Импульсный спектрометр ядерного магнитного резонанса Советский патент 1982 года по МПК G01N24/08 

(5«) ИМПУЛЬСНЫЙ СПЕКТРОМЕТР ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Изобретение относится к устройств для наблюдения и регистрации эффекта магнитного резонанса и мбжет использоваться в различных областях исследования в физике, химии, биологии, медицине и т.д. Известны импульсные спектрометры ядерного магнитного резонанса, напри мер, для наблюдения и регистрации эф фекта магнитного резонанса 0. Недостатком указанных устройств является возникновение переходных процессов в контуре датчика спектрометра после мощных возбуждающих РЧимпульсов, что затрудняет исследование веществ с короткими временами релаксации. Наиболее близким к изобретению по техн1ической сущности является устрой ство, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, радиочастотный ключ, управляющий вход кот рого соединен с первым выходом программирующего устройства, усилитель мощности, колебательный контур датчика для исследуемо1% образца, поляризующий магнит, приемник сигналов 2J. Однако на таком спектрометре не удается регистрировать сигнал ядерного магнитного резонанса с коротким временем спада. Это обусловлено тем, что после мощных возбуждающих РЧ-импульсов в колебательном контуре датчика радиоспектрометра возникают переходные процессы с частотой несущей радиочастотного импульса. До окончания переходных процессов слабый полезный сигнал не может быть зафиксирован измерительным устройством. Как следствие происходит уменьшение чувствительности спектрометра за счет уменьшения полезного сигнала в течение времени переходных процессов. Цель изобретения г повышение чувствительности путем уменьшения времени переходных процессов колебательного контура датчика импульсного спектт рометра-ядерного магнитного резонанса. Поставленная цель достигается тем, что в импульсный спектрометр ядерного магнитного резонанса, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, радиочастотный ключ, управляющий вход которого соединен с . первым выходом программирующего устройства, усилитель мощности, колебательный контур датчика для исследуемого образца, поляризующий магнит и приемник сигналов, дополнительно введены последовательно соединенные аттенюатор, фазовращатель, второй радиочастотный ключ и формирователь импульсов, причем вход аттенюатора соединен с выходом задающего генератора, выход второго радиочастотного ключа соединен со входом усилителя мощности, вход формирователя импульсов соединен со вторым выходом программирующего устройства, .а выход фор мирователя импульсов - с управляющим входом второго радиочастотного ключа На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит задающий гене ратор 1, аттенюатор 2, фазовращатель радиочастотные ключи k и 5, усилител 6 мощности, формирователь 7 импульса, программирующее устройство 8, ко лебательный контур датчика 9, поляризующий магнит 10 и приёмник сигналов ЯМР 11. Выход задающего генератора 2 соединен со входом аттенюатора 2, выхо которого подключен ко входу фазовращателя 3. Вход радиочастотного ключа 4 соединен с выходом задающего ге нератора 1о Вход радиочастотного клю ча 5 свйзан- с выходом фазовращателя 3 выходы радиочастотных ключей k и S подключены ко входу усилителя 6 мощности. Формирователь 7 импульсов сво им выходом подключен к управляющему .входу радиочастотного ключа 5, а вхо дом - ко второму выходу программирующего устройства 8, первый выход после него соединен с управляющим входом радиочастотного ключа 4. Вход колеба тельного контура датчика 9 подключен к выходу усилителя 6 мощности, а выход связан со входом приемника сигналов 11. Устройство работает следующим образом,. Сигнал высокой частоты, вырабатываемый задающим генерато|эом 1, проходит через радиочастотный ключ , управляемый программирующим устройством 8, и в виде радиочастотного импульса, усиленного усилителем 6 мощности, поступает на колебательный контур однокатушечного датчика 9 с исследуемым образцом. После окончания возбуждающего радиочастотного импульса программирующее устройство 8 запускает формирователь 7 импульса, который управляет формированием короткого радиочастотного импульса гашения переходных процессов в колебательном контуре датчика 9. Импульс гашения формируется следующим образом. Сигнал высокой частоты с задающего генератора Т, проходя через аттеню-.; атор 2 и фазовращатель 3, ослабляется, сдвигается относительно фазы несущей возбуждающего радиочастотного импульса на 180 и через радиочастотный ключ 5 и усилитель 6 мощности поступает на колебательный контур датчика 9. В результате после действия возбуждающего радиочастотного импульса колебания переходного процесса с частотой и фазой несущей радиочастоты демпфируются противофазными колебаниями радиочастотного импульса гашения той же частоты Иин имальное время переходных процессов в колебательном контуре датчика достигается регулировкрй амплитуды и длительности радиочастотного импульса гашения с помощью аттенюатора формирователя 7 импульса. После окончания переходных процессов в колебательном контуре датчика 9 полезный сигнал ядерного магнитного резонанса усиливается и детектируется приемником 11. Использование дополнительных элементов - аттенюатора, фазовращателя, второго радиочастотного ключа выгодно отличает предлагаемое устройство от известных, так как позволяет уменьшить время переходных процессов в контуре датчика, повысить чувствительность спектрометра. Возможность измерения веществ с короткими временами релаксации расширяет область применения устройства. Формула изобретения Импульсный спектрометр ядерного магнитного резонанса, содержащий по 593 следовательно соединенные задающий генератор, радиочастотный ключ управляющий вход которого соединен с первым выходом программирующего устройства, усилитель мощности, колебател ьный контур датчика для исследуемого образца с поляризующим магнитом, и приемник сигналов, от личающийся тем, что, с целью повышения чувствительности путем уменьшения времени переходных процессов колебательного контура датчика, в него дополнительно введены последо|Вательно соединенные аттенюатор, фазовращатель, второй радиочастотный ключ и формирователь импульсов, причем вход аттенюатора соединен с выР

: ,0866 ходом задающего генератора, выход второго радиочастотного ключа соединен с входом усилителя мощности, вход формирователя импульсов соединен со 5 вторым выходом программирующего устройства, а выход формирователя импульг сов - с управляющим входом второго радиочастотного ключа, Источники информации, О принятые во внимание при экспертизе 1. Фаррар Т., Беккер Э. Импульсная и Фурье- спектроскопия ЯМР. М., Мир, 1973, с. 60, 2. Daniel А, fletrel Pulse Fourier 15 transform nuclear magnetic resonance spectroscopy. Applied Spectroscopy, il972, У. 26, f i, p. 30 (прототип).