Измерительная камера радиоспектрометра электронного парамагнитного резонанса Советский патент 1991 года по МПК G01N24/10 

Изобретение относится к исследованию магнитных свойств веществ, может быть использовано в радиоспектрометрах электронного парамагнитного резонанса (ЭПП). работающих в коротковолновой части миллиметрового и субмиллиметровом диапазонах длин волн и является усовершенствованием известного устройства по основному авт. св. N 918832.

Цель изобретения - повышение чувствительности при сохранении экспрессности.

На фиг.1 изображено устройство замены образца с размещенным на нем резонатором; на фиг.2 - измерительная камера в сборке, установленная на гелиевом кри- остате.

Устройство замены образца (фиг.1) содержит цилиндрический резонатор 1, неподвижно закрепленный на тонкостенной трубе 2, имеющей в нижней части коническое расширение 3, и перестраиваемый по частоте поршнями 4 и 5. Резонатор работает на колебаниях типа Нои. На боковой поверхности резонатора снизу имеется отверстие 6 для связи с микроволновым трактом. Образец 7 устанавливают вдоль оси резонатора через отверстия в поршнях 4 и 5. Последние, являясь отражающими поверхностями резонатора, закреплены на рычагах 8 и 9. Рычаги имеют толкатели 10 и 11, через кольцо 12 крепятся к трубе 2. Внутри последней проходит стержень 13, оканчивающийся в нижней части конусом 14. Верхняя часть стержня проходит через уплотнение 15 и жестко крепится к гайке 16. Уплотнение 15 зажимается винтом 17 между фланцем 18, припаянным к трубе 2, и фланцем 19, имеющим в верхней части наружную резьбу, на которой накручена гайка 16. Труба 2 крепится в сальниковом уплотнении 20, зажатом винтами 21 между фланцами 22 и капкой 23. Совокупность элементов 13. 14. 16, 10, 8, 5 и 4 образует по сути механизм перестройки частоты.

На криостате 24 (фиг.2) установлены верхний и нижний фланцы 25 и 26 измерительной камеры. Фланцы крепятся винтами

О CJ

ел

О

ю

CJ

ю

27 и уплотняются резиновыми кольцами 28. В центр фланца 26 вдоль оси цилиндрической полости измерительной камеры 29 впа- ян тонкостенный прямоугольный нейзильберовый волновод 30, соединяющий резонатор с генератором сверхвысокочастотного излучения. На волновод 30 в верхней его части наклеена направляющая втулка 31. Плоскость волновода изолирована от внешнего волнового тракта тонкой слюдяной прокладкой 32. Накидная гайка 33 прижимает капку 23 кольцевым выступом к резиновому уплотнению 34.

Устройство работает следующим образом.

Образец 7 помещают в резонатор 1, после чего устройство замены образца вводят через отверстие в верхнем фланце 25 в полость измерительной камеры 29. Кольцо 12 обеспечивает движение трубы 2 соосно полости измерительной камеры, в результате чего волновод 30 входит в коническое расширение З.В рабочем положении верхний конец волновода касается боковой поверхности резонатора, причем отверстие 6 связи располагается против отверстия волновода. Поскольку направление электромагнитных полей в резонаторе и волноводе строго зафиксировано относительно их внутренних поверхностей, то, вращая резонатор вокруг вертикальной оси, можно задавать значения угла между направлениями одноименных полей резонатора и волновода в области отверстия связи от нуля до 90°, параметр связи резонатора с волноводом меняется при этом соответственно от максимального значения (порядка 1,5) до минимального (менее ).

Поворот резонатора осуществляется вращением фланца 19.

Перестройка резонатора по частоте производится вращением гайки 16, что приводит к врэщательно-поступательному движению конуса 14. При этом конус, действуя посредством толкателей 10 и 11 на рычаги 8 и 9, перемещает закрепленные на рычагах

поршни 4 и 5, в результате чего изменяется длина резонатора и перестраивается его резонансная частота. При этом вследствие симметрии перемещения поршни 4 и 5 всегда расположены симметрично относительно центра резонатора и отверстия 6 связи. Поэтому установленное значение параметра связи и высокая чувствительность сохраняются даже при значительном изменении

длины резонатора, а значит его резонансной частоты.

Для замены исследуемого образца необходимо открутить накидную гайку 33, извлечь устройство замены образца из

полости измерительной камеры 9, извлечь образец из резонатора, вставить в резонатор другой образец, ввести устройство замены образца в полость измерительной камеры 29 и закрутить накидную головкугайку 16. Время, необходимое для замены образца, составляет не более 30 с.

Изобретение позволяет увеличить чувствительность, так как при перестройке частоты сохраняется неизменным

установленное оптимальное по чувствительности значение параметра связи резонатора с волноводом.

Значительная перестройка частоты резонатора необходима при работе с генератором СВЧ на лампах обратной волны, генераторах дифракционного излучения, лавинопролетных диодах, а также при работе с большими образцами, значительно изменяющими собственную частоту

резонатора.

Формула изобретения Измерительная камера радиоспектрометра электронного парамагнитного резонанса по авт. св. № 918832.О тличающая- с я тем, что, с целью повышения чувствительности при сохранении экспрессное™, резонатор снабжен вторым рычагом, установленным со стороны второй отражающей

поверхности и закрепленным аналогично первому.

16

17

IS

a/

-32 Фиг 2

Изобретение относится к исследованию магнитных свойств веществ, может быть использовано в радиоспектрометрах электронного парамагнитного резонанса, работающих в коротковолновой части миллиметрового и субмиллиметровом диапазонах длин волн. Цель изобретения - повышение чувствительности при сохранении экспрессности. Резонатор дополнительно снабжен вторым рычагом, установленным со стороны второй отражающей поверхности и закрепленным аналогично первому. 2 ил.