Анализатор концентрации парамагнитных частиц Советский патент 1962 года по МПК G01N24/10 

Известны лабораторные спектрометры электронного парамагнитного резонанса, в которых имеется клистронный генератор, резонатор и осуществляется высокочастотная магнитная модуляция.

Предлагается анализатор концентрации парамагнитных частиц в жидких и твердых средах. В основу действия прибора положено явление электронного парамагнитного резонанса, заключающееся в том, что отдельные атомы и молекулы, имеющие электрон с неспаренным спином и помещенные в магнитное поле, поглощают электромагнитную энергию определенной частоты.

Величина поглощения при прочих равных условиях пропорциональна количеству частиц с неспаренным спином электрона. Измеряя величину поглощения, можно определить количество парамагнитных частиц, а при постоянном объеме контролируемого образца - их концентрацию.

Предлагаемый анализатор отличается от известных тем, что он снабжен синхронным детектором, выходной сигнал с которого подается на электронный мост, что позволяет производить непрерывную автоматическую запись концентрации анализируемого компонента.

Кроме того, с целью обеспечения стабильности показаний приб.ора, резонатор может быть смонтирован в поле постоянного магнита.

Анализатор концентрации парамагнитных частиц может быть применен в промышленных условиях для непрерывного контроля содержания парамагнитных ионов в жидких средах, для контроля качества высокомолекулярных соединений (полимеры, пластмассы, пластики) для контроля химических процессов, протекающих по радикальному механизму (полимеризация, деструкция и др.).

Блок-схема прибора представлена на чертеже. Электромагнитная энергия с фиксированной частотой около 9000 мгц генерируется кли№ 146597- 2 стройным генератором / и подается по согласованному волноводному тракту 2 в резонатор 3, помещенный в межполюсный зазор постоянного магнита 4. Внутри резонатора 3 в пучности магнитной составляющей высокочастотного поля расположена стеклянная трубка, через которую пропускается (в случае жидкости) или в которую помещается (в случае твердого вещества) анализируемая проба. Постоянное магнитное поле регулируется магнитным щунтом до величины, соответствующей резонансу,- определяемой из выражения: где: р - магнетон Бора;

Н - напряженность внешнего постоянного магнитного поля;

g - фактор спектроскопического .расщепления;

h - постоянная Планка;

у - частота.

Постоянное магнитное поле модулируется частотами 1 мгц и 50 гц. Модуляция 1 мгц осуществляется от генератора 5 при помощи помещенной в резонатор петли, являющейся витком, выходного контура генератора. Для осуществления модуляции .частотой 50 гц применяются модуляционные катушки, надетые на полюсные наконечники постоянного магнита.

В результате модуляции магнитного поля, в момент парамагнит.ного резонанса, СВЧ энергия (9000 мгц) оказывается промодулированной сигналом поглощения с частотами модуляции и поступает по волноводу 2 на СВЧ детектор 6. В результате детектирования выделяется сигнал поглощения. Далее он усиливается резонансным усилителем 7, настроенным на частоту 1 мгц подается на синхронный детектор 8. лг котором выделяется сигнал поглощения с частотой 50 гц. Регистрация сигнала осуществляется при помощи моста 9 переменного тока типа ЭМД-202.

Для согласования синхронного детектора с мостом переменного тока применяется усилитель 10 низкой частоты. Регулировкой усиления этого усилителя производится установка и разгонка шкалы прибора. Автонастройка частоты клистрона осуществляется схемой //.

Предмет изобретения

1. Анализатор концентрации парамагнитных частиц в веществе, в котором электромагнитная высокочастотная энергия с последующей модуляцией генерируется клистронным генератором и подается по волноводу в резонатор, отличающийся тем, что, с целью непрерывной автоматической записи концентрации анализируемого компонента, он снабжен синхронным детектором, выходной сигнал с которого подается на электронный мост.

, ; 2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения стабильности показаний прибора, резонатор смонтирован в поле постоянного магнита.

,