Радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса

Радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ц 484452

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 05.04.73 (21) 1903373/26-25 (51) М. Кл, G 01п 27/78 с присоединением заявки №

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.09.75. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 26.12.75 (53) УДК 539.193:538.69. .083.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Гердов, Г. С. Грицевский, Ю. Н. Гиганов, В. E. Казакевич, P. Л. Пинхусович и Б. Б. Дружинская (71) Заявитель (54) РАДИОСПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО

ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Гасударственный комитет (32) Приоритет

Изобретение относится к технике спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может найти применение в тех областях, где для исследований используют метод ЭПР.

Известны радиоспектрометры, которые содержат реверсивный двигатель, приводящий в движение систему перемещения эталона, изменение глубины погружения эталона в резонаторе осуществляется подачей на реверсивный двигатель разностного сигнала поглощения высокой частоты от исследуемого образца и эталона, содержащих различное количество резонирующих частиц, и сигналы ЭПР которых находятся в противофазе.

В известном устройстве в качестве эталонного образца используется то же вещество, что и исследуемое, но с заранее известной концентрацией.

Целью изобретения является обеспечение возможности применения в радиоспектрометре

ЭПР наиболее выгодных в метрологическом отношении эталонов, уменьшение погрешности и сокращение времени проведения измерений.

Поставленная цель достигается тем, что предложенный радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса снабжен датчиком Холла, расположенным в зазоре электромагнита, и реле времени, вход которого соединен с датчиком Холла, а выход — с указанным блоком управления. Механизм перемещения исследуемого образца и эталона может быть выполнен в виде закрепленного на резонаторе цилиндра с поршнем, в котором со

5 стороны резонатора укреплена ампула с исследуемым образцом и эталоном, а с противоположной стороны — пружина растяжения, соединенная с торцом цилиндра.

В качестве блока управления механизмом

10 перемещения в предлагаемом устройстве может быть использован электропневмопреобразователь, катушка которого подключена к выходу реле времени, камера, расположенная между соплами электропневмопреобразовате15 ля, соединена с цилиндром, сопло, открытое в обесточенном состоянии, сообщено с атмосферой, а к другому соплу, закрытому в обесточенном состоянии, подведен сжатый воздух.

На фиг. 1 дана блок-схема предложенного

20 радиоспектрометра; на фиг. 2 вариант выполнения предлагаемого радиоспектрометра.

Резонатор 1, соединенный с блоком регистрации 2, расположен в зазоре электромагнита 3. Генератор СВЧ 4 соединен волноводным

25 трактом с резонатором 1. На резонаторе крепится механизм 5 перемещения исследуемого образца и эталона, соединенный с блоком 6 управления механизмом перемещения. В зазоре электромагнита 3 расположен датчик ХолзО ла 7, соединенный со входом реле времени 8.

484452

3

Выход реле времени 8 соединен с блоком 6 управления механизмом перемещения.

В механизме 5 перемещения исследуемого образца и эталона крепится ампула 9 с исследуемым образцом 10 и эталоном 11, которые находятся один от другого на расстоянии, превышающем половину размера резонатора 1.

Механизм перемещения исследуемого образца и эталона может быть выполнен в виде цилиндра 12 (см. фиг. 2), в котором находится поршень 13 и пружина растяжения 14. Пружина растяжения одним концом закреплена на цилиндре 12, а другим — на поршне 13.

В поршень вставлена ампула 9 с исследуемым образцом 10 и эталоном 11. Блок 6 управления механизмом перемещения выполнен в виде электропневмопреобразователя 15. Камера, находящаяся между соплами электропневмопреобразователя, через штуцер 16 соединена с цилиндром 12. К закрытому в обесточенном состоянии соплу 17 электропневмопреобразователя подведен сжатый воздух, а открытое в обесточенном состоянии сопло 18 сообщено с атмосферой. Выход реле времени 8 соединен с обмоткой электропневмопреобразователя 15.

В предлагаемом радиоспектрометре регистрация спектра производится следующим ооразом.

От генератора СВЧ 4 (фиг. 1) в резонатор 1 по волноводному тракту поступает электромагнитная энергия СВЧ. Электромагнит 3 создает в резонаторе 1 магнитное поле, напряженность которого постепенно однозначно изменяется. В начальный период напряженность магнитного поля находится вблизи минимальной или максимальной величины, и э.д.с., развиваемая датчиком Холла 7, не соответствует порогу срабатывания, установленному на реле времени 8. В этом случае от реле времени 8 на блок управления механизмом перемещения сигнал не поступает, и последний не приводит в действие механизм перемещения исследуемого образца и эталона. При этом обмотка электропневмопреобразователя 15 (фиг. 2) обесточена. Сопло 17 закрыто заслонкой. Сопло 18 через штуцер 16 сообщает внутреннюю полость цилиндра 12 с атмосферой. Избыточное давление на поршне

13 отсутствует, и пружина 14 держит поршень 13 в крайнем верхнем фиксированном голожении. Исследуемый образец 10 находится в центре резонатора 1, а эталон вне резонатора 1 и регистрация спектра исследуемого образца 10 происходит без перекрытия его спектром эталона. Порог срабатывания реле времени 8 настраивается таким образом, что когда напряженность магнитного поля соответствует резонансным условиям характерного участка спектра эталона 11, величина э.д.с., развиваемая датчиком холла 7, достаточна для срабатывания реле времени 8. В этот момент э.д.с., развиваемая датчиком Холла 7, достигает порога срабатывания и с реле времени 8 па блок управления механизмом перемещения 6 поступает сигнал, в результате ко5

10 5

25 зо

>о

Л"

50 торого блок управления мехаllизмом перемещения приводит в действие механизм перемещения исследуемого образца и эталона. Последний выводит из резонатора 1 исследуемый образец 10 и вводит в резонатор 1 эталон ll, что обеспечивается разнесением исследуемого образца и эталона на расстояние, превышающее половину размера резонатора, Блок регистрации 2 регистрирует эталонный спектр.

При срабатывании реле времени 8 на катушку электуопневмопреобразователя 15 поступает напряжение. Якорь электропневмопреобразователя притягивается, заслонка открывает сопло 17 и закрывает сопло 18. Сжатый воздух через сопло 17 и штуцер 16 поступает в цилиндр 12. Под давлением воздуха поршень 13, преодолев сопротивление пружины растяжения 14, перемещается в нижнее фиксированное положение. При этом эталон 11 занимает положение в центре резонатора 1, а исследуемый образец 10 оказывается вне резонатора.

Реле времени 8 отрегулировано таким образом, что продолжительность подачи сигнала на блок управления механизмом перемещения равно времени регистрации характерного участка спектра эталона 11, После того, как регистрация характерного участка спектра эталона заканчивается, реле времени 8 прекращает подачу сигнала на блок управления механизмом перемещения. В результате воздействия последнего механизм перемещения исследуемого образца и эталона возвращает исследуемый образец 10 и эталон 11 в исходное положение, Блок регистрации 2 продолжает регистрацию спектра исследуемого образца.

При этом реле времени 8 снимает напряжение питания с катушки электромагнита электропневмопреобразователя 15. В результате заслонка закрывает сопло 17 и открывает сопло 18. Полость цилиндра 12 через штуцер 16 и сопло 18 сообщается с атмосферой. Пружина растяжения 14 подтягивает поршень 13 в верхнее фиксированное положение.

Таким образом в предлагаемом радиоспектрометре может быть применен эталон, спектр которого сильно перекрывается спектром исследуемого образца, так как ни в характерный участок спектра эталона, служащий для нормирования, ни в спектр исследуемого образца не вносится искажений.

Предмет изобретения

1. Радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса, содержащий генератор

СВЧ, электромагнит, блок регистрации, механизм перемещения исследуемого образца и эталона в зазоре электромагнита, блок управления механизмом перемещения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения номенклатуры используемых эталонов, повышения точности измерений и сокращения времени проведения измерений, он снабжен датчиком

Холла, расположенным в зазоре электромагнита, и реле времени, вход которого соединен

484452 с датчиком Холла, а выход — с указанным блоком управления.

2. Радиоспектрометр по п. 1, отлич аюшийся тем, что механизм перемещения исследуемого образца и эталона выполнен в виде закрепленного на резонаторе цилиндра с поршнем, в котором со стороны резонатора укреплена ампула с исследуемым образцом и эталоном, а с противоположной стороны— пружина растяжения, соединенная с другим торцом цилиндра.

3. Радиоспектрометр по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что блок управления механизмом перемещения исследуемого образца и эталона выполнен в виде электропневмопре6 образователя, катушка которого подключена к выходу реле времени, камера, расположенная между соплами электропреобразователя, соединена с цилиндром, сопло, открытое в обесточенном состоянии, сообщено с атмо1О сферой, а к другому соплу, закрытому в обесточенном состоянии, подведен сжатый воздух.

484452

4Ь2. с .

Составитель А. Переверзева

Техред Т. Миронова

Корректор И. Позняковская

Редактор Н. Коган

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3157/14 Изд. Ко 1796 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

tlo делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5