Малогабаритный радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса Советский патент 1982 года по МПК G01N24/10 

(54) МАЛОГАБАРИТНЫЙ РАДИОСПЕКТРОА ЕТР ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

1

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при изготовлении малогабаритных радиоспектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР).

Г1о основному авт. св. № 898305 извес- 5 тен малогабаритный радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса, содержащий активный магнитный элемент, магнитопровод с рабочим зазором, в котором расположен измерительный резонатор, и вспо- ю могательным зазором, снабженным механизмом для изменения магнитного сопротивления, блок развертки с катушками развертки, блок регистрации.

В известном радиоспектрометре измене- 15 ние величины индукции магнитного поля в рабочем зазоре осуществляется путем перераспределения магнитного потока, создаваемого активным магнитным элементом, между участками цепи магнитопровода с рабочим 2о зазором и участком цепи со вспомогательным зазором, что достигается изменением магнитного сопротивления вспомогательного зазора при помощи механизма изменения магнитного сопротивления 1.

Недостатком известного устройства является нелинейная зависимость индукции магнитного поля в рабочем зазоре от величины вспомогательного зазора. Это не позволяет проградуировать величину вспомогательного зазора непосредственно в единицах магнитного поля и требует использования датчиков магнитного поля для измерения и установки нужного значения магнитной индукции в рабочем зазоре. Кроме того, в процессе линейной развертки магнитного поля необходима постоянная коррекция скорости перемещения механизма перестройки для чего требуется следящий блок развертки, связанный с датчиком магнитного поля,что усложняет конструкцию радиоспектрометра ЭПР.

Цель изобретения - повышение линейности регулировочной характеристики магнитного поля в рабочем зазоре.

Поставленная цель достигается тем, что в малогабаритном радиоспектрометре электронного парамагнитного резонанса, содержащем активный магнитный элемент, магнитопровод с рабочим зазором, в котором расположен измерительный резонатор, и вспомогательны.м зазором, снабженны.м механизмом для изменения магнитного сопротивления, блок развертки с катушками развертки и блок регистрации, вспомогательный зазор выполнен в виде набора пластин из материалов с различной магнитной проницаемостью, собранных по возрастанию магнитной проницаемости в направлении движения механизма изменения магнитного сопротивления. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого малогабаритного радиоспектрометра электронного парамагнитного резонанса; на фиг. 2 - график зависимости индукции магнитного поля в рабочем зазоре. Радиоспектрометр ЭПР содержит активный магнитный элемент 1, магнитопровод 2 с рабочим зазором 3, в котором расположен измерительный резонатор 4, и вспомогательным зазором 5, снабженным механизмом 6 для изменения магнитного сопротивления, развертки 7 с катушками 8 развертки, блок 9 регистрации, причем вспомогательный зазор 5 выполнен в виде набора пластин 10 из материалов с различной магнитной проницаемостью, собранных по возрастанию магнитной проницаемости в направлении движения механизма изменения магнитного сопротивления. На фиг. 2 представлена зависимость индукции магнитного поля в рабочем зазоре от opмиpoвaннoй величины перемещения механизма 6 для изменения магнитного сопротивления, где кривая 11 соответствует одной пластине (прототип), кривые 12 и 13 соответственно двум и четырем последовательно включенным пластинам. Радиоспектрометр ЭПР работает следующим образом. Исследуемый образец помещается в измерительный резонатор 4, который располагается в поляризующем магнитном поле, соз30% 1% 2,5% 1600 330 160

20(1)10(1)8(1)

-50(5)25))

--50(8)

-- 6(1)

7(2)

60(10)

79(15) даваемом Б рабочем зазоре 3 активным магнитным элементом 1. Для прохождения области резонанса блок 7 развертки с помощью катушек 8 развертки создает изменяющееся магнитное поле. Одновременно в блоке 9 регистрации создаются необходимые резонансные условия для наблюдения резонанса. При выполнении условия резонанса на выходе блока 9 регистрации регистрируется сигнал ЭПР. Установка необходимой величины индукции В магнитного поля в рабочем зазоре 3 осуществляется путем перераспределения магнитного потока, создаваемого активным магнитным элементом 1, между участком цепи магнитопровода с рабочим зазором 3 и участком цепи со вспомогательным зазором 5, что достигается изменением магнитного сопротивления вспомогательного зазора 5 с помощью механизма 6 для изменения магнитного сопротивления. При этом изменение магнитного сопротивления вспомогательного зазора при линейном перемещении механизма 6 для изменения магнитного сопротивления осуществляется по линейному закону. Предлагаемое устройство позволяет осуществлять перестройку начального значения магнитного поля и его линейную развертку путем линейного (равномерного) перемещения механизма изменения магнитного сопротивления. При этом механизм перестройки может быть совмещен с микрометрическим механизмом или быть проградуированным в единицах магнитного поля. Вспомогательный зазор выполняется путем последовательного соединения материалов с различной магнитной проницаемостью. Линейность перестройки магнитного поля зависит от числа пластин.

В таблице представлена зависимость линейной перестройки магнитного поля от количества используемых материалов с различной магнитной проницаемостью, а также приведены параметры пластин, составляющих дополнительный зазор для постоянного магнита с рабочим зазором 10 мм, выполненного на основе активного магнитного материала CmCos длиной 10 мм и диаметром 100 мм. Пример с одной пластиной соответствует конструкции известного устройства.

Материалы с требуемой величиной магнитной проницаемости изготавливаются металлокерамическими методами, методами порошковой металлургии и т.п.

Предлагаемое устройство обеспечивает значительно лучшую линейность перестрой/7

6 fff fO J

ки магнитного поля по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

Малогабаритный радиоспектрометр элект ройного парамагнитного резонанса по авт. св. № 898305 отличающийся тем, что, с целью повышения линейности регулировочной характеристики магнитного поля в рабочем зазоре, вспомогательный зазор выполнен в виде набора пластин из материалов с различной магнитной проницаемостью, собранных по возрастанию магнитной проницаемости в направлении движения механизма перестройки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1 Авторское свидетельство СССР № 898305, кл. G 01 N 24/10, 1980.

/УЛ J/7/7

/