Радиоспектрометр эпр

(22) Заявлено 01.03.77 (21) 2456991/18-25 01 1 Ч 27/78 присоединением заявк23) Приоритет -еоударотввнный комктет СССР оо делам нзобрвтвннй н открытий. (088.8) Опубликовано 25,10.7 Дата опубликования Бюллетень39исания 03.11.79 2) Авторы изобретен и Л юбченко, Ю нститут торфа АН Белорусской ССР 7) Заявител(54) РАДИОСПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано при конструи; ровании спектрометров ЭПР и анализе парамагнитных свойств физикохимических и биологических объектов, в частности торфа и углей.Радиоспектрометры РЭ 1301и ЭПА - 2 М содержат устройство получения магнитного поля в месте расположения образца, проходной измерительный резонатор, источник СВЧ-мощности (клистрон) и систему регистрации изменения мощности СВЧ.Данные спектрометры позволяют регистрировать только сигналы поглощения ЭПР.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является радиоспектрометр ЭПР для исследования парамагнитных веществ, содержащий устройство по,- лучения магнитного поля, измерительный резонатор, источник СВЧ-мощности, регистратор изменения СВЧ-поля в измерительном резонаторе 2.Данная конструкция позволяет на базе серийного радиоспектрометра РЭ в 13 создать прибор, способный производить од, Навоша и В. П. Стригуцкии 2новременную регистрацию сигналов поглощения и дисперсии ЭПР. В данной конструкции регистрация сигнала дисперсии ЭПРпроизводится по изменени:о напряжения наотражателе клистрона в момент резонанса.Использование дополнительной модуляции постоянного магнитного поля с частотой 25 Гц, на которой производится регистрация сигналов дисперсии, вызывает рост помех от сети, что приводит к необходимостииспользования раздельных источников постоянного тока для питания накальных цепей клистрона и.блока автоматической подстройки частоты (АПЧ) источника СВЧмощности. Большая амплитуда дополнитель.ной модуляции, сравнимая с полуширинойсигнала ЭПР, приводит к дополнительномууширению линии сигнала ЭПР,Основным недостатком описанной конструкции является невозможность регистрации спектров ЭПР в условиях облученияобразца,Цель изобретения - обеспечение возможности одновременной регистрации сигналов поглощения и дисперсии ЭПР в условиях облучения образца,Указанная цель достигается тем, что радиоспектрометр снабжен циркулятором, включенным между источником СВЧ-мощности и Н-плечом двойного Т-моста.Известно, что во вращающейся системе координат сигнал дисперсии Х обусловлен компонентой вектора намагниченности исследуемого образца вдоль направления вектора магнитной компоненты Н СВЧ-поля (ось Х), а сигнал поглощения Х- компонентой вектора намагниченности образца вдоль оси У, перпендикулярной оси Х. 0В то же время в элементах волноводного тракта при любой конфигурации электромагнитных полей электрическая и магнитная компоненты взаимно ортогональны, Поэтому в идеально согласованном Т-мосте отсутствует связь между плечами Н и Е. Если одно из боковых плеч подсоединить к рабочему резонатору, то сигнал СВЧ-мощности, отраженный от него будет поступать только в плечи Е и Н. Выделив соответствующей настройкой в плече Н сигнал дис персии ЭПР, вследствие ортогональности сигналов Хи Х , а также плеч Е и Н, в плече Е получают сигнал поглощения ЭПР. Выделив же последний в плече Н, в плече Е получают сигнал дисперсии ЭПР.На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого спектрометра; на фиг, 2 - конструкция двойного Т-моста.Спектрометр содержит источник СВЧ- мощности 1, измерительный резонатор 2, расположенный в межполюсном зазоре электро- зц магнита 3, двойной Т-мост 4, регулирующий короткозамыкающий поршень 5, аттенюатор 6, СВЧ-детекторы 7 и 8, регистратор 9, циркулятор 10 и источник облучения 11,Работает радиоспектрометр следующим образом.Источник СВЧ-мощности 1 создает щакроволновое поле, воздействующее на исследуемый образец, находящийся в измерительном резонаторе 2. Устройство получения магнитного поля 3 создает в месте нахождения ао образца магнитное поле заданной величины. В момент наступления резонанса изменяется уровень СВЧ-мощности, отраженной от измерительного резонатора 2. Данное изменение и будет обуславливать сигнал ЭПР. СВЧ-мощность, отраженная от измерительного резонатора, поступает в одно из боковых плеч двойного Т.моста 4, Настроечным винтом двойного Т-моста (фиг. 2), регулирующим короткозамыкающий поршень 5 и аттенюатор 6, волноводный тракт настраивают таким образом, чтобы в плечо Е двойного Т-моста поступал сигнал дисперсии, а в плечо Н-сигнал поглощения ЭПР, СВЧ- мощность, поступаемая в плечо Е, детектируется СВЧ-детектором 7 и далее регистратором 9. Поскольку плечо Н связано с источником СВЧ-мощности 1, то выделение сигнала ЭПР, поступающего в него, производится посредством циркулятора 10, СВЧ- детектора 8 и регистратора 9. Выходное отверстие резонатора используется для подвода облучения от источника 11 к образцу.Формула изобретенияРадиоспектрометр электронного пара- магнитного резонанса для исследования парамагннтных веществ в условиях облучения, содержащий устройство получения магнитного поля, измерительный резонатор, источник СВЧ-мощности, регистратор изменения СВЧ-поля в измерительном резонаторе и двойной Т-мост, отличающийся тем, что, с целью одновременной регистрации сигналов поглощения и дисперсии, электронного парамагнитного резонанса, он снабжен циркулятором, включенным между источником СВЧ-мощности и Н-плечом двойного Т-моста.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Технические описания к радиоспектрометрам РЭи ЭПА - 2 М, 1974,2. Абдулаев Г. В. и др, ДАН Аз. ССР, 27, Хо 11 в 2, 19, 1971 (прототип),693234 Фи н ушск ород Редактор Л. АлексеенкоЗаказ 6067/14 ЦНИИПИ Госу по делам 113035, Москва,филиал П П П к ПатеСоставитель В Техред О. ЛугоТираж 1073 арственного ко изобретений )К - 35, Ра тэ г, Ужг Покатиловвая Корректор ЕПодписноемитета СССРоткрытийая наб д. 4/5ул. Проектная, 4