Импульсный радиоспектрометр ядерного квадрупольного резонанса Советский патент 1974 года по МПК G01N27/78 

I Изобретение относится к области радиоспектроскопии и предназначено для исследования физико - химических свойств твердого тела методом ядерного квадрупольного резонанса (НКР). Известные импульсные спектро метры ЯКР содержат генератор импульсов высокой частоты (ГИБЧ), индуктор с исследуемым образцом приемник сигналов ЯКР, гетеродин, электротехнически сопряженный с ГИВЧ, блок автоматической подстро ки частоты (АПЧ), импульсный блок определяющий работу прибора в реж ме поиска сигналов и в режиме определения релаксации, блок накопления сигналов, механический прив позволяющий производить автоматический или ручной поиск сигналов. Сигналы ЯКР наблюдаются на экране осциллографа или записываются на ленте самописца. Однако известные спектрометр ЯКР не позволяют осуществлять панорамный обзор (одновременное на1блюдение на экране осциллографа) спектров сигналов ЯКР в заданном диапазоне частот. Кроме того, в спектрометрах с контактным способом перестройки частоты ГИВЧ (спектрометры 150 - 1000 мгц) возможно скачкообразное изменение частоты ИШЧ вследствие механической неоднородности линий, заеданий мостика, стирания линий в процессе работы и т.п. При этом могут наблюдаться пропуски сигналов ЯКР исследуемых веществ в режиме поиска. Цель изобретения - повышение надежности обнаружений сигналов ЯКР. Цель достигается тем, что в предлагаемом радиоспектрометре ГИВЧ снабжен устройством быстрого сканирования (изменения) частоты в заданном диапазоне частот. В таком спектрометре скорость изменения частоты значительно превышает скорость изменения частоты при монотонном изменении частоты. Устройство скани|ррвания выполнено в виде конструкивной емкости, входящей в колесаельный контур ГИВЧ и перестраиваеой шаговьш двигателем, Сканирование астоты ступенчатое, а диапазон сканирования не привышает полосы ин- дуктора.

Предлагаемый радиоспектрометр ЯКР позволяет осуществить панорамный обзор спектров сигналов. При этом наглядно на экране электроннолучевого индикатора видно распределение сигналов ЯКР по частоте, можно легко оценить их относительные параметры. Предлагаемый импульсный спектрометр уменьшает вероятность пропуска спектров сигналов в режиме поцска при контактном способе перест ойке частоты ШВЧ, поскольку диапазон сканирования по частоте значительно превышает величину возмйжного скачка частоты генератора,

Епокч схема предлагаемого радиоспектрометра приведена на чертеже.

Спектрометр содержит генератор I импульсов высокой частоты (ГИВЧ), индуктор (разонатор) 2 с исследуемым веществом, приемник 3 сигналов ЯКР, гетеродин 4, блок 5 автоматической подстройки частоты (АПЧ), блок 6 автоматической подстрбйки индуктора, импульсный блок 7, блок 8 накопления слабых сигналов, электромеханический привод 9, програл(шный блок сканирова- , ния Ю, устройство II быстрого сканирования частоты ГИВЧ.

Генератор импульсов высокой частоты (ГИВЧО I вырабатывает последовательность коротких мощныхвысокочастотных импульсов. При воздействии на исследуемый образец, помещенный в индуктор 2, энергии мощных импульсов ГИВЧ в случае, если частота радиоимпульсов совпадает с частотой ЯКР, после каждого импульса появляется сигнал ядерной индукции, а спустя время, равное удвоенному расстоянию между и|ушульсами, появляется сигнал спинового эха. Сигналы ЯКР воспринимаются ин/jjKTOpoM 2 и усиливаются супергетеродинным приемником 3. Блок накопления 8 работает в

режиме памяти, т,е, помнит величину предыдущего сигнала до прихода последующего. Наблюдение панорамы спектров ведется на внешнем осциллографе. Отклонение луча по торизонтали осуществляется напряжением, подаваемым с блока сканирования и пропорциональным частоте сканирования,

Огибающая спектра сигналов просматривается на экране осциллографа как линейно-кусочная аппроксимация этой кривой. Гетеродин 4 сопряжен с ГИВЧ с помощью блока 5 автоматической подстройки частоты, который позволяет производить электромеханическую и .электронную подстройку, С помощью блока 6 автоматической подстройки индуктора осуществляется настройка индуктора на среднюю рабочую частоту ГИВЧ Р1мпульсный блок 7 задает режим работы спектрометра. Электромеханический привод 9 обеспечивает монотонное (медленное) изменение частоты ГИВЧ, Быстрое сканирование частоты осуществляется устройством II, а режим сканирования задается блоком 10,

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1,И мпульсный радиоспектрометр ядерного квадрупольного резонанса (Я1{Р), содержащий генерал тор импульсов высокой частоты и гетеродин, сопряженные между собой с помощью системы автоматической подстройки частоты, индукто2, импульсный блок, приемное устройство, блок накопления и устройство наблюдения сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности обнаружения сигналов ЯКР, генератор снабжен устройством скани|)ования частоты

в пределах рабочей полости частот индуктора,

2,Радиоспект ометр по п,1, отличающиися тем, что

:устройство.сканирования выполнено в виде конструктивного емкостного элемента высокочастотной цепи, снабженного приводом от шагового двигателя.