Радиоспектрометр магнитного резонанса Советский патент 1989 года по МПК G01N24/10 

Изобретение относится к радио-, спектрометрической аппаратуре и может быть использовано цри исследовании магнитных свойств вещества методом электронного парамагнитного резонанса, ядерного магнитного резонанса и т.п.

Цедь изобретения - повышение точности регистрации спектра за счет компенсации постоянной составляющей регистрируемого сигнала магнитного резонанса при немонотонном изменении ее величины.

На чертеже приведена структурная схема радиоспектрометра.

Радиоспектрометр магнитного резонанса содержит источник I поляризующего магнитного поля, блок 2 развертки, измерительный резонатор 3, блок 4 регистрации, дифференциальный усилитель 5, интегратор 6, циф- роаналоговый преобразователь 7, блок 8 управления, первый и второй 9 и 10 соответственно и устройство 11 выборки и хранения.

Радиоспектрометр магнитного резонанса работает следующим образом.

Исследуемый парамагнитный образец помещается в измерительный резонатор 3, расположенный в магнитном поле, создаваемом источником 1 поляризующего магнитного поля, который управляется блоком 2 развертки. Последний осуществляет развертку .магнитного поля по заданному закону для прохождения резонансной области спектра. Одновременно из блока регистрации 4 электромагнитное поле сверхвысокой частоты поступает в измерительный резонатор 3 с исследуемым образцом. При выполнении условий резонанса происходит рассогласование измерительного резонатора 3 и отражение части мощности СВЧ, которая детектируется в блоке 4 регистрации в виде сигнала магнитного резонанса.

Сигнал магнитного резонанса регистрируется на фоне постоянной составляющей, которая может .быть обусловлена как наводками сигнала модуляции магнитного поля, так и присутствием щирокой спектральной линии.

Величина постоянной составляющей в предлагаемом устройстве измеряется интегратором 6 как среднее за время однократного прохождения резонансных условий на прямом участке развертки

0

5

0

5

0

5

0

5

магнитного поля. При зтом на прямом участке развертки поляризующего магнитного поля блок 2 развертки вырабатывает управляющий сигнал, отключающий блок 8 управления и переводящий уст- ройство 1I выборки хранения в режим выборки. В результате этого на выходе цифроаналогового преобразователя 7 поддерживается напряжение, компенсирующее постоянную составляющую сигнала магнитного резонанса, вычисленную за предыдущий период развертки поляризующего магнитного поля, а напря жение на выходе устройства I 1 выборки хранения повторяет выходное напряжение интегратора 6.

По окончании прямого участка развертки блок 2 развертки переводит устройство 11 выборки хранения в режим хранения и включает блок 8 управления. При этом на вькоде устройства 11 выборки и хранения фиксируется напряжение, соответствующее постоянной составляющей сигнала магнитного резонанса, измеренного как среднее за время прохождения резонансных условий на прямом участке развертки значение регистрируемого сигнала магнитного резонанса. Первый и второй компараторы 9 и 10 сравнивают выходное напряжение Uyp, устройства 11 выборки и хранения и выходное напряжение Ицап цифроаналого- во.го преобразователя 7. Если U,. ицо,„ срабатьгоает, например, первый компаратор 9. Он вырабатьюает упраВ ляющий сигнал, под воздействием которого блок 8 управления, выполненный, например, на основе реверсивного счетЧика, управляющего цифроана- логовым преобразователем 7, изме- няет уровень сигнала на выходе таким образом, чтобы обеспечить возрастание выходного напряжения Ицц цифро- : аналогового преобразователя 7. Воз- : растание выходного напряжения преобразователя 7 будет продолжаться : до тех пор, пока Т,н& станет рав- ным Uug . Прн этом первьй компаратор 9 возвращается в исходное состояние и фиксирует на выходе цифро- аналогового преобразователя, 7 напряжение, равное выходному напряжению устройства 11 выборки хранения. Если ицс,п Uyex то срабатьгоает второй компаратор 10. Он вырабатывает управляющий сигнал, под воздействием которого блок 8 управления

. . 1

изменяет уровень сигнала на выходе таким образом, чтобы обеспечить уменьшение выходного напряжения иц,„ цифроаналогового преобразователя 7. Как и в предьщущем случае, уменьшение выходного напряжения цифроаналогового преобразователя продолжается до тех пор, пока ица„ не станет равным и..При этом второй компаратор 10 возвращается в исходное состояние и фиксирует на выходе цифроаналогового преобразователя 7 напряжение, равное выходному напряжению устройства II выборки и хранения.

По окончании обратного участка развертки блок 2 развертки отклю53280.

чает блок 8 управления, что исключает возможность изменения на прямом участке развертки выходного на- пряжения цифроаналогового преобразователя 7, которое поступает на один из входов дифференциального усилителя 5 и компенсирует постоянную составляющую сигнала магнитного ре10 зонанса, поступающего с выхода блока 2 развертки на второй вход дифференциального усилителя 5. Одновременно с этим блок 2 развертки переводит устройство I1 выборки и хранения в

15 режим выборки, чем обеспечивается возможность запоминания постоянной составляющей сигнала магнитного резонанса.