Импульсный спектрометр ядерного резонанса Советский патент 1983 года по МПК G01N24/08 

Ой

О5

tc ю

Изобретение относится г спектрометрам ядерного резонанса и может быть использовано для поиска и наблдения сигналов индукции и спинового эха ядерного квадр5гюльного, ферромагнитного и других резонансов с целью изучения физико-химических свойств твердого.тела.

В известных радиоспектрометрах ЯКР для поиска неизвестных сигналов ядерного резонанса производится медленная перестройка частоты спектрометра, так что практически на каждой частоте выдается много одиночных или парных зондирующих импульсов.

Наблюдается сигнал индукции (или эхо), возникающий непосредственно после первого зондирующего импуль-г са или через некоторое время после второго зондирующего импульса.Перио повторения зондирующих импульсов Т(или пар) выбирается большим,чем время СП и и-решет очной релаксации Т , т.е. Т р| Т, в противном случа происходит насьпцение образца, снижается амплитуда сигнала или сигнал исчезает. Сигналы наблюдаются на экране осциллографа или записываются на ленту самописца.

Недостатком этих спектрометров является длительность поиска сигнал в диапазоне частот, особенно при большом значении Т.

Целью изобретения является сокра щение времени поиска сигналов ядерного резонанса..

Для этого производится быстрая скачкообразная перестройка частоты всех высокочастотных перестраиваемых блоков Спектрометра, так, чтобы частота заполнения каждой последующей посылки высокочастотных зондирущих импульсов отличалась от частоты предыдущих зондирующих импульсов на величину ширины спектра этих импульсов. Период же сле доваиия зондирующих импульсов выбирается таким, чтобы за время, соизмеримое с временем спин-решеточной релаксации Т, генератором BЧ-и myльcoв было вьщано К пар (или одиночных) зондирующих импульсов, где

N

i.e. пройден весь поддиапаз рн. Гд перестройки спектрометра, аледовательно, период повторения зондирующих импульсов Тп и время поиска уменьшаются вN раз.

Блок-схема предложенного спектрометра ядерного резонанса приведена на чертеже.

Генератор импульсов ВЧ 1 вырабатывает мощные зондирующие ВЧ-импульсы, которые поступают в контурную катушку с образцом. При совпадении частоты заполнения импульсов с частотой ядерного резонанса образца появляются сигнал ядерной .индукции . и эхо, которые воспринимаются импульсным приемником 2.

Точность настройки всех перестраиваемых блоков спектрометра: генератора 1,; приемника 2 и ге.теродина 3 0 обеспечивается электромеханическим сопряжением элементов перестройки и работой блока 4 автоподстройки час- тоты гетеродина импульсного типа. Модуляция ВЧ-колебаний генератора t импульсов осуществляется модулятором 5, формирование импульсной последовательности - блоком б формирования импульсов.

Сигналы На выходе приемника при прохождении поддиапазона без накопления могут наблюдаться на осциллографе при синхронизации его развертки в момент прохождения начала поддиапазона. При выделении слабого сигнала из шумов используется,накопление сигналов с помощью многоканального накопителя 7. Сигналы и шумы, появляющиеся в , данном частотном канале N спектрометра, с выхода приемника подаются в 0 многоканальный накопитель 7 (каждому каналу Nj спектрометра в многоканальном Накопителе соответствует свой канал). Переключение каналов накопителя производится одновременно 5 с перестройкой каналов спектрометра с помощью программного устройства 8, управляющего работой исполнительного механизма 9.

Программное устройство 8 вырабатывает синхроимпульсы в такой последовательности, что при п-кратном прохождении частотного участка попадают в один и тот же канал многоканального накопителя. Таким образом, использование многоканального 5 накопителя дает возможность выделять сигналы из шумов (повышать отношение сигнала к шуму),хранить их в памяти длительное время,автоматизировать ,процесс поиска неизвестного сигнала. 0 С помощью программного устройства 8 и исполнительного механизма 9 скорость перестройки спектрометра выбирается такой, чтобы весь рабочий

диапазон частот был пройдет да время, соизмеримое с временем спинрешеточной релаксации Т, а выдача зондирующих импульсов производилась в момент времени, когда частота заполнения зондирующего импульса отлиQ чается от частоты заполнения предыдущего зондирующего импульса отличается от частоты заполнения предыдущего зондирующего импульса на ширину его спектра (или величину, соизмеримую с ней).

33617224

Таким образом, в данном случае известном спектрометре по крайней время прохождения поддиапазона пере- N раз при. вьтолнении условий стройки оказывается меньшим, чем в ненасыщения образца.

1. ИМПУЛЬСНЫЙ СПЕКТРОМЕТР ЯДЕРНОГО РЕЗОНАНСА, содержагций генератор импульсов высокой частоты, приемник и гетеродин, электрически сопряженные блок автоподстройки ге- • теродина, модулятор и формировательимпульсов,отличающийся тем, что, с целью сокращения времени поиска сигнала ядерного резонанса, спектрометр содержит устройство программной частотной перестройки высокочастотных блоков с исполнительным механизмом.2. Спектрометр по п.1, о т л.и - чающийся тем, что, с целью автоматизации процесса поиска сигнала 'и -повышения чувствительности,спектрометр содержит многоканальный накопитель, вход которого соединен с выходом приемника.