Анализатор концентрации парамагнитных центров Советский патент 1989 года по МПК G01N24/10 

(61) 1073655

(21)398961 /31-25

(22)16.12.85

(46) 23.01.89. Бюл. № 3

(71)Специальное конструкторско- технологическое бюро с опытным производством при Белорусском государственном университете

им. В.И.Ленина

(72)Б.Е.Куликовских, Л.К.Монтволинс кая, г;.И.Ромбак и В.П.Яновский

(53) 538.113 (088.8)

,(56) Авторское свидетельство СССР № 1073655, кл. G 01 N 24/10, 1974. (54)(57) АНАЛИЗАТОР КОНЦЕНТРАЦИИ ПАРАМАГНИТНЫХ ЦЕНТРОВ по авт. св. № 1073655, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени настройки при изменении амплитуды

модуляции магнитного поля, он дополнительно содержит два идентичных усилителя с управляемым коэффициентом усиления, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, и задатчик амплитуды модуляции магнитного поля, причем управляющие входы первого и второго усилителей с управляем 1М коэффициентом усиления подключены к выходу задатчика амплитуды модуляции магнитного поля, информационные входы - к выходам модуляторов электрического, и магнитного поля соответственно, а выходы - соответственно к электродам модуляции электрического поля на калибровочном образце и к входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с катушками модуляции магнитного поля.

О)

Ъсследуетнв оВразио

СП

:л

Изобретение от,носится к технике радиоспектроскопии, а именно к аппаратуре количественного анализа веществ методом электронного парамагни ного резонанса (ЭПР) и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1073655.

Цедь изобретения - сокращение времени настройки при изменении амплитуды модуляции магнитного поля На чертеже изображена структурная схема анализатора.

Анализатор содержит электромагнит 1, соединенный с блоком 2 управ- ления, рабочий резонатор 3 с исследуемым 4 и калибровочным образцами 5, блок 6 СВЧ, модулятор 7 с задат- чиком 8 амплитуды модуляции и катуст- ки 9 модуляции магнитного поля, мо- дулятор 10 и электроды И модуляций электрического поля на кадибровочном образце 5, блок 12 регистрации на частоте модуляции магнитного поля, блок 13 регистрации на частоте моду- ляции электрического поля, вычитающий усилитель 14, первый 15 и второй 16 усилители с управляемым коэффициентом усиления и усилитель 17с регулируемым коэффициентом усиления причем входы вычитающего усилителя 14 соединены с выходами блоков 12 и 13 регистрации на частоте модуляци магнитного поля и на частоте.модуляции электрического поля, сигнальные входы которых подключены к выходу блока 6 СБЧ, соединенного по входу рабочим резонатором 3, опорный вход блока 12 регистрации на частоте модуляции магнитного поля объединен с информационным входом усилителя 16 с управляемым коэффициентом усиления и подключен к выходу модулятора 7, опорный вход блока 13 регистрции на частоте модуляции электри- ческого поля объединен с информа- ционным входом усилителя 15 с управляе1 1м коэффициентом усиления. и подключен к выходу модулятора 10, управлякшдае входы усилителей 15 и 16 соединены с выходом задатчика 8 амплитулы модуляции магнитного поля, а выходы - соответственно с электродами модуляции электрического поля на калибровочном образце 5 и с входом усилителя 17 с регулируемым коэффициентом усиления,-выход которого подключен к катушкам 9 модуляции магнитного поля.

о Q 5 Q

5

5

Анализатор работает следунщим образом.

Исследуемый А и калибровочный 5 образцы помещают в.одну и ту же область резонатора 3, расположенную между полюсными наконечниками электромагнита 1, и облучают электромагнитным излучением от блока.6 СВЧ. Задание начального значения магнитного поля и его развертка осуп1ествляется блоком управления. Модуляция магнитного поля на исследуемом и калибровочном образцах производится с помощью катушек мо-/: дуляции 9, на которые подается сигнал частоты cOi, Изменение магнитного поля во времени H(t) на исследуемом и калибровочном образцах без учета развертки магнитного поля описывается выражением

H,(t) « , t,

где амплитуда модуляции магнитного поля.

Модулирующее магнитное поле частотой COj прикладыв ают к калибровочному образцу с помощью электродов 11, что эквивалентно модуляции магнитного поля только на калибровоч- . . ном образце по закону

Hj(t) A(F,+ |E sincO,jt),

где А - коэффициент, характеризукяций смещение .резонансного -значения магнитного поля калибровочного образца при воздействии на него электрического поля;

Е - начальное значение напряжен0

ности электрического поля;

Ед - амплитуда модуляции электрического поля.

Значение поля Е выбирается таким, чтобы совместить .центры линий ЭПР исследуемого 4 и калибровочного 5 образцов.

На выходе блока 12 регистрации на частоте модуляции магнитного поля регистрируется суммарный сигнал ЭПР от исследуемого 4 и калибровочного . 5 образцов, а сигнал ЭПР от калибровочного образца 5 на частоте й) °ДУ ляции электрического поля, приложенг ного к калибровочному образцу регистрируется по выходе блока 13 регистрации, Б начале настройки устройства при наличии в резонаторе 3 только калибровочного образца 5 производится выравнивание коэффициентов передачи тактов регистрации сигналов ЭПР от калибровочного образца 5 на частоте со, модуляции магнитного поля и на частоте М, модуляции электрического поля. Выравнивание коэффициентов передачи этих трактов осуществляется путем изменения коэффициента усиления усилителя 17 .до полного исчезновения разностного сигнала на выходе вычитамцего усилителя 14, что гарантирует полную идентичность спектров ЭПР от калибровочного образца ,5, регистрируемых на частоте СО, модуляции магнитного поля и на частоте со модуляции электрического поля,

В процессе изменения амплитуды модуляции магнитного поля, обуслов- ленного необходимостью оптимизации условий регистрации сигналов ЗПР исследуе1 тх образцов выходной сигнал задатчика 8 амплитуды модуляции магнитного поля в одинаковой сте- пени изменяет коэффициенты передачи усилителей 15 и 16 с управляемым коэффициентом усиления, что обеспе

чивает идентичность сигналов ЭПР калибровочного образца 5, которые регистрируются на частоте W, модуляции магнитного поля и на частоте модуляции электрического поля,

В качестве калибровочного поля использовался кристалл . Начальная настройка трактов parHct- рации сигналов ЭПР на частоте модуляции магнитного поля и на частоте модуляции электрического поля и изменения,коэффициентов передачи этих трактов с помощбю двух вден- тичных усилителей обеспечивают идентичность сигналов ЭПР калибровочного образца на частоте модуляции магнитного поля и на частоте модуляции электрического поля ь погрешностью, не превышающей 1% в диапазоне изменения амплитуды модуляции магнитного поля от О до 20 Гс, и позволяют сократить время настройки анализатора в процессе изменения амплитуды модуляции магнитного поля при использовании исследуемых образцов с разной шириной линии,