Спектрометр электронного парамагнитного резонанса с многочастотной регистрацией Советский патент 1982 года по МПК G01N24/10 

Изобретение относится К технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано в приборостроительной промБшшенности при изготовлении спектометров

эпр.; , / . .

Известны спектрометры ЭПР с . двойной модуляцией магнитного поля 1 .

Однако в таких спектрометрах регистрируется только первая гармоника (производная) сигнала ЭПР, что снижает и1йфррмативность спектра ЭПР насыщающегося образца.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спектрометр ЭПР с многочастотной регистрацией, содержащий последовате дьмо соединенные высокостабильный задающий генератор модуляции, усилитГейь мощности, измерительный резонатор с элементами модуляции, тракт сверхвысоких частот (СВЧ) с усилителем сйгнгша ЭПР с синхронным детектором (СД)/ первый вход которого соединен с выходом тракта СВЧ с усилителем сигнала ЭПР, а второй - с выходом высокостабильного задающего генератора модуляции 2,

Однако в спектрбметре регистрация второй гармоники ЭПР осуществляется только на одной частоте модуляции магнитного поля, причем на этой частоте не регистрируется первая гармоника сигнала ЭПР. Более высокие гармоники спектра ЭПР вообще н регистрируются.

Метод обработки сигнала путем

10 узкополосного усиления и синхронного детектирования не может обеспечить получения в ходе эксперимента целостной ивоспринимаемой картины процесса взаимодействия излучения 5 q парамагнитной системой, поскольку теряется часть информации, идущей вне полосы Ьропускания регистрирующей системы. Наши исследования по- казывают, что с увеличением Н центр

20 информативности смещается в сторону болееВЫСОКИХ гармоник. Поэтому подобную регистрацию необходимо .проводить на ряде частот, кратных частоте МОДУЛЯЦИИ, чтобы получить разло25жение сигнала в ряд Фурье, и тем самым, всю информацию, содержащуюся в спектре ЭПР.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей «спектро30метра за счет регистрации любой из 2-X гармоник сигнала ЭПР.(п 0, 1, 2,...) на любой из частот модуля ции магнитного поля f/2(K -1, 2,. п + l}-j Поставленная цель достигается тем, что в спектрометр ЭПР с многочастотной модуляцией, содержащий по ледовательно соединенные высокостабильный задающий генератор модуляции, усилитель мощности, измеритель ный резонатор с элементами модуляци тракт СВЧ с усилителем сигнала ЭПР, блок регистрации сигнала ЭПР с СД первый вход которого соединен с выходом тракта СВЧ с усилителем сигнала ЭПР, а еторой - с выходом высокостабильного задеанадёго генератора модуляции л введены три коммутирующих устройства, блок К фильтров на частоты от f/2 до f/3 и блок К последовательно включенных делителей частоты на даа,причем вход блока .К последовательно включенных делителей на два соединен с высоко стабильного агадающёго генератора модуляции, первой выход - с входом первого коквлути&ующ го уетройства, второй выхОд - с входом второго коммутирующего устройства, выход которого соединен с BTopiBMSxo oM блока регистрации сигнала ЭПР с СД, выход первого коммутирующего устройства срединен. с вход«ам усилителя мсманостй, вьигод третьего когллутирующего устройства соединен с первым входом блок регистрации сигнала 5ПР с СД, вход - с выходом блока К ильтров, вход которого соейинеи с выходом тракта СВЧ с усилителем сигнала ЭПР На чертеже представлена блоксхема предлагаемого спектрометра. спектрометр содержит высокостабильный задающий генератор 1 модуляЖ1ий блок 2 к последовательно включённых Делителей на два, первое, и второе коммутирующие устройства 3и 4, усилитель 5 мощности 1 эдулятора магнитного поля, измерительный резонатор 6с элементами модуляции, тракт 7 СВЧ с усилителем сигнала ЭП 6Aok 8 К фильтров, третье коммутйрукадее устройство 9, блок 1О регистрации Сигнала ЭПР с СД, 4iacTOTa f от высокостабильного задак%|ёго генератора 1 Модуляции по дается через блок 2 последовательно в люченнвк делителей на два, первое кокв утйрующее устройство 3 и усилитель .5 мощности на элементы модуляФЕЙ измерительного резонатора б. iiepaoe коммутирующее устройство 3 подключает вход усилителя 5 мощнбсти модулятора магнитного поля к выходу любого из К делителей блока 2 последовательно вкЛюченнЕХК делителей на два« тем самым меняя частоту модуляции магнитного поля f/2 до f/ Сигнал ЭПР, который получается после преобразования сигнала от измерительного резонатора 6 трактом 7 СВЧ с усилителем сигнала ЗПР, поступает через блок 8 К фильтров на третье коммутирующее устройство 9, которое подключает выход фильтра на частоту блока 8 К фильтров к входу блока 10 регистрации сигнала ЭПР с СД. Второе коммутирующее устройство 4 подключает опорный вход СД блока 10 регистрации сигнала ЭПР с СД к выходу (к-п)-го делителя блока 2 К последовательно включенных делителей на два. Использование изобретения позволяет производить регистрацию любой из 2 -X гармоник сигнала ЭПР (п 0, 1, 2, ...) на всех частотах модуляции магнитного поля. Верхний Предел частот модуляции магнитного поля ограничен добротностью измерительного резонатора и быстродействием делителей час.тоты. -Использование коэффициента пересчета позволяет примен ять цифровые микросхемы и дважды использовать одни и те же фильтры, что существенно упрощает спектрометр особенно на низких частотах модуляции магнитного поля. Формула изобретения Спектрометр электронного .парамагнитного резонанса (ЭПР) с. многочастотиой регистрацией, содержащий последовательно соединенные высокостабильиый задашшй генератор, модуляции, усилитель мощности, измерительный резонатор с элементами моду 1ЯцйИ и тракт сверхвысоких частот (СВЧ) с усилителем сигнала ЭПР, а также блок регистрации сигнала ЭПР с сйнхронньм детектором (Cfl), первый вход которого соединен с выходом тракта СВЧ с усилителем сигнала ЭПР, а второй - с выходом высокостабильного задающего генератора модуляции, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей спект рометра за счет регистрации гармоники спектра ЭПР (,1,2,..) при частоте модуляции магнитного поля (2 (Ц О, 1 2,...п-И), в него введены три коммутирующих устройства блок к фильтров на частоты от f/2 до f/2 и блок -k последовательно включенных делителей частоты на два, причем вход блока Д последовательно включенных делителей на два соединен с выходом высокостабильного задающего генератора модуляции, первый выход - с входом первого коммутирующего устройства/ второй выход с входом второго коммутирующего устройства, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации сигнала ЭПР с СД, выход первого коммутирующего устройства соединен с входом усилителя мощности, выход третьего ;-коммутирующего устройства соединен с первом входом блока регистрации сигнала ЭПР с СД, вход с выходом блока К фильтров, вход

которого соединен с выходом тракта СВЧ с усилителем сигнала ЭПР. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Альтшулер С.А., Козырев Б.М Электронный парамагнитный резонанс.

Наука, 1972, с. 31 - 45. II., 2. Проспект фирмы Varian,

Карпова,

США: Выставка ВНИФХИ им. М., 1975 (прототип).