Радиоспектрометр эпр Советский патент 1976 года по МПК G01N27/78 

(54) РАДИОСПЕКТРОМЕТР ЭПР

Указанная цель достигается тем, что в спектрометр ЭПР, Шу1еющнй резонатор, блок регистрации, электромагнит, усилитель стабилизатора тока электромагнита. датчик рассогласования, пороговое устройс во, усилитель типа модулятор-демодулятор /М-ДМ/, источник опорного и модулирующего напряжения, зарядный конденсатор, источник регулируемого постоянног напряжения и зарядное сопротивление, вве дены два синхронизированных между собой коммутирующих устройства, через одно из которых источник регулируемого пос тоянного напряжения подключен к пороговому устройству, а через другое коммутирующее устройство источник опорного и .- модулирующего напряжения подключен к уси лителю типа модулягор-демодулягор. При малой частоте переключений развертки поляризующего магнитного поля в качестве второго коммутирующего устройства может быть использован однополюсный двухпозиционный переключатель, а в качестве первого коммутирующего устройства - двухполюсный двухпозиционный переключатель. Переключатели могут быть синхронизированы, например, механической связью. При высокой частоте переключений раз вертки поляризующего магнитного поля коммутирующие устройства и ,их синхронизация между с обой могут быть выполнены электронными. На фиг. 1 представлена блок-схема предлэженного радиоспектрометра; на фиг. 2 - коммутирующее устройство него соединение с другими узлами радиоспектрометра. Резонатор 1 (см.-фиг. 1), соединен ный с блоком регистрации 2, расположен в зазоре электромагнита 3. Электромагнит подключен к усилителю 4 стабилизато ра тока электромагнита. Соединенный с электромагнитом датчик рассогласования 5 подключен через конденсатор 6 ко входу усилителя 4 и, кроме того, соединен со входом усилителя 7 (М-ДМ). Пороговое устройство 8 соединено с выходом усилителя 7, через коммутирующее устройство 9 (см. фиг. 1 и 2) - с источником посто янного тока 1О и через сопротивление 11 с зарядным конденсатором 6 и входом усилителя 4. Источник опорного и модулирующего напряжения 12 соединен через коммутирующее устройство 13 с усилителем 7. Коммутирующие устройства 9 и 1 ; синхронизированы между собой связью 14.

Радиоспектрометр работает следующим образом. Электромагнит 3 создает в резона торе 1 поляризующее магнитное поле. В результате взаимодействия поляризованного магнитным нолем образца, находящегося в резонаторе 1, с электромагнитным полем СВЧ возникает сигнал ЭПР, регистрируемый блоком 2. При включении развертки поляризующего магнитного поля пороговое устройство 8 подает через зарядное сопротивление 11 от источника постоянного тока 1О на зарядный конденсатор 6 и вход усилителя 4 напряжение, полярность которого определяется коммутирукяцим устройством 9. Выходной сигнал датчика рассогласования 5 усиливается усилителем 7 и поступает на пороговое устройство 8. Знак усиления усилителя 7 определен положением коммутирующего устройства 13, которое в зависимости от того положения, в котором оно находится (см. фиг. 2), может подавать на синхронный детектор уси-т лителя 7 опорное напряжение в фазе с напряжением, подаваемым на модулятор, или в противофазе. В одном из двух возможных положений коммутирующих устройств 13 и 9 после прохождения заданного диапазона развертки при достижении выходного сигнала усилителя 7 определенной величины пороговбе устройство 8 под действием сигнала, поступающего с усилителя 7, изменяет полярность нахфяжения, подаваемого на зарядное сопротивление 11, на противоположную, чем достигается обратный ход развертки. После того как напряжение на входе порогового устройства 8 вернется к нулевому значению, т.е. напряженность поля электромагнита 3 достигнет уровня, установленного перед включением развертки,, пороговое устройства 8 вновь подает напряжение прямого хода развертки на зарядное сопротивление 11. При переключении синхронизированных связью 14 коммутирующих устройств 9 и 13 в другое положение пороговое устройство 8 подает на зарядное сопротивление 11 напряжение, которое в первом положении коммутирующего устройства 9 соответствовало обратному ходу, а после прохождения диапазона развертки - прямому ходу, т. е. меняет знак развертки. Работа же порогового устройства 8 не меняется, так как во втором положении коммут1фующего устройства 13 изменяется фаза опорного наг ряжения на синхронном детекторе усилителя 7, и напряжение на входе порогового устройства 8 имеет тот же знак, что и в первом положаНИИ коммутирующего устройства 13, несмо ря на изменение знака развертки. Таким образом, в предлагаемом радиоспектрометре производится регистрация сиг нала ЭПР как при пилообразной- возрастающей развертке, так и при пилообразной падающей развертке магнитного поля - в зависимости от положения коммутирующих устройств 9 и 13. Наличие в радиоспектрометре ЭЦР как пилообразной падающей развертки, гак и пилообразной возрастакнней развертки позволяет при регистрации слабого сигнала, следующего сразу после интенсивного, начинать регистрацию сигнала с хвоста резонансной линии и прекращать регистрацию до поступления интенсивного сигнала. Этопозволяет извлекать информацию из хвостов резонансных линий без перегрузки регистрирующей аппаратуры интенсивным сигналом. Кроме того, наличие в радиоспектромет ре ЭПР пилообразных, падакщей и воарас- такяцей, разверток позволяет начинать развертку со стороны расположенной несим метрично кратковременно появляющейся ин тересующей особенности и регистрировать весь спектр в случае появления этой осо- бенн1х:ти. В предложенном радиоспектрометре- ЭП путем сравнения спектров, записанных при пилообразных, возрастающей и падающей, развертках, можно определить, чем объясняется асимметрия зарегистрированного спектра: наличием слабой щирокой линии или аппаратурным эффектом, например дрей фом или паразитным интегрированием. Наконец, в предложенном радиоспектрометре ЭПР имеется возможность записать спектр при любом направлении развертки, что исключает трудности сравнения спектров с приведенными в литературе, если они записаны при разных направлениям развертки. Формула Езобретення Радиоспектрометр ЭПР, содержащий резонатор, блок регистрации, электромагнит, усилитель стабилизатора тока электромагнита, датчик рассогласования, пороговое уст ройство, зарядный конденсатор и сопротив- ление, усилитель типа модулятор-демодулятор, источник опорного и модулирующего напряжения и источник регулируемого постоянного напряжения, отличающийся тем, что, с целью получения как линейн возрастающей, так и линейно падающей пилообразной периодической развертки поляризукмцего магнитного поля, он снабжен двумя синхронизированными коммутируюишми устройствами, через одно из которых источник опорного и модулирующего напряжения подключен к усилителю типа модуЛ5ггор-йемодулятор, а источник регулируемого постоянного напряжения подключен к пороговому устройству через другое коммутирующее устройство. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Радиоспектрометр РЭ-13О6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Ленинград, 1974 г. 2.Радиоспектрометр РЭ-13О6. Техническое описание и инструкция по эксплуаагации, Ленинград, 1974 г.

/J

JL

12

/

f4

т г

ю

Фиг. 1 Сигнал

иг. Z К за/ ядному tmndeHcamofnj Cufixf w i cujiumeAb ный Лментол итмто1ного тмл