Способ управления поляризующим магнитным полем в спектрометрической аппаратуре и устройство для его осуществления

Опубликовано. 28.02.83. Бюллетень Рм 8 Дата опубликования описания 28 .02,83пф аелам кэфбратеккй н еткрнтнйелорусский ордена Трудового Красного Знаиосударственный университет им, В. И. Ленин явител фея ф 5 Й) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗУЮЩИМ МАГНИТНЫ ПОЛЕМ В СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1 О Изобретение от носится к т ехнической физике и может быть использовано при построении управляемыхисточников поляризующего магнитногополя на основе постоянных магнитов,в частности для спектрометров электронного парамагнитного резонанса(ЭПР); ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и других аналогичныхустройств, работающих в широком диапазоне магнитных полей,Известны способы и устройствадля управления поляризующим магнитным полем, в которых величина поляризующего магнитного поля регулируется либо сменой полюсных наконечникомагнитов, либо наложением дополнительного магнитного поля, созда-,ваемого с помощью вспомогательныхкатушек 11.Недостатками указанных способов,:и устройств являются недостаточныйдиапазон регулирования величины магнитного поля, связанный с размерами 2полюсных наконечников, и недостаточ" ная стабильность магнитного поля в случае использования вспомогатель" ных катушек.Наиболее близким к изобретению:, техническим решением является способ управления поляризующим магнитным, полем в спектрометрической аппаратуре, основанный на измерении магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом в рабочем зазоре магнитопро" вода,. и устройство для его осуществления, содержащее постоянный магнит, включенный .в магнитопровод с рабочим зазором. В указанных способе и уст-ройстве магнитопровод выполнен из магнитомягкого материала, причем один из участков магнитопровода выпол нен с диамагнитной вставкой, около которой перемещается гильза из магнитомягкого материала, Перемещая гильзу вдоль диамагнитной вставки, можно иэ" менять величину магнитного поля в рабочем зазоре магнитопровода Г 2 3.74 4топровода 2 с рабочим зазором 3 безнарушения магнитной цепи, причемв положении, соответствующем максимальному полю, постоянный магнит 1включен последовательно в магнитопровод 2 с рабочим зазором 3, а вположении, соответствующем минимальному полю, закорочен на корпус неподвижной части магнитопровода 2.Управление поляризующим магнитным полем осуществляется следующимобразом,В исходном, положении (см. фиг, 1,3 и 5) магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 1, концентрируется с помощью магнитопровода 2в рабочем зазоре 3. В этом случаедостигается максимальное значениеиндукции поляризующего магнитного по.ля, так как постоянный магнит 1,магнитопровод 2 и рабочий зазор 3оказываются включенными последовательно.При перемещении подвижного участка магнитопровода, содержаще о постоянный магнит 1 и два отрезка 4 и 5магнитопровода, относительно неподвижного участка магнитопровода .2 магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 1, постепенно выключается иэмагнитной цепи, содержащей рабочийзазор 3, Одновременно изменяется оригрнтация полюсов постоянного магнита1 относительно оси неподвижного магнитопровода 2. При этом постоянныймагнит постепенно переводится в режим короткого замыкания путем эакорачивания магнитного потока на корпус неподвижной части магнитопровода. Такое положение (см, фиг. 2,4 и6) постоянного магнита 1 соответствует минимальной величине индукциимагнитного поля в рабочем зазоре 3.Предлагаемое техническое решениереализовано в виде источника поляризующего магнитного поля для малогабаритного спектрометра ЭПР с использованием постоянных магнитов КС на основе 5 щСо). Источник обеспечивает перестройку магнитного поля вдиапазоне 100-7000 Гс в рабочем зазоре 17 ммПредлагаемый способ управленияполяризующим магнитным полем и устройство, реализующее предлагаемыйспособ, по отношению к известнымобеспечивает более широкий диапазонперестройки магнитных полей в области малых значений, так как постоян 3 10008Недостатком известных способа иустройства для его реализации является относительно небольшой рабочийдиапазон регулирования величины маг"нитного поля, связанный с рнечнойвеличиной магнитного сопротивленияшунтирующей гильзы,Цель изобретения - увеличение рабочего диапазона регулирования величины магнитного поля, 1Поставленная цель достигается тем,что согласно способу управления поляризующим магнитным полем в спектрометрической .аппаратуре, основанномуна изменении магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом в рабо.Чем зазоре магнитопровода, постоянныймагнит перемещают относительно магнитопровода с рабочим зазором без разрыва магнитной цепи.2Для получения максимальных магнитных полей постоянный магнит включаютв магнитную цепь последовательно срабочим зазором,а для получения минимальных полей - в режим короткого за- дмыкания по магнитной цепи.В устройстве, содержащем постоянный магнит, включенный в магнитопровод с рабочим зазором, магнитопроводвыполнен составным, причем участокмагнитопровода, содержащий плоскийпостоянный магнит, закрепленный между двумя отрезками магнитопровода,размещенными на одной оси с магнитом,выполнен с возможностью перемещенияотносительно неподвижного участка3магнитопровода с рабочим зазоромбез нарушения магнитной цепи.На фиг. 1-6 представлено устройство для управления поляризую 4щим магнитным полем в спектрометрической аппаратуре, реализующее предлагаемый способ, три схемы выполненыв двух крайних положениях регулирования, соответствующих максимальному43значению поляризующего магнитногополя (фиг. 1,3 и 5) и минимальномузначению (фиг. 2, 4 и 6),Управляемый источник поляризующего магнитного поля содержит постоянный магнит 1, включенный в магнитопровод 2 с рабочим зазором 3,участок магнитопровода, содержащий,плоский постоянный магнит 1, закрепленный между двумя отрезками 4 и 5магнитопровода, размещенными на одной.оси с магнитом 1, выполнен с воз, можностью поступательного перемещения относительно неподвижного магни5ный магнит и шунтирующий участок магнитопровода в области минимальных значений магнитного поля располагается вне магнитной цепи с рабочим. зазором. Конечное .магнитное сопротивление магнитопровода с рабочим зазором не оказывает шунтирующего действия на закорачивающий участок неподвижной цепи магйитопровода. Это позволяет получать практически нулевые значения индукции поляризующего магнитного поля (без учета остаточной намагниченности самого магнито" провода) Приэтом снижаются требования к .величине магнитной проница емости шунтирующей части магнитопровода, так как в предлагаемом техническом решении несущественно соотношение, магнитного сопротивления шунтирующей части магнитопровода и магнитопровода с рабочим зазором. 1000874 формула изобретения Ф2. Способпоп. 1, отличающ и й с я тем, что для получения. максимальных магнитных полей постоян ный магнит включают в магнитную цепь % последовательно с рабочим зазором,а для получения минимальных полей "в режим короткого замыкания по маг"нитной цепи.3; Хстройство для управления поля- в ризующим магнитным полем в спектро"метрической аппаратуре,содержащеепостоянный магнит, включенный в магнитопровод с рабочим зазором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что магф нитопровод выполнен составным, причем участок магнитопровода, содержа"щий плоский постоянный магнит, закрепленный между двумя отрезками магнитопровода , размещеннЫми на одной 20 оси с магнитом, выполнен с возможностью перемещения относительно неподвижного участка магнитопровода с рабочим зазором беэ нарушения магнитной цепи .И1. Способ управления поляризующим магнитным полем в спектрометрической аппаратуре, основанный на измене-. нии магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом в рабочем эазо- Зв ре магнитопровода, о т. л и ч а ю - , щ и й с я тем, что, с целью увеличения рабочего диапазона регулирова. ния величины магнитного поля, постоянный магнит перемещают относительно магнитопровода с рабочим зазором беэ разрыва магнитной цепи. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Марон Р. С.,Позняк А. Л., Шуш, кевич С . С. Аппаратура для исследования электронного парамагнитногорезонанса. Л., "Энергия", 1968,с. 93-96,2. Авторское свидетельство СССР Н 823995, кл. 6 0 1 М/10, 1980 (прототип).1000874 Составитель А. Картышеведактор В.Найоршин Техред О,неце Корректор М. Демч 1369 ВНИИ а 11303 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, ч Тираж 871Государственного комделам изобретений иИосква. Ж"35, Раущсе ежПодптета СССРоткрытийая наб., д,