Радиоспектрометр ядерного магнитного резонанса с автоматической компенсацией градиентов магнитного поля

Союз Советских Социалнсткческкх РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 642645(51) М, Кл. (з 01 Н 27/78 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Ю,Л.Клейман и Н.В.Морковин й 1 Ордена Трудового Красного Знамени специальное конструкторское бюро аналитического приборЬстрКения,АН СССР(54) РАДИОСПЕКТРОМЕТР ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГОРЕЗОНАНСА С АВТОМАТИЧЕСКОИ КОМПЕНСАЦИЕИГРАДИЕНТОВ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Изобретение относится к области радиоспектроскопии, в частности к стабилизации резонансных условий в радиоспектрометрах высокого разрешения.В настоящее время регистрация спектров ЯМР производится путем развертки частоты модуляции на боковой полосе при постоянном магнитном поле или разверткой поля при постоянной частоте модуляции. В обоих случаях может 10 потребоваться предварительная установка резонансных условий.В большинстве случаев для модуляции магнитного поля используется выходное напряжение кварцевого генератора, и поэтому установка резонансных условий производится изменением величины магнитного поля.Известны радиоспектрометры,в которых магнитное поле изменяют при поЮ мощи катушек, через которые пропускают ток такой величины, чтобы магнитное поле удовлетворяло резонансным условиям1 1.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является серийно выпускаемый радиоспектрометр ядерного магнитного резо- нанса высокого разрешения, содержащий систему регистрации сигиала с датчи 30 ком и блоком управления шиммами этого датчика, систему стабилизации условий резонанса, состоящую из датчика системы стабилизации и схемы сдвига Ы 3 .Недостатком этих радиоспектрометров является понижение стабильности резонансных условий в результате уменьшения сигнала стабилизации при введении сдвига магнитного поля. Сигнал стабилизации уменьшается из-эа появления квадратичного градиента магнитного поля, который создает ток, протекающий по катушкам схемы сдвига. Кроме того, из-эа неточности изготовления катушек возникают и линейные градиенты. Вторым недостатком является влияние на однородность магнитного поля в зоне датчика внешней системы стабилизации магнитных полей, создаваемых контурами,корректирующими неоднородности магнитного поля в объеме исследуемого образца. При использовании в качестве источника сигнала стабилизации протонов эти недостатки не имеют существенного значения, так как интенсивность протонного сигнала велика. В случае применения гетероядерной стабилизации сигнал от ядер вспомогательного3 64264образца (например, ядер Э, (. ( Г)много меньше и поэтому ухудшениеоднородности магнитного поля в датчике системы стабилизации недопустимо.Ручная корректировка однородностимагнитного поля в датчике системыстабилизации каждый раз после выполнения операций, связанных с изменениемрезонансных условий (сдвигом поля) инастройкой разрешающей способностирадиоспектрометра, вызывает существенные неудобства и приводит к снижению производительности при проведенииисследований.Целью изобретения является автоматическая компенсация неоднородностимагнитного поля в объеме исследуемого (5образца.Цель достигается тем, что в предлагаемый спектрометр дополнительно введены шиммы датчика системы стабилизациис блоком регуляторов тока в этих шиммах, причем выходы схемы сдвига и блока управления шиммами датчика системырегистрации соединены с входами блокарегуляторов тока, а его выход - с шиммами датчика системы стабилизации.На чертеже показана блок-схема .пред.Жлагаемого спектрометра,В состав радиоспектрометра входятсистема 1 регистрации сигналов ядерного магнитного резонанса и система 2стабилизации условий резонанса, схема3 сдвига, блок 4 управления шиммамидатчика системы регистрации (основного), датчик 5 системы регистрации, датчик 6 системы стабилизации, Блок 7регуляторов тока в контурах, корректирующих неоднородности магнитногополя в датчике системы стабилизации.Схема 3 сдвига соединена с датчиком6 системы стабилизации и блоком 7регуляторов тока. Блок 4 управления 40шиммами основного датчика 5 такжесоединен с блоком 7 регуляторов тока,После включения радиоспектрометраи установки нулевых токов в катушкесдвига датчика б системы стабилизации и контурах, корректирующих неоднородности магнитного поля в датчике5 системы регистрации, поворотом ручек потенциометров, обеспечивающихручное управление блоком 7, компенси- рруют неоднородности магнитного поля в датчике б, добиваясь максимума аплитуды сигнала стабилизации. Далее для настройки разрешающей способности радиоспектрометра, например, по сигналу эталонного вещества изменяют ток в катушке сдвига датчика б, устанавливая условия резонансов, соответствую- щие эталонному веществу. При этом сигнал, поступающий из блока 3 в блок 7, обеспечивает поддержание на неизменном уровне однородности поля,в датчике б.При настройке разрешающей способности радиоспектрометра при помощи блока 4 изменяют токи в контурах, корректирующих неоднородности магнитного поля в датчике 5. При этом сигналы, поступающиеиэ блока 4 в блок 7 обеспечивают. компенсацию градиентов, вносимых токами контуров датчика 5 системы регистрации в датчик б системы стабилизации,и, таким образом, величина сигнала стабилизации не изменяется. Формула изобретенияРадиоспектрометр ядерного магнитного резонанса с автоматической компенсацией градиентов магнитного поля, содержащий систему регистрации сигнала с датчиком и блоком управления шиммами этого датчика, систему стабилизации условийрезонанса, состоящую из датчика системы стабилизации и схемы сдвига, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью автоматической компенсации неоднородности магнитного поля, в него дополнительно введены шиммы датчика системы стабилизации с блоком регуляторов тока в этих шиммах, причем выходы схемы сдвига и блока управления шиммами датчика системы регистрации соединены с входами блока регуляторов тока, а его выход - с шиммами датчика системы стабилизации.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1 Радиоспектрометр ЯМР, РЯ. 2305 Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Л.СКБ аналитического приборостроения АН СССР, 1966.2. Радиоспектрометр ЯМР, РЯ 2310, Техническое описание и инструкция по эксплуатации, Л.СКБ аналитического приборостроения АН СССР, 1968.НИИПИ Заказ 748/42Тираж 1039 ПодписноеФилиал ППП Патент г.ужгород, ул,Проектна