Способ измерения отношения времен релаксации

Способ измерения отношения времен релаксации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоспектроскопии. Цель изобретения - расширение пределов измерений при одновременном упрощении способа. В исследуемом объекте возбуждают сигнал магнитного резонанса с помощью импульсной последовательности, которая представляет собой непрерывно повторяющийся цикл из четырех высокочастотных импульсов, фаза выполнения котторых колебаниями резонансной частоты меняется от импульса к импульсу так, что вектор магнитного поля, создаваемого высокочастотными импульсами, последовательно принимает положения вдоль следующих осей вращающейся системы координат: X<SB POS="POST">1</SB>, - X<SB POS="POST">1</SB>,Y<SB POS="POST">1</SB>, - Y. Измеряют начальные амплитуды сигналов спада свободной индукции после каждого импульса и определяют отношение T<SB POS="POST">1</SB>/T<SB POS="POST">2</SB>, учитывая, что в разных межимпульсных интервалах эволюция X-компоненты намагниченности протекает при различных зависимостях от отношения T<SB POS="POST">1</SB>/T<SB POS="POST">2</SB>. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 G 01 N 24/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4405661/31-25 (22) 09. 03. 88 (46) 15. 02. 90. Бюл. М- 6 (71) Конструкторское бюро "Дальнее" и Дальневосточный политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) В.Л. Данилов, H.Ф. Никифоров и В.В. Фролов

;(53) 538.69(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1198743, кл. G 01 N 24/00, 1986.

Hatsui S. et а1. — J. Иарп. Res.

1985, v. 62, р. 12 — 18. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ВРЕМЕН РЕЛАКСАЦИИ (57) Изобретение относится к радиоспектроскопии. Цель изобретения— расширение пределов измерений при одновременном упрощении способа.

В исследуемом объекте возбуждают

Решение относится к радиоспектроскопии и может быть использовано как в науке (физике, химии, биологии), так и в производстве, где необходимо быстро и точно определять релаксационные характеристики изучаемых или контролируемых обьектов.

Цель решения — расширение пределов измерений при одновременном упрощении способа.

Сущность способа заключается в том, что описанная импульсная последовательность может бить представлена в виде повторяющейся с периодом Т

„„SU„, 1543316 А 1

2 сигнал магнитного резонанса с по" мощью импульсной последовательности, которая представляет собой непрерывно повторяющийся цикл из четырех высокочастотных импульсов, фаза выполнения которых колебаниями резонансной частоты меняется от импульса к импульсу так, что вектор магнитного. поля, создаваемого высокочастотными импульсами, последовательно принимает положения вдоль следующих осей вращающейся системы координат: х х у — у. Измеряют начальные ам э плитуды сигналов спада свободной индукции после каждого импульса и определяют отношение Т,/Т, учитывая, что в разных межимпульсных интервалах эволюции х — компоненты намагниченности протекает при,различных завпсимостях от отношения Т„/T . 2 табл. четверки ВЧ-импульсов, временной интервал между которыми также равен

-Р— Р— Р— Р— (1) х - -у.

Ф l где Р— означает, что вдоль оси Х вращающейся системы координат приложен ВЧ-импульс, приводящей к нутации вектора намагниченности на угол с6 < вокруг положительного направления оси Х.

Ф

Соответствующие операторы поворота могут быть записаны следующим образом:

1543316

В

Т иТ„(4) Тогда откуда откуда

Т,/Т (6) 1 0 0

Р„= 0 сов о(, — в1пс, 0 sang, сово(, сов Ы g 0 в1п()

Р = 0 1 0

-в1п() 0 сов k

Воздействие такой импульсной последовательности (ИП) на спиновую систему может быть рассмотрено на основе рфшения уравнений Блоха в вращающейся системе координат операторным методбм. Операторный метод позволяет решить задачу аналогичную рассматриваемой для последовательности таких типов 20.. ° -Р„- Рх ° ° ° . ° ° ° Рх

- P (3) . В результате воздействия на спи- 25 новую систему ИП типа (1) в течение

1 времени много большего времени релаксации устанавливается квазистационарный сигнал резонанса, т.е. после кажДого ВЧ-импульса появляется у-компо- 30 нента сигнала ССИ одинаковой начальНой амплитуды и с одинаковым поведением в межимпульсном интервале (х-компонента не появляется, если расстройка равна нулю).

Начальная амплитуда сигнала ССИ при выполнении условия Т ((Т и оди-. наковых длительностях и амплитудах

ВЧ-импульсов определяется следующим выражением: 40 где (U — начальное значение намагниченности;

Ы. = — угол нутации вектора намагниченности за время действия ВЧ-импульса;

50 т /т = 3((ют(Р))/(ц (т „)J >)/ (Р-x) 1 + Т,/Т1

/)т т „! + зт,7т

1 0 0

Р = 0 сово(.2 sin()(2

-)

0 -sing cps Ы /

° /1

2 сов0,4 0 в 1п() 4

Р = 0 1 0

sin()С4 0 cosd4 (2) гиромагнитное отношение для резонирующих ядер; амплитуда ВЧ-поля; время спин-спиновой и .спин-решеточной релаксации соответственно.

В результате воздействия импульсной последовательности типа (1) появляются как у, так и х — компоненты намагниченности после каждого импульса. Если положить углы (одинаt ковыми для всех ВЧ-импульсов и равными ((/2 (90 -импульсы), то начальные значения амплитуд ССИ (т. е. сразу после окончания ВЧ-импульса) оказываются связанными с отношением времени релаксации Т,/Та простыми соотношениями (см.табл. 1).

Из табл. 1 видно, что, измеряя начальные амплитуды сигналов ССИ после каждого ВЧ-импульса, можно определять о ношение времен релаксации

Т,/Т . Например

pî

)+тт,7тт (4(P> (ч() rgep((P „) — начальное значение, у - компоненты сигнала ССИ после действия ВЧ-импульса Р„. „(Р„)/Р (Р ) = 2(1 + Т,/g/(1+

+ 3Т,/Т,) I (2 - (Р )/f0 (P „)j (5)

Экспериментальная проверка способа проведена на релаксометре ЯМР, рабочее поле которого составляло

0,007 Т)т. 8 качестве образцов использовался водный раствор парамагнитн (: ионов + p„ различной концентрации, ч:о

Способ измерения отношения времен релаксации, включающий возбуждение 20 сигнала магнитного резонанса в образце с помощью последовательности высокочастотных импульсов и измерение начальных амплитуд сигналов спада свободной индукции, о т л и ч а ю щ и й- 5 с я тем, что, с целью расширения время спин-решеточной релаксации; время спин-спиновой релаксации; высокочастотные импульсы вдоль осей -х, х соответственно. где Т

Т

-х,х

Таблица 1

Амплитуда Начальное значение поперечных компонент намагниченности после соответствующих ВЧ-импульсов (eL, = и/2) P x

2 р4О

Мо

Р» ро т+зт,7т, т+зт,7т, 1+ЗТ, Т

1+3Т „Т,, о о

2ТГ+ т,7т,> г 1+т, т, 1+Т Т, 1+ЗТ, Т, Таблица 2

Время релаксации, измеренное стандартными методами

Отношения времен релаксации, измеренные предлагаемым способом

410+20

300 20

530+25

850+30

500+25

1,9+0,15

4, 2510,5

2, 0 .0, 15

215+15

70+0,5

135+10

200+10

250+1 0

2,0+О, 1

4, 1+0,3

Составтиель И.. Старостенко

Техред М.Ходанич Корректор Т,Малец

Редактор М. Недолуженко

Заказ 397 Тираж 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1543316 6 обеспечивало различные отношения вре- пределов измерений при одновременном мен релаксации. Времена Т„ и Т изме- упрощении способа, высокочастотные рялись для каждого образца сначала . импульсы подбирают так, что вектор обычными методами (последовательнос- магнитного поля создаваемого этими

У ти Карра-Перселла), затем с помощью импульсами, совпадает по направлению

1 данного способа. последовательно с осями х, -х, у, -у, .

Эксперименты показали, что способ вращающейся системы координат и измепозволяет значительно расширить пре- ряют начальные амплитуды спада свободДелы измерения, а также технически 10 ной индукции М (Р x ) и M (Px) после упростить .процесс измерений, так как каждого иэ высокочастотных импульсов, отпадет необходимость применять вектор. магнитного поля которых направдополнительную магнитную систему для лен соответственно вдоль осей -х создания неоднородности магнитного и х, а отношение времен релаксаций поля. Кроме того, способ позволяет 15 определяют по формуле сократить время измерений. Т, 1+/М (P )/Ì (Р)1

Формула изобретения Т 1 + 3 М Р„Ю Рх)!