Учебный спектрометр электронного парамагнитного резонанса

Учебный спектрометр электронного парамагнитного резонанса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УЧЕБНЫЙ СПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТ РОВНОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА, содержащий генератор сверхвысокочастотного поля (СВЧ), измерительный резонатор, детектор СВЧ, блок , получения магнитного поля и блок регистрации изменения мощности СВЧ, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности учебного процесса, измерительный резонатор соединен с одной стороны с генератором СВЧ, а с другой стот роны - с детектором СВЧ в единый блок, причем входная диафрагма измерительного резонатора непосредственно является выходной диафрагмой генератора.

COOS СОВЕТСКИХ

СЮ4 М

РЕСПУБЛИК

„.Su„„ i 006985 А

АМ) G

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHONIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

CO C)

СЛ.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 2916630/18-25 (22) 25.04.80 (46) 23.03.83. Бюл. 9 11 (72) В.С.Вариченко, В.А.Жидович, В.Ф.Стельмах и Л.В.Цвирко (71) Белорусский научно--исследовательский институт прикладных фи зических проблем им. A.Н..СевЧенко при Белорусском ордена Трудового

Красного Знамени государственном университете им. В.И.Ленина (53) 538.69.083 2(088.8) (56) 1. Пул Ч. Техника ЭПР-спектроскопии. M., Мир,. 1970, с.30-40, 2. Техническая инструкция и опи-сание по эксплуатации спектрометра

ER-9. Н/П Карл Цайсс Иена, ГДР.

M., Внешторгиздат, 1974.

3. Техническая инструкция и описание по эксплуатации спектрометра РЭ-1391. ПО Аналитприбор .

Смоленск, 1974 (прототип). О (54 ((57) УЧЕБНЫЙ CHEKTPONETP ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМЪГНИТНОГО РЕЗОНАНСА g содержаший генератор сверхвысокочастотного поля (СВЧ), измерительный резонатор, детектор СВЧ, блок получения магнитного поля к блок регистрации изменения мощности СВЧ,, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности учебного процесса, измерительный резонатор соединен с одной стороны с генератором СВЧ., а с другой сто-. роны — с детектором СВЧ в единый блок, причем входная диафрагма измерительного резонатора непосредственно является выходной диафрагмой генератора.

1006985

Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть ис1чользова" но в приборостроительной промышленности при изготовлении спектрометрон ЭПР для учебных целей и экспресс- 5 анализа.

Известны супергетеродинные спектрометры, содержащие сигнальный и гетеродинный генераторы СВЧ, вентиль СВЧ, циркулятор, фазовращатель, аттенюаторы, измерительный резонатор, смеситель СВЧ, соединительные элеме нты н элементы согласования тракта СВЧ, усилитель и детектор промежуточной частоты и блок получения магнитного поля (1 j.

Известны также спектрометры ЭПР с резонатором отражательного типа, содержащие генератор СВЧ, нентиль, .ослабнтель мощности СВЧ, измерительный резонатор, циркулятор, детектор СВЧ, соединительные элементы и элементы согласования СВЧ-тракта, а также блок автоматической подстройки частоты, блок получения магнитного поля и блок регистрации изменения мощности СВЧ (2).

Известные спектрометры отличаются сложностью настройки и процесса измерения, что затрудняет их ис.пользование н учебных целях.

Наиболее близким .техническим решением является учебный спектрометр электронного парамагнитного резонанса, содержащий генератор сверхвысокочастотного поля (СВЧ)., измерительный резонатор, детектор СВЧ (31.

Однако его применение в лаборатор- . ном практикуме не является недостаточно эффективным, так как восприятие метода спектроскопии электронно- 40

ro парамагнитного резонанса затруднено сложностью оборудования.

Целью изобретения является .повышение эффективности учебного процесса, 45

Указанная цель достигается тем, что н учебном спектрометре электронного парамагнитного резонанса, содержащем генератор снерхнысокочастотного поля (СВЧ), измерительный 50 ,резонатор, детектор СВЧ, блок полу;чения магнитного поля и блок регистрации изменения мощности СВЧ, измерительный резонатор соединен с одной стороны с генератором СВЧ, а с дру- 55 гой — с детектором СВЧ в единый блок, причем, входная диафрагма измерительного резонатора непосредственно является выходной диафрагмой генератора.

На чертеже представлена схема учебного спектрометра электронного. парамагннтного резонанса.

Учебный спектрометр ЭПР содержит генератор 1 СВЧ, например, на осноне полупроводникового генератор- 65

Ф ного диода входную диафрагму измерительный резонатор 3, выходную диафрагму 4, детектор СВЧ 5, блок б модулятора, петлю 7 модуляции блок 8 получения магнитного поля, блок 9 регистрации изменения мощности СВЧ,. блок 10 питания генератора СВЧ, учебный образец, содержащий парамагнитные центры 11.

Генератор 1 сверхвысокочастотного поля (СВЧ) непосредственно соединен с входной диафрагмой 2 измерительного резонатора 3, выходная диафрагма 4 которого, в свою очередь, непосредственно соединена с детектором СВЧ 5 в единый блок без использования дОполнительных сочленяющих волноводных элементов так, что входная диафрагма 2 измерительного резонатора 3 по существу является выходкой диафрагмой генератора 1.

Учебный спектрометр работает сЛедующим образом.

С помощью. блока 8 получения магнитного поля, в месте расположения учебного. образца, содержащего парамагнитные центры 11., получают магнитное поле необходимой для наблюдения сигнала ЭПР величины и стабильности,а с помощью блока б модулятора и петли 7 модуляции осущестнляют необходимую для повышения чувствительности спектрометра высокочастотную модуляцию магнитного поля. Генера-, тор 1 СВЧ обеспечивает подачу через входную диафрагму 2 н измерительный резонатор 3 мощности СВЧ, резонансное поглощение которой регистрируется детектором 5 и блоком 9 регистрации изменения мощности СВЧ.

При этом существенным является то что благодаря непосредственной связи СВЧ генератора 1 через диафрагму

2 с измерительным резонатором 3, последним осуществляется захват и стабилизации частоты генератора 1.

Установка необходимого диапазона захвата и стабилизации частоты, нужного уровня мощности в измерительном резонаторе 3, обеспечение безопасного для работы детектора 5 и оптимального для получения заданной чувствительности уровня мощности на нем .осуществляется известными способами, например выбором размеров отверстий входной и выходной диафрагм при изготовлении спектрометра и установкой электрического.режима генератора СВЧ 1.

Частота генератора СВЧ в условиях стабилизации внешним резонатором контролируется резонатором при смене учебного образца, перемещении его в необходимых пределах в резонаторе, йри появлении других дестабилизирующих. факторов, например температурных.

1006985

Составитель A.Òèáàíîâ

Редактор О.Половка Техред:Е.Харитончик Корректор N.Øàðoøè

Заказ 2128/6б Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.Технико-экономический эффект учебного спектрометра ЭПР определяется повышением эффективности учебного процесса, так как отпадает необходимость испольэовать в спектрометре блок автоматической подстройки частоты и появляется возможность упрощения конструкции тракта СВЧ, а также обеспечивается упрошение процесса настройки спектрометра в целом при выполнении им учебных функций.

Кроме того, конструкция учебного .спектрометра ЭПР дает. воэможность заметно уменьшить габариты и вес спектюометра, упростить их проиэводство, ремонт, повысить технику безопасности, а также снизить их стоимость и обеспечить реализацию фронтального учебного лабораторного практикума по спектроскопии ЭПР.

Вместе -с тем предлагаемое решение может быть. использовано при разработке специализированных спектрометров-анализаторов, включаемых в .состав технологических линий, а также малогабаритных спектрометров для экспресс-анализа концентрации парамагнитных центров в физикохимических объектах.