Малогабаритный спектрометр электрон-ного парамагнитного резонанса

Малогабаритный спектрометр электрон-ного парамагнитного резонанса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАКИЙ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и>823995

Сева Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10. 07. 79 (21) 2793987/18-25 (51)М. Кл.

G 01 И 24,10 с присоединением заявки М—

9еудеуетееены3 квинтет

СССР не аален наебратаинй н етхрмтнф

{23) Приоритет

Опубликовано 23.04.81; Бюллетень Рй 15

Дата опубликования описания 25 .04 . 81 (53) УДК 538.11..3(088.8) Б. Е. Куликовских, В. Н. Линев, В. В. и С. С. Шушкевич (72) Авторы изобретения

Белорусский ордена Трудового Красного государственный университет им. В. И. (7I ) Заявитель (54) ИАЛОГАБАРИТНЬЙ СПЕКТРОИЕТР ЭЛЕКТРОННОГО

ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

2 пулой для образца, блок сверхвысоких частот (СВЧ), соединенный с первым . входом системы регистрации, блок модуляции магнитного поля, первый выход которого соединен со вторым входом системы регистрации, а второй выход — с катушками модуляции.

В известном спектрометре изменение величины напряженности поляризующего магнитного поля осуществляется изменением величины зазора между по" люсными наконечниками в магнитной цепи постоянного магнита, куда помещается рабочий резонатор, с образцом Pg .

Известно, что отношение Dtd (где

0 - диаметр полюсных наконечников магнита; d — - расстояние между ними определяет степень пространственной однородности поляризующего магнитного поля или радиальную и аксиальную вариации поля. По этой причине в известном устройстве. измерение размера d s процессе перестройки магнитного поля ведет к.изменению.пространствен1

Изобретение относится к радиоспект,:скот1ии и может быть использовано при изготовлении малогабаритных спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) для экспресс-анализа в геологии, металлургии, медицине

5 и т.п.

Известен радиоспектрометр, содержащий постоянный магнит с броневым магнитопроводом, между полюснымн наконечниками которого расположен рабочий резонатор и систему Формирования сигнала магнитного резонанса fl) . .Однако известный спектрометр может работать только при одном значении напряженности поляризующего магнитного.поля, так как снижает функциональные воэможности спектрометра..

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является мало ® габаритный спектрометр ЭПР, содержа-, щий постоянный магнит с.магнитопроводом и катушками модуляции, систему . регистрации, рабочий резонатор с амЛисовский, Е. Я. Фурса

1

1.

1Знамени ;г. .

Ленин

4 блок 13 модуляции магнитного поля, который с одной стороны соединен со вторым входом системы 12 регистрации, а с другой стороны — с катушками мо" дуляции 3 и 4.

Спектрометр работает следующим образом.

В парамагнитном образце !О,,размещенном в рабочем резонаторе 9, с

>о помощью блока 11 СВЧ, генерирующего колебания СВЧ, блока 13 модуляции, создающей посредством катушек 3 и 4 после модуляции и постоянного магнита 1 и 2 создающего поляризующее магнитное поле, обеспечиваются необходимые резонансные условия для наблюдения сигнала ЭПР. Изменение веливо- чины напряженности поляризующего магнитного поля в зазоре, где расположен о образец 10, осуществляется изменением т- магнитного сопротивления зазора магнитопровода 5 и 6,образованном диаЙагнитной шайбой 7,путем перемещения по телу цилиндра магнитопровода 5 и 6 ферромагнитной гайки 8. Регистрация сигналов ЭПР осуществляется системой 12 регистрации.

Предлагаемый малогабаритный спектрометр ЭПР по сравнению с известным обладает наличием постоянного зазора магнита, который обеспечивает постоянство пространственной однородности м поляризующего магнитного поля в объеме исследуемого образца.

Кроме того, устраняется влияние

35 перестройки поляризующего магнитного поля на величину амплитуды поля модуляции на образце.

Диамагнитная шайба, определяющая диапазон перестройки магнитного поля

40 постоянного магнита, обеспечивает жесткость конструкции и надежность у всего устройства и позволяет путем подбора толщины шайбы осуществлять а юстировку параллельности плоскостей полюсов магнита.

Обеспечивается необходимая плавность и диапазон перестройки поляризующего магнитного поля без нарушех ния первоначальной юстировки, что сии о жает требования точности механизма перестройки и, тем самым, упрощает конструкцию спектрометра. ной однородности поляризующего магнитного поля и, как следствие, разрешающей способности и чувствительности спектрометра в диапазоне перестройки поляризующего магнитного поля

Следует отметить, что изменение ра бочего зазора, наряду с изменением поляризующего магнитного поля, ведет к изменению амплитуды поля модуляции на образце, что также является недостатком.

Кроме того, такое техническое решение накладывает жесткие требования на механизм перемещения полюса магнита. Это связано,с обеспечением высокой степени параллельности плоскостей полюсных наконечников в каждом положении подвижного полюса, что при дит к существенному усложнению конст рукции и снижению надежности магнита

Цель изобретения — упрощение. конс рукции, повышение надежности и сохра кение пространственной. однородности поляризующего магнитного поля в объе ме образца при изменении значения на пряженности магнитного поля.

Укаэанная цель достигается тем, что в известном малогабаритном спект . рометре ЭПР, содержащем постоянный магнит с магнитопроводом и катушками модупяции, систему регистрации, рабо чий резонатор с ампулой для образца, блок СВЧ, соединенный с первым входо системы регистрации, блок модуляции магнитного поля, первый выход которо го соединен со вторым входом системы регистрации, а второй выход — с катушками модуляции, магнитопровод постоянного магнита выполнен в вице, двух половин полого цилиндра, плотно соединенных между собой через диамагнитную шайбу и снабжен ферромагнитной гайкой, перемещающейся по тел цилиндра.

На чертеже представлена блок-схем предлагаемого малогабаритного спектрометра ЭПР.

Спектрометр ЭПР содержит постоянный магнит 1 и 2 с катушками 3 и 4 модуляции и магнитопровод в виде дву половин 5 и 6 полого цилиндра, плотн соединенных между собой через диамагнитную шайбу 7 и снабженный ферро магнитной гайкой 8, перемещающейся по телу цилиндра, рабочий резонатор 9 с образцом 10, расположенный в зазоре между полюсами постоянного магнита 1 и 2, блок 11 СВЧ, соединенный с первым входом системы 12 регистрации, Предлагаемое устройство реализовано на кафедре ядерной физики Белгосуниверситета им. В.И. Ленина. Создан малогабаритный спектрометр ЭПР со следуощими параметрами:

823995

3 см

50 мВт

Диапазон СВЧ

Мощность СВЧ

Диапазон магнитного поля

Чувствительность

Разрешение

Вес

3000-5000 Гс

10,11 сп/Гс

0-,3 Гс

18 кг.!

Формула изобретения

Составитель В. Покатилов

Редактор Г. Волкова Техред ЖЛастелевич КорректорС. Шекмар

Заказ 1 Тираж 907 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

Малогабаритный спектрометр электронного парамагнитного резонанса, содержащий постоянный магнит с магнито- 15 проводом и катушками модуляции, сис, тему регистрации, рабочий резонатор с ампулой для образца, блок сверхвысоких частот, соединенный с первым входом системы регистрации, блок мо» ур дуляции магнитного поля, первый выход которого соединен со вторым входом системы регистрации, а второй выходс катушками модуляции, отличающийся тем,. что, с целью упрощения конструкции, повьнпения надежности и сохранения пространственной однородности поляризующего магнитного роля в объеме образца при изменении

1 значения напряженности магнитного поля, магнитопровод постоянного магнита выполнен в виде двух половин полого цилиндра, плотно соединенных между собой через диамагиитную шайбу и снабжен ферромагнитной гайкой, перемещающейся по телу цилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 1937794, кл. G 01 И 27/78, 1973.

2. атент США В 4048555,кл.324-05, 1977 (прототип).