Импульсный радиоспектрометр-релаксометр ядерного квадрупольного резонанса Советский патент 1975 года по МПК G01N27/78 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ РАДИОСПЕКТРОМЕТР-РЕЛАКСОМЕТР ЯДЕРНОГО КВАДРУПОЛЬНОГО РЕЗОНАНСА|

Изобретение касается радиоспектроскопии и предназначено для исследования физико-химических свойств твердого тела методом ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) по наблюдаемым сигналам ядерной индукции и спинового эха, возникающих в веществе после воздействия на исследуемый образец радиочастотных импульсов.

Известны импульсные радиоспектрометрырелаксометры ЯКР на рабочие частоты 2- 70 МГЦ, 50-150 МГЦ, 150-300 мгц.

В известных спектрометрах исследуемое вещество помещается внутрь однослойной катущки индуктора, который является составной частью резонансной системы генератора импульсов высокой частоты (ГИВЧ). С ростом рабочей частоты спектрометра число витков в катущке уменьшается. Это ведет на частотах выше 250 МГЦ, во-первых, к значительному понижению напряженности высокочастотного поля внутри катушки и, во-вторых, к уменьшению «сцепления магнитных потоков сигнала ЯКР с индуктором, что существенно снижает чувствительность, особенно, к сигналам ЯКР с широкими линиями и ограничивает рабочий диапазон известных спектрометров.

трометра ЯКР с высокой чувствительностью в в рабочем диапазоне частот 300-1000 мгц.

В предлагаемом спектрометре ЯКР применен индуктор (спиральный резонатор), который настраивается на рабочую частоту ГИВЧ с помощью системы автоматической подстройки резонатора (АИР). ГИВЧ и гетеродин выполнены на контурах коаксиального типа, что позволяет перекрыть рабочий диапазон 300- 1000 МГЦ.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого спектрометра.

Энергия высокой частоты генератора 1 через аттенюатор 2 действует на резонатор 3 - индуктор с исследуемым веществом. Сигнал «эхо вещества принимается в приемном тракте спектрометра через сигнальный смеситель 4 приемником 5. Слабые сигналы накапливаются в блоке накопления 6. Настройка резонатора на рабочую частоту ГИВЧ осуществляется с помощью блока АПР 7, через импульсный блок 8.

С помощью смесителя 9 для автоматической подстройки частоты (АПЧ) гетеродина 10, а также блока АПЧ И и механизма подстройки частоты 12, обеспечивается автоматическое сопряжение гетеродина и ГИВЧ. Схема включает механизмы перестройки ГИВЧ 13.

В предлагаемом спектрометре индуктор не входит непосредственно в колебательную систему ГИВЧ.

Это, во-первых, значительно упрощает конструкцию ГИВЧ, делает ее подобной конструкции гетеродина, во-вторых, что наиболее существепно, это позволяет выбрать индуктор с большим числом витков, и следовательно, увеличить напряженность высокочастотного магнитного поля внутри катушки с образцом, т. е. повышает эффективность наблюдения сигнала ЯКР. В третьих, открывается возможность термостатирования образца. В качестве индуктора выбран резонатор коаксиального типа с внутренним спиральным проводником (спиральный резонатор). Плавная перестройка резонатора осуществляется конструктивной торцовой емкостью. Это позволяет исследовать вешества с различными электрическими и магнитными проницаемостями при различных температурах. Рабочий диапазон спектрометра разбит на поддиапазоны, которые определяют применяемым резонатором.

Предмет изобретения

Импульсный радиоспектрометр-релаксометр ядерного квадрупольного резонанса, содержащий генератор импульсов высокой частоты и гетеродин, сопряженные между собой с помощью системы автоматической подстройки частоты, индуктор, импульсный блок, приемное устройство, блок накопления и устройство наблюдения сигналов, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности

спектрометра в области высоких частот, 300- 1000 МГЦ, индуктор выполнен в виде отдельного резонатора спирального типа соединенного с блоком автоматической подстройкой резонатора, а гетеродин и генератор импульсов высокой частоты выполнены на контурах коаксиального типа.

//