Малогабаритная магнитная система с датчиком спектрометра ямр

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ( 3(51) 6 01 И 24 ОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗО 13 ййьй ) ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСНОМ(54) (57) МАЛОГАБАРИТНАЯ МАСИСТЕМА С ДАТЧИКОМ СПЕКТРОМсодержащая полюсные наконеторцовыми поверхностями и рным между ними датчиком,сиз катушки с образцом, о тщ а я с я тем, что, с цельючувствительности спектромеза счет увеличения добротнкочастотной катушки датчикповерхности полюсных наконепокрывают слоем серебра толответствующей максимальнойдобротности. ЯЯМР г М 23Г. Песегова Трудовоггический и ра(71) Сибирский орденого Знамени технолтут(56) 1. ТехнМинску 19792. ПроспеМЫ 3.зрес 20,НИТНАЕТРАники с асположен остоящим личаюповышенияра ЯМР сти высоторцовые чниковщиной со величинеИзобретение относится к спектро"скопин ядерного магнИтного резонанса, преимущественно к магнитным системам с датчиком малогабаритных спектрометров ЯМР,Известен спектрометр ЭПР РЭМ,в котором используется Магнитная система, в которой полюсные наконечники являются частью высокочастотногорезонатора, входящего в волноводныйтракт спектрометра; СВЧ-резонатора, 30как к весь волноводный тракт, в любых радиоэлектронных устройствах покрываются слоем серебра 1,Известна малогабаритная магнитнаясистема с датчиком спектрометра ЯМР, 15включающая полюоные наконечники с торцовыми поверхностями и расположенныммежду ними датчиком, состоящим из катушки с образцом 2Однако в известкой магнитной системе выбирается малый зазор междуполюсами постоянного магнита, чтонеобходимо для получения высокой индукции и однородности магнитного по-,ля в зазоре. Поэтому высокочастотнаякатушка близко расположена к торцовой поверхности полюсных наконечников,что цриводкт к значительному снижению ее добротности Я за счет вихревых токов, а следовательно, и чувствительности апектрометра ЯМР, пос- Зфкольку отнсюенке сигнал/шум пропорционально добротнОсти катушки.Целью изобретения являешься повышение чувствительности малогабаритныхспектрометров ЯМР за счет повышения 35добротности высокочастотной.катушкикоктура датчика сигналов ЯМР.Поставленная цель достигается тем,что в малогабаритной магнитной системе с датчиком спектрометра ЯМР, вклв-щчающей полюсные наконечникк с торцовыв поверхностямн и расположенныммежду ними; датчиком, состоящим иэкатушки с образцом, торцовые поверхности полюсных наконечников покрывают слоем серебра толщиной, соответствующей максимальной величинедобротности.Иа чертеже изображена предложенная малогабаритная магнитная системас датчиком спектрометра ЯМР.Устройство включает полюсные наконечники 1, датчик, состоящий иэкатушки 2 с образцом 3, конденсатора 4, а также слой серебра 5, нанесенный на торцовые поверхности полюсных наконечников 1,Устройство работает следующим образом;Для работы используется катУшка,состоящая кэ 20 витков медной проволоки с добротностью в воздухе, причастоте Е20 МГц О 110, Катушка2 помещается между полюсными наконечниками 1, покрытыми слоем серебра 5толщиной 30 мсм, 6Измеренная с помощью измерителя добротности Е - 4-7 добротность катушки 0 = 102.Для получения сравнительных данных параллельно проводится определение добротности этой же катушки 2, расположенной между стальными полюс- ными наконечниками 1 без покрытия серебром. В этом случае добротность катушки 29 =43. Таким образом, добрбткость катушки .2 между полюсными наконечниками 1, покрытымн слоем серебра 5, значительно выше, чем между стальными полюсиыми наконечниками 1 без покрытия.Для теоретического объяснения наблюдаемого эффекта проведены следующие расчеты.Добротность катушки, находящейся между полюсными наконечниками магнита, определяется по формуле ЯЬ Я аж Ио +9 Ь 2 ГЬйюжщ о ) О- 1,6 Ом Вносимое полюсными наконечниками в эквивалентную схему катушки индуктквности активное сопротивление, с учетом поверхностного эффекта ДИ . ()ЗБО 4268 й. где б " удельная электропроводностьповерхностного слоя наконечников;8 - эквивалентная глубина проникновения электромагнитного слоя в наконечнике 1д - величина зазора между полюсными наконечниками магнита,Прн зазоре й = 14 мм глубина про никновения электромагнитного поля для стали 3 = 2,1 10 м, для серебгде Я - циклическая частота;Ь - индуктивность катушкн 1Ва" активное сопротивление катушки вне зазора;ВВ - добавочное сопротивление,вносимое полюсными наконечниками.Добротность катушки вне зазора маг. Нита обычно имеет величину примерно 0100.Пусть число витков катушки й = 20, диаметр катушки О = 7 мм, длина катушки 0= 12.В этом случае индуктивность катушки Ь - .ВыО= 1,26 мкГн, где В = (О - ) = 0,0045.Следовательно, активное сопротивление катушки на рабочей частоте спектрометра К е 20 МГц равноЗаказ .4365/37 . . Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д. 4/5Филиал ППППатент, г, ужгОрод, ул. Проектная, 4Ф ра 3 а 2,7 .10 м добавочное сопротив- ление, вносимое поверхностным слоем из стали ЬВ = 4,7 Ом, поверхност ным слоем серебра Ьй.= 0,12 Ом.Добротность катушки в первом случае принимает значение 0 Ф 25, во . втором 0 а 94.Таким образом, отношение сигнал/шум и, следовательно,чувствительность спектрометра ЯМР в этом случае возрастают в 3-4 раза. Использование изобретения позволяет избежать применения дорогостоящей радиоэлектронной аппаратуры и сократить время, необходимое для исследования образцов.