Способ управления поляризующим магнитным полем в спектрометрической аппаратуре и устройство для его осуществления

Способ управления поляризующим магнитным полем в спектрометрической аппаратуре и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 1000874

Союэ Советскнк

Социалистических

Республик

4i

\, . /— (61) Дополнительное к авт. свид-ву (2 )Заявлено 25.09.81 (21) 3356198/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

1 (Sl)M Кл.

G 0 l и 24/10

Геаумрствапва кювктет

СССР

Опубликовано.28.02.83. Бюллетень М8

Дата опубликования описания 28,02 .83 (53) Уд К 539. 143..ч3(088.8) по аелан кмбратеккй и еткрнтнй (72) Авторы изобретения

В. Н. Линев, В. В. Лисовский, В. А. Иурав

E. Я. Фурса и С. С. Шушкевич (7! ) Заявитель

Белорусский ордена Трудового Красного Знам государственный университет им. В. И. Ленина (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗУЮЩИМ МАГНИТНЫМ

ПОЛЕМ В СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЕ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение от носится к т ехнической физике и может быть использовано при построении управляемых источников поляризующего магнитного поля на основе постоянных магнитов, в частности для спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР); ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и других аналогичных устройств, работающих в широком диапазоне магнитных полей.

Известны способы и устройства для управления поляризующим магнитным полем, в которых величина поляризующего магнитного поля регулируется либо сменой полюсных наконечников, магнитов, либо наложением дополнительного магнитного поля, создаI ваемого с помощью вспомогательных катушек 13.

Недостатками указанных способов .:и устройств являются недостаточный диапазон регулирования величины магнитного поля, связанный с размерами

2 полюсных наконечников, и недостаточная стабильность магнитного поля в случае использования вспомогательных катушек.

Наиболее близким к изобретению:, техническим решением является способ управления поляризующим магнитным. полем в спектрометрической аппаратуре, основанный на измерении магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом в рабочем зазоре магнитопровода,. и устройство для его осуществления, содержащее постоянный магнит, включенный .в магнитопровод с рабочим зазором. В указанных способе и уст- ройстве магнитопровод выполнен из магнитомягкого материала, причем один из участков магнитопровода выполнен с диамагнитной вставкой, около которой перемещается гильза из магнитомягкого материала. Перемещая гильзу вдоль диамагнитной вставки, можно иэ" менять величину магнитного поля в рабочем зазоре магнитопровода Г2 1.

3 10008

Недостатком известных способа и устройства для его реализации является относительно небольшой рабочий диапазон регулирования величины магнитного поля, связанный с рнечной величиной магнитного сопротивления шунтирующей гильзы, Цель изобретения - увеличение рабочего диапазона регулирования величины магнитного поля. 16

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления поляризующим магнитным полем в спектрометрической .аппаратуре, основанному на изменении магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом в рабоЧем зазоре магнитопровода, постоянный магнит перемещают относительно магнитопровода с рабочим зазором без разрыва магнитной цепи.

26

Для получения максимальных магнитных полей постоянный магнит включают в магнитную цепь последовательно с рабочим зазором,а для получения минимальных полей - в режим короткого за- д мыкания по магнитной цепи.

В устройстве, содержащем постоянный магнит, включенный в магнитопровод с рабочим зазором, магнитопровод выполнен составным, причем участок магнитопровода, содержащий плоский постоянный магнит, закрепленный между двумя отрезками магнитопровода, размещенными на одной оси с магнитом, выполнен с возможностью перемещения относительно неподвижного участка

Зй магнитопровода с рабочим зазором без нарушения магнитной цепи.

На фиг. 1-6 представлено устройство для управления поляризуюю щим магнитным полем в спектрометрической аппаратуре, реализующее предла. гаемый способ, три схемы выполнены в двух крайних положениях регулирования, соответствующих максимальному

45 значению поляризующего магнитного поля (фиг. 1,3.и 5) и минимальному значению (фиг. 2, 4 и 6) .

Управляемый источник поляризующего магнитного поля содержит постоянный магнит 1, включенный в магнитопровод 2 с рабочим зазором 3, участок магнитопровода, содержащий ,плоский постоянный магнит 1, закрепленный между двумя отрезками 4 и 5 магнитопровода, размещенными на одной .оси с магнитом 1, выполнен с воз, можностью поступательного перемещения относительно неподвижного магни74 4 топровода 2 с рабочим зазором 3 без нарушения магнитной цепи, причем в положении, соответствующем максимальному полю, постоянный магнит 1 включен последовательно в магнитопровод 2 с рабочим зазором 3, а в положении, соответствующем минимальному полю, закорочен на корпус неподвижной части магнитопровода 2.

Управление поляризующим магнитным полем осуществляется следующим образом.

В исходном. положении (см. фиг, 1, 3 и 5) магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 1, концентрируется с помощью магнитопровода 2 в рабочем зазоре 3. В этом случае достигается максимальное значение индукции поляризующего магнитного поля, так как постоянный магнит 1, магнитопровод 2 и рабочий зазор 3 оказываются включенными последовательно.

При перемещении подвижного участка магнитопровода, содержаще -о постоянный магнит 1 и два отрезка 4 и 5 магнитопровода, относительно неподвижного участка магнитопровода .2 магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 1, постепенно выключается иэ магнитной цепи, содержащей рабочий зазор 3. Одновременно изменяется ориг рнтация полюсов постоянного магнита

1 относительно оси неподвижного магнитопровода 2. При этом постоянный магнит постепенно переводится в режим короткого замыкания путем эакорачивания магнитного потока на корпус неподвижной части магнитопровода. Такое положение (см. фиг. 2,4 и

6) постоянного магнита 1 соответствует минимальной величине индукции магнитного поля в рабочем зазоре 3.

Предлагаемое техническое решение реализовано в виде источника поляризующего магнитного поля для малогабаритного спектрометра ЭПР с использованием постоянных магнитов КС-37 (на основе SmCo ). Источник обеспечивает перестройку магнитного поля в диапазоне 100-7000 Гс в рабочем зазоре 17 мм..

Предлагаемый способ управления поляризующим магнитным полем и устройство, реализующее предлагаемый способ, по отношению к известным обеспечивает более широкий диапазон перестройки магнитных полей в области малых значений, так как постоян1000874

S ный магнит и шунтирующий участок магнитопровода в области минимальных значений магнитного поля располагается вне магнитной цепи с рабочим. зазором. Конечное .магнитное сопротивление магнитопровода с рабочим зазором не оказывает шунтирующего действия на закорачивающий участок неподвижной цепи магнитопровода. Это позволяет получать практически нулевые 1 значения индукции поляризующего магнитного поля (без учета остаточной намагниченности самого магнитопровода):.. При этом снижаются требования к .величине магнитной проницаемости шунтирующей части магнитопровода, так как в предлагаемом техническом решении несущественно соотношение, магнитного сопротивления шунтирующей части магнитопровода и магнитопровода с рабочим зазором. формула изобретения

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что для получения, максимальных магнитных полей постоян ный магнит включают в магнитную цепь

5 последовательно с рабочим зазором, а для получения минимальных полейв режим короткого замыкания llo MBF нитной цепи.

3; Хстройство для управления поляризующим магнитным полем в спектро" метрической аппаратуре, ° содержащее постоянный магнит, включенный в магнитопровод с рабочим зазором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что магнитопровод выполнен составным, причем участок магнитопровода, содержащий плоский постоянный магнит, закрепленный между двумя отрезками магнитопровода, размещеннЫми на одной

2в оси с магнитом, выполнен с возможностью перемещения относительно неподвижного участка магнитопровода с рабочим зазором без нарушения магнитной цепи.

И

1. Способ управления поляризующим

J магнитным полем в спектрометрической аппаратуре, основанный на изменении магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом в рабочем зазо- 36 ре магнитопровода, о т. л и ч а ю—, шийся тем, что, с целью увеличения рабочего диапазона регулирова. ния величины магнитного поля, постоянный магнит перемещают относительно магнитопровода с рабочим зазором без разрыва магнитной цепи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Марон Р. С.,Позняк А. Л., Шуш, кевич С . С. Аппаратура для исследо-. вания электронного парамагнитного резонанса. Л., "Энергия", 1968, с. 93-96, 2. Авторское свидетельство СССР 823995, кл. а 0 1 N- 24/10, 1980 (прототип).

1000874

Составитель А. Картышев

Редактор В.Найоршин Техред О,Неце Корректор М ° Демчик

Заказ 1369/45 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква. Ж"35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4