Способ получения сигналов спинового эхо

,О П И С А Н И Еьььь 473089ИЗОБРЕТЕНИЯ Снов Советских Социалистических Реслуолнк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЙЬСТВУ 4 %д,.уфЪ У 01) Доцолццтсььос к авг. сььд 51 .1, Кл. С 01 п 277 Заявлсцо 21.02.72 121) 175 44:26-25 с прцсосдш"С. ЗЯЯВК Государственнын комитет Совета Министров СССР ао делам изооретений 23) Приор Гетцмбликова 0 53) УД К 539.135 1 О 88.8)(72) Автор изобретения П. М, Бород 71) Заявител Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красиог Знамеии государственный университет им. А, А. Жданова 54) СПОСОБ ПОЛУ.1 ЕИИЧ СИГИ.ЛО СПИИОВОГО ЭХАлярцзуьсщес мягцт:ое поле, пловС л КО ОРО 0 ПРОХОДЯТ ПСРПСЦ тШКМ 5 РЦО ВЦЕЦ ОДЦОРОДЦОМУ ЯГ т;ОМУ ЦОЛЮ, ЗатЕМ Вь чают полярзуюшес иоле ц рспстррую цялы сццового зха Я.ь 1 Р в движущейся цс;ь 0 датчика рсдс.Ня фцг. 1 цзобряжеця приблизите; геометрия цеодцород ого перцодчскц ьетРИьцо 0 ГьолЯ 13 ьоьцсго 1 ьагццтОГО ьс ьК Оство ьця сц 2/р СО давс. О Оям дятьььф)1- Вцд сверху, вцее одцородцое мягццт поле Л, ор скости чер",15 Н ;ьг. СЦГЛЫц СдЮ я р0:ь. цецтраваО,Пь.сж; ).2 цзобряжсцы1 Я ц цгцялып 1) Одстсктц ров 1; цьс ццемятцческого сцццйся ототельо датчика Я.ЧР црц)ср жидкость, 10 я 1 шз ют сперодчески симметричным мягцытцым цс идсцЗТОМ всех ются век лем маи тыхур 0 11 зобретеитье может быть использовяю при создании приборов для измерения времсци ядерной магнитной релаксации движущейся среды, средней скорости движецця коцтролцруемой среды и дттчцкя ЛЛ 1 Р ОтостельО друг друга, интенсивности турб)лептого движсция жидкости и т. д.Известен способ получения сигпаьов классического спицового эхя в движущейся жидкости, осцовашый па использовании сипалов свободной процессии ядер (СПЯ) в магццтцом поле Земли, в котором создают цскусствеццый градиет магцитцого поля ц воздействуют 180-градусным радиочастотным импульсом для восстановления поперечной компоцецты вектора ядерной намагниченности. Недостатками известного способа, огртцшчивающими его практическое применение, являются: сложность технического осуществления (необходимость создания градиента магнитного поля и радиочастотных импульсов): получецие сиГцалОВ спипОВОГО эхя От жц нов стц, протекающей внутри катушки датчика ЯььР; трудность реализации способа прц установке датчика ца подвижной платформе,Цель изобретения - упрощение способа расширение возможностей его применения. Поставленная цель достигается благодаря тому, что во внешней области датчика создают неоднородное периодически симметрцчцое позем р 1 л. фцг. 1), которое создав ьчцымц катушками датчика. Прц ОРы 5 Дс 1 ьцой иоЯььчеОсти .1; цтарцьх Объемов Обртьзц Окязыв;- цтцровяцымц Вдоль цяправлеццялловых лшшц полЯ,Чр. Затем садбятцческц быстро ьыклочяют,Все весгоры .110 орцецтцроваццыеперпецдцкулярР 1 о Б, цячнут свободцо проЦЕССЦРОВЯТЬ ВОКРУГ Но С ЧЯСТОТОй СОО. НЯЧЯЛЬОые же фазы процессии о, отдельных М; будут определяться ориентацией последних в момент включения поля Н, (см. фцг. 1). В случае цеподвцжпого образца (=О) осциллцрующие компоненты процессиру 1 оцих Мь ка- СР 1 ТЕЛЫ 1 ЫЕ К МЯГПИТПЫМ СИЛОВЫМ ЛИЦИЯМ КЯ- тушек (ЛГ;), будут изменяться сццфазцо ц создаваемый ими переменный магнитный поток с 1 = српронизывающий катушки датчика, будет индуцировать в последних максимальный сигнал СПЯ. Экспонеициальцое затухяцие этого сип 1 ала определяется в данном случае лишь временем релаксации Т, (поле Н - одцородюе). Если же образец перемещается относительно датчика ЯМР, то как видно из фцг. 1, в любой фиксированной точке г(х, д, г) прОстряцстВЯ ВО Вгешцеи ООЛ 11 сти сят шск датчика пачальная фаза прецессии элементарной ядерной намагниченности М; сбудет измс(няться во времепц (а =а 1, что вызываЙ lет эффективную расстройку частоты Лсоо =сг= -- а" Поскольк 1 в разныхточках 1(х, у, г) в результате относительного движения образца расстройкц Лсо; будут различаться по велцчцпе и изменяться во времени с разной скоростью, то это приведет к расфазцровке осццлляций компонент Мь а следовательно, и к дополццтельцому зятухяии 1 О сигнала СПЯ (здесь, так же как и в случае получеп 1 я клас.- сического спипового эха, появляется сбсе = -- ЛВ 1 -- ЛСО , ДЕИСТВуОШР 1 Р 1 я НЯЛОПШНО пеодцо 1 эс 1 дцостц поля бН).У 1 с 1 з 1 цияя рясфазировка будет увеличигаться (бсо - бсо,1,) цри движении элементов Оорязця ЛО; Вдоль плоосостР дс 1 тчикя ця перВой половине пути Е (где У - расстояцце, отсчитываемое от положения ЛО; в момецт цачяла свобод 1 юй прецессии ц равное расстояццк между плоскостями симметрии поля Н-- см.фиг. 1) ц уменьшаться (ссоО) на второй половице пути. Максималы 1 ая разница в эффективцых расстройках Лсо, в случае равномер 1 юо двцгкецця образца отцосцтелы 1 о датчика Я."1 Р достигается при перемещециц каРсдого элемента объема Ло; па расстояние 12, т. е.через время Т=Ц 2 сг после начала свободной прецессии М.1Прц этом -- бсооог, - , и, следовательно,элемеитарцые магнитные потоки Ч, будут ьзацмно компенсироваться и сигнал СПЯ достип 1 ет своего минимального зцачецця. НР 1 Ицая с момента времени т осуществляется постепеппая фазировка осциллирующих ЛГ;(бсо - О) и постепенное восстацовлеице сипВла СП 51. Таким образом, прохождение элемецтарцыми объемамц образца Лс 1; в момент времеци т плоскостей симметрии магнитного поля катушек сатчРкя (для соответствующих мап 1 итиых силовых линий, иа которых Ло; находились прц выключении Ьр) подобно воздействи 1 о 180-градусного радиочастотпого импульса в случае получения сигналов классического спицового эха. Полная фазировка (бсо = О) и максимальная величина сигнала спицового эха достигаются через время 2 Т=Гсг после начала свободной прецессии ядерцой намагниченности М.15 Прц дальнейшем равномерном перемещении образца относительно катушек датчика описанные процессы расфазировки и фазировки повторяются, что создает условия для поВтор 1 юго возцикновеиця сигналов спииового 20 эха (фиг, 2). Если Т,"Ц 2 и, то могут наблюдаться до гг - 1 сигналов спцнового эха, где гг число одинаковых катушек в датчике 51 1 Р. Этц сцпЯлы будут появляться в момеит Времени 2 т, 4 т , т. е. при сг = сопз 1 следовать друг за другом через интервал времени1., =2 т=1 ОПоскольку появление рассматриваемых сигпалов обусловлено движением образца и датчика относительно друг друга, то их следует пазывать сип 1 алами кицематического спицового эха (1 хСЭ).По экспоцеццияльцому убываццю амплитуды этих сигналов можно определять время ядсрцой релаксации Т (прц этом, конечно, должно быть учтено влияние уноса намапшчецного образца). Период следоваш 1 я сигналов 1 или время возникновения т-го сигнала (г,= гг г О ) могут оыть использованы для определения срсдцей скорости движения образца и датчика относительно друг друга.Если образец представляет собой жидкость, в которой возцР 1,кает турбулентное движение, то условия появления сцпалов 1 хСЭ нарушаются и их амплитуды умепьшаются, Таким ооразом, по изменецшо амплитуд наблюдаемых сигналов 1(СЭ можно определять ицтецсцвюсть турбулентного двРжеиця в жидкости.П редмет изобретенияСпособ получения сигналов спинового эхаядерного магнитного резонанса (ЯМР) в двикушпхся средах, прц котором сигналы эха наблюдают после предварительиого намагничцвацця образца поляризуоспин магнитным полем, отлсяаюцийся тем, что, с целью упрощецця способа ц расширения возможностей его применения при равномерном движении среды и датчика ЯМР относительно друг друга, во внешней области датчика создают неоднородное периодическц симметричное полябо РЦЗУЮРЦЕЕ МаГЦИтПОЕ ПОЛЕ, СИЛОВЫЕ ЛИНИИ КО473089 торого проходят перпеиикулярио и".;ии 1 ему одиородио 1 у 4 аги 11 тио 14 пол 1 о, аатеа 1 яь 1 кл 1 ои,Г0 Г Составптел. Бороди корректор В, Гутма Орловская хрс; рил дакто ПодписноеСССР Тираж 90" ета Совета Минист кй н открытий кая наб., д. 4/5 Заказ 284/4 о 8ЦНИИП 11 Изд. Ы 814 осударственного комит по делам изобретен Москва, Ж, Рашс