СПЕКТРОМЕТР ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА Советский патент 1972 года по МПК G01N23/00 

Изобретение относится к технике ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Оно может быть использовано для модернизации известных и при разработке новых типов спектрометров.

Известен спектрометр ЯМР, содержащий устройство для стабилизации постоянного магнитного поля с внешним опорным образцом. Недостаток его заключается в дрейфе разрешающей способности.

С целью повышения стабильности разрешающей способности спектрометра с внешним опорпым образцом автоматически компенсируют изменение линейного градиента магнитного поля в направлении оси ампулы с исследуемым образцом с помощью второго опорного образца и компенсирующих катущек, включенных в электрическую схему с отрицательной обратной связью по магнитному полю, стабилизирующему частоту спинового генератора.

На фиг. 1 показан предложенный снектрометр, разрез по средней плоскости зазора магнита; на фиг. 2 - компенсирующие катушки.

Известные элементы спектрометра; магнит 1, ампула 2, приемный контур 3 исследуемого образца, внешний опорный образец 4 с катушкой приемного контура, генератор высокой частоты 5, источник опорного напряжения 6 и блок 7 развертки и смещения ноля.

Новые элементы спектрометра: второй опорный образец S с приемным контуром 9, усилитель высокой частоты 10, детектор 11, усилитель низкой частоты 12, катущка полол ительной обратной связи 13, преобразователь частота - напряжение 14, компенсирующие катушки о и соленоид 16.

Второй опорный образец 8 с катушкой

приемного контура 5 расположен вблизи внешнего опорного образца 4 на линии, проходящей через его центр и параллельной оси ампулы 2.

Компенсирующие катущки 15 имеют вид

прямоугольников (см. фиг. 2). Они расположены в зазоре магнита нарами в двух плоскостях, находящихся на равных расстояниях от плоскости, в которой размещены опорные 4 м 8 и исследуемый образцы. Катушки нонарно соприкасаются сторонамн, имеющими длину более расстояния между ампулой 2 и внешним опорным образцом 4 и выполнеппыми слоями. Ширина слоев больше расстояния между плоскостями катушек 15 и более чем

в два раза превышает расстояние между опорным образцом 4 и образцом 8. Такая конструкция и размеры катушек 15 позволяют получить достаточио линенйый градиент комнепсирующего ноля в области расположения

Катушка 11олож11тель ой обратной связи выполнена в виде соленоида, в который помещен второй опорный образец 8. Коакспально с ним расноложен соленоид 16.

Изменения линейного градиента поля вдоль оси ампулы 2 компенсируются следующим образом.

Переменрюе нанряжение спинового генератора (блоки 5, 8-/3) подается на вход нреобразователя частота - напряжение М, на выходе которого нолучают постоянное напряжение, пропорниональное частоте. Это напряжение сравннвается со стабплизнровапным онорным нанряЯсепием, и раз1юсть напряжений подается па катущкн 15, через которые осуществляется отрицательная обратная связь по магнитному полю в спиновом генераторе. Незначительное отклонение частоты генерации от установленной, определяемой равенством опорного напряжения и напряжения на выходе нреобразователя 14, нропорциопальпо возмущающему полю во втором опорном образце 8, деленному на коэффициент стабплпзацпн. Одновременно стабилизируется и лпнейный градпепт поля в паправлепии, параллельном оси ампулы 2 с исследуемым образцом, так как любое нзменение этого градиента автоматически компенсируется магнитным полем катущек 15.

Соленоид 16, подключенный к блоку 7 разверткп п смещения ноля, необходим и спектрометре для компенсации развертки и смещепня поля в месте расположения второго опорного образца 8, так как ноле в последнем должно изменяться синхронно с разверткой и смещением поля во внешнем образце 4, к которому «привязан образец 5 и с помощью которого осуществляются развертка и смещенне поля в области размещения катушки нриемного контура 3.

Такпм образом, стабильпость разрешаюндей способности спектрометра значительно повышается. Это позволяет улучшить качество регистрируемых спектров п новысить пропзводителыюсть труда оператора.

Предмет изобретения

1. Спектрометр ядерного магнитного резонанса, содержащий устройство для стабилизации ностояппого магнитного ноля с внешним опорным образцом, ампулу с приемным коптуром, генератор высокой частоты, источник опорного панряження, блок развертки и смещения поля, отличающийся тем, что, с целью новышения стабильности разрешающей снособности, в зазоре магнита вблизи опорного образца на линии, проходящей через его

центр и цараллельной оси ампулы, расположен второй опорный образец с приемным контуром, включенным в схему спинового генератора, к усилителю низкой частоты которого подключен преобразователь частота-

напряжение, а к последнему - компенсирующие катушки, располол енные парами в двух симметричных относительно опорных образцов плоскостях, параллельных поверхностям полюспых наконечников магнита, и касающиеся попарно сторопами, перпепдикулярными оси ампулы и выполненными слоями, нормальными к силовым линиям постоянного магннтного поля. 2. Спектрометр по н. 1, отличающийся тем,

что, с целью компенсации развертки и смещения поля в месте расположения второго опорного образца, последний вместе с катущкой приемного контура помещен в соленоид, включенный на выходе блока развертки и смещения поля.

f 2

15

f5

Т 2

Г7

f5