7, а выход блока передатчика, соединен с датчиком 8, имеющим рабочий контур с исследуемым веществом, находящийся в постоянном поле магнита 9, Наведенньй сигнал ЯМР в рабочем контуре датчика усиливается в предусилителе 10 и преобразуется в смесителе 11, Преобразованный и усиленный сигнал подается на синхронный квадратурный детектор 12, имеющий два опорных напряжения, отличающиеся по фазе на 90 и синтезируемые блоком, синтезатора временных интервалов и фаз., Про детектированные сигналы ЯМР в виде спада свободной индукции или сигнала эхо подаются в регистрирующее устройство 13, имеющее синхронизацию от блока импульсных программ.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал непрерывно работающего высокостабильного задающего генератора 1 гармонических колебаний с часто- той f подается на синтезатор вре5

менных интервалов и фаз, а также синхронизирует блок импульсных программ 5. Это обеспечивает полную когерентность спектрометра, По коман- де оператора блок импульсных программ 5 создает, согласно заданной импульсной последовательности, импульсы управления блоком синтезатора временных интервалов и фаз, Блок синтезатора временных интервалов и фаз синтезирует набор частот, которые необходимы для работьт блока приемника, и зондирующие импульсы с определенной фазой рабочей частоты спектрометра в соответствии с заданной импульсной последовательностью. С выхода мультиплексора зондирующих импульсов 4 рг-импульсы поступают на выход фазовращателя 6, С помошью Q фазовращателя производится настройка (подстройка фазового сдвига) на максимум сигнала ЯМР,

Далее, зондирукяцие импульсы усиливаются в блоке передатчика 7 и по- 5 даются на датчик 8 с рабочим контуром, находящимся в поле магнита 9, Наведенный в рабочем контуре сигнал ЯМР усиливается в предусилителе 10 блока приемника, Блок приемника построен по принципу последовательного гетеродинирования, т.е. последовательное уменьшение несущей частоты с помощью смесителя 11 с целью значительного- уменьшения просачивания напряжения опорной частоты на рабо- 5 чий контур, При этом сигналы опорной частоты не попадают в полосу рабочего контура, а каждый каскад приемника имеет разные частоты,тем самым ослабляется вероятность само- 0 возбуждения приемного устройства.

Усиленные после преобразования в смесителе 11 сигналы ЯМР подаются на вход квадратурного детектора 12, На два Других входа квадратурного детек- 5 тора постоянно подаются два опорных напряжения, имеющих фазовый сдвиг на 90 , от блока синтезатора временных интервалов и фаз, Продетектиро- ванные сигналы ЯМР преобразуются в 50 регистрирующем устройстве 13, имеющем синхронизацию от блока импульсных программ 5,

Синтезатор временных интервалов и фаз синтезирует когерентные рг-им- 55 пульсы со сдвигом фазы О, 90, 180и270 а также сигналы с различными часто0

тами и фазами (f - , 1 12

необходимые для последовательного гетеродинирования в приемной системе и синхронного детектирования.Все фазовые, и .частотные соотношения задаются цифровым способом, причем во всем диапазоне рабочих частот не требуется никаких подстроек.

Формула изобретения

Импульсный спектрометр ядерного магнитного резонанса, содержащий блок иьшульсных программ, задающий генератор с частотой f:, фазовращатель, магнит,последовательно соединенные блок передатчика, датчик,блок приемника, вьшолненный из последовательно соединенных предусилителя, смесителя и детектора, а также регистрирующее устройство, соединенное с выходом детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и стабильности, в него дополнительно введен блок синтезатора временных интервалов и фаз, выполненный из последовательно соединенных делителя .частоты, устройВ/70Н синтезатора

Составитель В.Майоршин Редактор В.Ковтун Техред А.Кравчук Корректор Л.Патаи

«.....Н.В«.Я « | |Р«Я1.. III I -.«- .

Заказ 6659/35 Тираж 778Подписное

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

ства набора частот и мультиплексора зондирующих импульсов, причем, устройство набора частот снабжено выходами рабочей частоты с фазами О, 90, 180 и 270 и выходами двух опорных частот f с фазами О и 90 и f,j , детектор выполнен синхронным (квадратурным), опорные входы которого соединены с выходами опорной частоты f, устройства набора частот, ге- теро/;инный вход смесителя соединен с выходом опорной частоты f устройства набора частот, выходы рабочей частоты которого соединены с входами мультиплексора зондирующих импульсов, блок импульсных программ соединен с входами управления муль- ; типлексора зондирующих импульсов, задающего генератора и регистрирующего устройства, фазовращатель соединен входом с выходом мультиплексора зондирующих импульсов и выходом - с входом блока передатчика, а выход задающего генератора соединен с входом блока синтезатора временных интервалов и фаз.

B/foff npueMHiiHCL

Iп

Изобретение относится к области радиоспектроскопии методом ядерного магнитного ре.зонанса. Цель изобретения - повышение чувствительности и стабильности. С этой целью спектрометр дополнительно содержит блок синтезатора временных интервалов и фаз. Указанный блок содержит делитель частоты, устройство набора частот и мультиплексор. Фазы рабочей и опорной частот сдвинуты на 90°. Все фазовые и частотные соотношения задаются цифровым способом, при этом во всем диапазоне рабочих частот не требуется никаких подстроек . 1 ил . (Л к:) о: со О5 vl