Электронно-парамагнитный анализаторсостава

)М. Кл.С; 01 й 22/О Я 01 й 24/О исоедииением заявки РЙ -стааикый комитет СССР( 088.8) до делам изобретв и открытий Опубликовано 23,04.81. Бюллетень Дата опубликования описания 25.0) Авторыизобретения М. Десятни йстер 1) Заявител 4) ЭЛЕКТРОННО-ПАРАМАГНИТНЫЙ АНАЛИЗАТОР СОСТАВА зобретение относит абил измерительзоваться для ной технике и может испопределения концентрациичастиц в веществах. арама гнитн И нализ вате выс око образц высокоочаст магниты усилител орого очник част Од печивае ствит естен электронно:-парама гнитный тор состава, содержащий последоо включенные модулируемый сверх- частотный генератор, резонатор с м исследуемого состава и сверхт частотный детектор, а также высотный модулятор поляризующего ого поля в исследуемом образце, ь-преобразователь, на выходе ковключен синхронный детектор, ис 1 опорного напряжения, выходы котодключены соответственно к модулиу входу модулируемого сверхвысотного генератора и второму входу ного детектора 11. известный анализатор не обесысокую стабильность пороговойьности Цель изобретения - повышениеости пороговой чувствительности Поставленная цель достигается гем, что в электронно-парамагнитном анализаторе состава, содержащем последовательно включенные модулируемый сверхвысокочастотный генератор, резонатор с образцом исследуемого состава и сверхвысокочастотный детектор, а также высокочастотный модулятор поляризуюшего магнитного поля в исследуемом образце, усилитель-преобразователь, на выходе которого включен синхронный детектор, источник опорного напряжения, выходы которого подключены соответственно к модулирующему входу модулируемого сверхвысогкочастотногр генератора и второму входу синхронного детектора, к выходу высокочастотного модулятора последовательно подключены высокочастотный аттенюатор и высокочастотный сумматор, другой вход которого соединен с выходом сверх- высокочастотного детектора, а его выход823990 4 50 55подключен к входу усилителя-преобразо-вателя,На чертеже привецена структурнаясхема предлагаемого устройства,Электронно парамагнитный анализаторсостава, содержит последовательно вклю. ченные моцудируемый сверхвысокочастотиый (СВЧ) генератор 1, резонатор 2 с. образцом исслецуемого состава и сверхвысокочастотный детектор 3, а такжевысокочастотный модулятор 4 поляриэующегэ магнитного полн в исслецуемом образце, усилитель-преобразователь 5, наЬыходе которого включен синкронный детектор 6, источник 7 опорного напряжения, выходы которого подключены соответственно к модулирующему входу модудируемого сверквысокочастотного генератора 1 и второму входу синхронного детектора, к выходу высокочастотного мойуиятора 4 последовательно подключенывысокочастотный аттенюатор 8 и высоко.частотный сумматор 9, другой вход которого соединен с выходом сверхвысокочастотного цетектора 3, а его выход подключен к входу усилителя преобразователя,При помоши источника 7 опорного напряжения создается импульсная низкочастотная (НЧ) модуляция колебаний, СВЧгенератора 1, Поэтому полпериоца НЧ колебаний СВЧ тракт находится во включенном состоянии, а подпериоца - в выключенном. Напряженность поляризующего маг. нитного поля в объем образца 10 модудируется высокочастотным (ВЧ) модулятором4 по синусоидальному закону с амплитудой,много меньшей ширины линии спектраэлектронного парамагнитного резонансногопоглощения. При этом на выходе сверхвысокочастотного детектора 3 выделяется сигнал, пропорциональный первой производной линии ЭПР поглошения в образце 10 (сигнал ЭПР), имеющий в д высокочастотных колебаний с импульснойНЧ-модуляцией ампдитуцы. В течении подупериода НЧ колебаний, когда СВЧ тракт находится во включенном состоянии, часть СВЧ энергии из ре-. зонатора, 2 поступает в отражательный СВЧ модулятор 11. Отраженная от СВЧ модулятора 11 электромагнитная водна оказывается промодулированной по амплитуде сигналом, поступающим с ВЧ модулятора 4 через блок 12 с регудируе мым коэффициентом передачи.В результате на выходе. СВЧ детектора 3 выделяется компенсирующий сигнал имеющий структуру, чтои сигнал 5 ПР. 10 20 25 30 35 40 4 Ь Разностный сигнал, возникающий при отклонении компенсирующего сигнал от сигнала ЭПР анализируемого образца 10 и имеющий вид радиоимцульсов, поступает на один из входов ВЧ сумматора 9. На другой вход ВЧ сумматора 9 с выхода ВЧ модулятора 4 через ВЧ аттенюатор 8 приходит сигнал в виде немоцулированнык колебаний. Сумма этих сигналов усиливается ВЧ усилителем 13 и детектируется ВЧ детектором 14. Полученный на выходе детектора 14 НЧ сигнал поступает в син-. хронный цетектор, работа которого синхронизирована с работой модулируемого СВЧ генератора 1 сигналом от источни ка 7 опорного напряжения. Сигнал с выхоца синкронного детектора 6 изменяет коэффициент передачи блока 12 и, следовательно, величину компенсирующего сигнала. Это происходит до тех пор, пока разностный сигнал на выходе СВЧ детектора 3 не уменьшится до величины, равной статистической ошибке следящей системы, состоящей из резонатора 2, СВЧ детектора 3, ВЧ сумматора 9, усидителя-преобразователя 5, сйнхронного детектора 6, блока 12 и СВЧ модулятора 11. В результате сигнал на выходе синхронного детектора 6, пропорциональный сигналу ЭПР от анализируемого образца 10 размещенного в поляризующем поле магнита 18 соответствует количеству парамагнитных частиц в этом образце.В таком анализаторе несущая радио- импульсов, приходящих на один вход ВЧ- сумматора 9, и сигнал в виде немодудированнык. колебаний, поступаюший на цругой вход, являются когерентными, поскольку они имеют оцин первоисточник, т. е. ВЧ модулятор 4, Причем фазы этих сиг. налов всегда практически совпадают (ди бо отличаются на,180 ), так как цепи, по которым проходят сигналы, широкополосные и ни изменение параметров цепей, ни изменение частоты колебаний ВЧ модулятора 4 не влияет на их фазы. В результате сложения в ВЧ сумматоре радиоимпульсов и когерентных с ними непрерывных ВЧ колебаний, на его выходе создается амплитудно-модудированный ВЧ сигнал, который после усиления детектируется амплитудным ВЧ детектором 14: В связи с кргерентностью этих сигналов, амплитуцнйй ВЧ детектор. 14 работает в режиме синхронного детектирования, Нестабильность фазового сдвига в ВЧ усилителе 13, в одинаковой степени влияет как на фазу сигнала ЭПР, так и на фазуктор Г. Волкова Техред Я,Граб Корректор Ю, Макаренк Тираж 907Под Государственного комитет елам изобретений и отк ва, Ж, Раушская на ное ССС каз 2095/60 ВНИИПИ по д 113035, Мосрытийб., д. 4/ Патент, г, Ужгород, ул ектна ал 5 8239опорного ВЧ сигнала, поэтому разностьфаз остается постоянной,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить стабильностьпороговой чувствительности анализатора,так как независимо от изменения внешнихусловий или старения аппаратуры всегдабудет сохраняться оптимальный фазовыйсцвиг между несущей детектируемого сигнала ЭПР и опорным сигналом ВЧ цетек отора, Вследствие этого повышается реальная пороговая чувствительность, и упрощается эксплуатация анализатора, так какотпацает необходимость.в подстройке фазыопорного сигнала в процессе работы. 5 формула изобретения Электронно-парамагнитный анализа тор состава, соцержащий послецовательно включенные моцулируемый сверхвысокочастотный генератор, резонатор с образцом исследуемого состава и сверхвысоко 90 6частотный детектор, а также высокочастотный модулятор поляризующего магнитного поля в исследуемом образце, усили.тель-преобразователь, на выходе которого включен синхронный детектор, источник опорного напряжения, выходы которого подключены соответственно к моцулирующему входу моцулируемого сверхвысокочастотного генератора и второму входусинхронного детектора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышениястабильности пороговой чувствительностианализатора, к выходу высокочастотногомодулятора послецовательно подключены .высокочастотный аттенюатор и высокочас-.тотный сумматор, другой вход которогосоединен с выходом сверхвысокочастотного цетектора, а его выход подключен квхоцу усилителя-преобразователя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 219861, кл. ( 01 К 27/78, 1968.