Способ регистрации сигналов электронного парамагнитного резонанса и устройство для его осуществления

Способ регистрации сигналов электронного парамагнитного резонанса и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике ЭПР и может быть использовано при создании радиоспектрометров ЭПР. Целью изобретения является повьшение чувствительности и снижение трудоемкости . Для этого регистрация сигналов ЭПР на прямом и обратном участках треугольной развертки магнитного поля осуществляется при противофазной высокочастной модуляции магнитного поля. Из сигнала, полученного на одном участке развертки, вычитается сигнал, полученный на другом ее участке. Устройство, реализующее данный способ, позволяет повысить чувствительность и снизить трудоемкость настройки радиоспектрометра ЭПР. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 G 01 N 24/10

1,„g

ФС,-,, /$7 а г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3969676/31-25 (22) 24. 10, 85 (46) 28. 02, 87. Бюл. Ф 8 (71 ) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при Белорусском государственном университете им. В.И. Ленина (72) Б,Е, Куликовских, В.П. Лапицкий, Г,И, Ромбак и В.П. Яновский (53) 538. 113 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1078300, кл. G 01 N 24/)О, 1984, Кононович В,И, и др. Микропроцессорная система цифровой регистрации и первичной обработки спектров электронного.парамагнитного резонанса, депонирована в ВИНИТИ, В 6532-82, Деп. от 30.12,1982.

„.эа„дя ща д.1 (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛОВ

ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике

ЭПР и может быть использовано при создании радиоспектрометров ЭПР.

Целью изобретения является повьппение чувствительности и снижение трудоемкости. Для этого регистрация сигналов ЭПР на прямом и обратном участках треугольной развертки магнитного поля осуществляется при противофаэной высокочастной модуляции магнитного поля. Иэ сигнала, полученного на одном участке развертки, вычитается сигнал, полученный на другом ее участке. Устройство, реализующее данный способ, позволяет повысить чувствительность и снизить трудоемкость настройки радиоспектрометра

ЭПР. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

1293599

Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано при создании радиоспектрометров ЭПР, Цель изобретения — повью ение чувствительности и снижение трудоемкости способа, На чертеже изображена блок-схема устройства (радиоспектрометра), реализующего предлагаемый способ регистрации сигналов ЭПР, Устройство (радиоспектрометр), реализующее предлагаемый способ, содержит электромагнит 1, источник 2 питания с устройством низкочастотной развертки, многоканальный накопитель

3 сигналов ЭПР, высокочастотный модулятор 4, рабочий резонатор 5, блок

6 СВЧ, блок 7 регистрации, аналогоцифровой преобразователь 8, управляемый преобразователь 9 кода и дискретное фазосдвигающее устройство 10, В предлагаемом способе положительный эффект регистрации сигналов

ЭПР был получен за счет того, что в результате регистрации сигнала ЭПР на прямом и обратном ходе треугольной развертки при противофаэной (относительно фазы опорного сигнала, поступающего на вход блока регистрации) модуляции и вычитания реализации сигнала, полученной на одном участке треугольной развертки, из реализации, полученной в том же периоде развертки, но на другом ее участке, достигается взаимная компенсация обусловленных смещением нулевой линии постоянных составляющих, регистрируемых за один период реализации сигнала, и увеличение в два раза (т ° е, накопление) их переменных составляющих (т,е. самих сигналов

ЭПР), что обеспечило возможность нахождения истинного значения нулевой линии и сужения динамического диапазона цифровых кодов на входе многоканального накопителя спектров ЭПР.

Это позволило более эффективно использовать объем памяти накопителя и повысить чувствительность радиоспектрометра.

Автоматическая компенсация уров1 ня нулевой линии, смещение которой происходит в результате производимых в процессе настройки радиоспектрометра и поиска спектральных линий изменений условий регистрации, существенно снизила тредоемкость настройки радиоспектрометра, Устрой ство (радиоспектрометр работает следующим образом °

Электромагнит 1 с источником 2 питания с устройством низкочастотной развертки магнитного поля электромагнита l создает поляриэующее магнитное поле и низкочастотную тре10 угольную периодическую развертку, Закон изменения магнитного поля в процессе периодической развертки задается выходным сигналом многоканаль-.

15 ного накопителя 3 сигналов ЭПР что

1 обеспечивает необходимую синхронность накопления спектров. Высокочастотная модуляция магнитного поля осуществляется высокочастотнЫм модулятором 4, связанным с элементом

20 модуляции рабочего резонатора 5, расположенного между полюсными наконечниками электромагнита 1, В процессе развертки поляриэующего магнитного поля при прохождении резонансных условий на выходе ра6очего резонатора 5 формируется сигнал

ЭПР на СВЧ. Этот сигнал детектируется в блоке 6 СВЧ детектором СВЧ и на вход блока 7 регистрации поступает сигнал ЭПР на частоте модуляции. В блоке 7 регистрации сигнал ЭПР на частоте модуляции усиливается избирательным усилителем, детектируется высокочастотным синхронным детектором и на вход аналого-цифрового преобразователя поступает реализация сигнала, состоящая иэ переменной составляющей, которая представляет собой сигнал ЭПР, и из

40 постоянной составляющей, которая обусловлена смещением нулевой линии сигнала на выходе блока 7 регистрации. Преобразованная аналого-цифровым преобразователем 8 в цифровую

5 форму реализации сигнала через управляемый преобразователь 9 кода поступает в многоканальный накопитель 3 и синхронно суммируется с ранее зарегистрированными реализациями сиг50 нала.

Детектирование сигналов ЭПР на частоте модуляции синхронным детектором блока 7 регистрации на прямом

55 и обратном участках треугольной развертки осуществляется при противо фазной высокочастотной модуляции магнитного поля, что обеспечивается изменением управляющего сигнала на

1293599 управляющем выходе источника 2 питания с устройством низкочастотной развертки и, следовательно, инвертированием с помощью дискретного фазосдвигающего устройства )О фазы опорного сигнала, поступающего на вход блока 7 регистрации. В результате этого на вход аналого-цифрового преобразователя 8 на прямом и обратном участках треугольной развертки посту- о пают реализации с противофазными сигналами ЭПР и совпадающими по величине и знаку постоянным составляющими,обусловленными смещением нулевой линии в блоке 7 регистрации.

Синхронное накопление преобразованных в цифровую форму сигналов ЭПР, формируемых на выходе аналого-цифрового преобразователя 8 за один период развертки, осуществляется в результате синхронного вычитания регистрируемой на обратном участке развертки реализации сигнала из реализации, зарегистрированной на прямом участке развертки, С этой целью на участке развертки с нарастающей индукцией магнитного поля управляющий сигнал с выхода источника 2 питания с устройСтвом низкочастотной развертки отключает управляемый преобразователь

9 кода, что обеспечивает поступление на вход многоканального накопителя 3 сигналов ЭПР прямого кода, получаемого на выходе аналого-цифрового преобразователя 8 цифрового эквивалента регистрируемой на этом участке развертки реализации. Таким образом обеспечивается синхронное суммирование регистрируемого на прямом участке развертки сигнала 40

ЭПР с содержимым запоминающего устройства многоканального накопителя

3. На участке развертки со спадающей индукцией магнитного поля управляющий сигнал с выхода источника 2 пи- 45 тания с устройством низкочастотной развертки включает управляемый преобразователь 9 кода, в результате чего на вход мнегоканального накопителя 3 сигналов ЭПР поступает до- 50 полнительный код преобразованных в цифровую форму мгновенных значений сигнала ЭПР, регистрируемого на этом участке развертки, и, следовательно, из содержимого запоминающего устрой- 55 ства многоканального накопителя 3 синхронно вычитается регистрируемый на обратном участке развертки сигнал

ЭПР .

Таким образом, в каждом периоде периодической треугольной развертки производится синхронное суммирование сигнала ЭПР, зарегистрированного на участке развертки с нарастающей индукцией магнитного поля, и синхронное вычитание сигнала ЭПР, зарегистрированного на участке развертки со спадающей индукцией, что приводит к компенсации постоянной составляющей реализации этих сигналов и к сложению их Переменных составляющих, т.е, сигналов ЭПР ° Синхронное суммирование тюлученных за каждый период развертки сигналов ЭПР ведется до обеспечения. заданного отношения сигнал/

/шум, 1.

Экспериментальная проверка показала, что предлагаемый способ (по сравнению с известным) позволяет практически полностью устранить смещение нулевой линии, в резуль тате чего обеспечивается повышение чувствительности устройства и точности определения интегральной интенсивности регистрируемых сигналов ЭПР.

Формула и э о б р е т е н и я

Способ регистрации .сигналов электронного парамагнитного резонанса, включающий помещение образца в резонатор в СВЧ-поле и поляризующее магнитное поле, создание низкочастотной периодической треугольной развертки и высокочастотной модуляции магнитного поля и синхронное суммирование многоканальным накопителем сигнала электронного парамагнитного резонанса, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и снижения трудоемкости, регистрация сигналов электронного парамагнитного резонанса на прямом и обратном участках треугольной развертки магнитного поля осуществляется при противогазной высоко; частотноймодуляции магнитного поля, причем иэ реализации сигнала, полученного на одном участке развертки, вычитается реализация сигнала, полученная на другом ее участке.

2, Устройство для регистрации сигналов электронного парамагнитного резонанса, содержащее источник питания с устройством низкочастотной развертки магнитного поля, высокочастотный модулятор магнитного поля, 1293599

Составитель А. Федоров

Техред В.Кадар Корректор Т ° Колб

Редактор А. Ревин

Заказ 378/47 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 электромагнит, между полюсными наконечниками которого помещен резонатор, соединенный с блоком СВЧ, выход которого подключен к последовательно соединенным. блоку регистрации и аналого-цифровому преобразователю, многоканальный накопитель, управляющий выход которого подключен к источнику питания и ниэкочастотнбй развертки магнитного поля, при этом первый выход высокочастотного модулятора соединен с рабочим резонатором, электромагнит соединен с источником питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него дополнительно введены управляемый преобразователь кода и дискретное фазосдвигающее устройо ство с шагом дискретизации 180 причем управляющий выход источника питания с устройством низкочастотной развертки соединен с управляющими входами дискретного фазосдвигающего устройства и управляемого преобразователя кода, входы дискретного фазосдвигающего устройства и управляемого преобразователя кода соединены с выходами высокочастотного модулятора и аналого-цифрового преобразователя соответственно, а их выходы подключены соответственно к входу опорного сигнала блока регистрации многоканального накопителя, |