Устройство для измерения времени спин-спиновой релаксации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09) (11) 4/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯи двиттсивии авиавтвытви д е свидетельство СССР 01 И 24/08, 1979. свидетельство СССР 01 й 24/00, 1980(71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им.Ленинского комсомола(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕЙИЯ ВРЕМЕНИ СПИН-СПИНОВОЙ РЕЛАКСАЦИИ содержащее программатор, приемопередающий блок, усилитель, блокпамяти, компаратор, блок управленияи измеритель временных интервалов,вход которого соединен с первым выходом блока управления, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому входу компаратора, к выходу компаратора и к выходу программатора, соединенного с входом приемопередающего блока, выход которого подключен к информационному входу блока памяти, подсоединенного управляющим входом квторому выходу блока управления, авыход усилителя соединен; с вторымвходом компаратора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в неговведены два блока вычитания, блокпамяти выполнен трехканальным, блокпамяти и блок управления снабженытретьими выходами, причем первый,второй и третий выходы блока памятиподключены соответственно к первомувходу первого блока вычитания, ковторому входу первого блока вычитания, соединенному с одним из входоввторого блока вычитанияи к другому входу второго блока вычитания,выход которого соединен с входомусилителя, а выход первого блока вычитания подключен к первому входублока управления, третий выод которого соединен с управляющим входомпрограмматора.9 11307Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения спин-спиновой релаксации методами радиоспектроскопии вчастности импульсными методами ядерного магнитного и квадрупольного резонансов, и может быть использованодля изучения физико-химическихсвойств различных веществ и т,п.Известно устройство, содержащее 10программатор, приемопередающий блок,измеритель временных интервалов,амплитудно-временной преобразователь и осциллограф 1,Недостатками этого устройстваявляются невысокая точность измерения, сложность и трудоемкость определения времени релаксации, а также ограниченный диапазон измерения,обусловленный недостаточным динамическим диапазоном амплитудно-временного преобразователя.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для измерения времени спинспиновой релаксации, содержащеепрограмматор, приемопередающий блок,усилитель, блок памяти, компаратор,блок управления и измеритель временных интервалов, вход которого соединен с первым выходом блока управления, первый, второй н третий входыкоторого подключены соответственнок первому входу компаратора, к выходу компаратора и к выходу программа- З 5тора, соединенного с входом приемопередающего блока, выход которогоподключен к информационному входублока памяти, подсоединенного управляющим входом к второму выходу блока.40управления, а выход усилителя соединен с вторым входом компаратора 2 .Недостатком известного устройства является невысокая точность определения времени спин-спиновой релаксации, обусловленная тем, что присдвиге базовой нулевой) линии или.же при ее отсутствии полученные результаты измерения недостоверны,Целью изобретения является повышение точности измерений спинспиновой релаксации;Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеепрограмматор, приемопередающий блок, 55усилитель, блок памяти, компаратор,блок управления и измеритель временных интервалов, вход которого со-. 84 2единен с первым выходом блока управления, первый., второй и третий входы которого подключены соответст- венно к первому входу компаратора, к выходу компаратора и к выходу программатора, соединенного с входом приемопередающего блока, выход которого подключен к информационному входу блока памяти, подсоединенного управляющим входом к второму выходу блока управления, а выход усилителя соединен с вторым входом компаратора, введены два блока вычитания, блок памяти выполнен трехканальным, блок памяти и блок управления снабжены третьими выходами, причем йервый, второй и третий выходы блока памяти подключены соответственно к первому входу первого блока вычитания, ко второму входу первого блока вычитания, соединен" ному с одним из входов второго блока вычитания, и к другому входу второго блока вычитания, выход которого соединен с входом усилителя, а выход первого блОка вычитания подключен к первому входу блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом программатора.На фиг.1 приведена блок-схема устройства для измерения времени спнн-спиновой релаксации; на фиг.2- эпюры напряжений, поясняющие его работу.Устройство содержит 1,фиг.1) прог-. рамматор 1, приемопередающий блок 2 трехканальный блок 3 памяти, блоки 4 и 5 вычитания, усилитель. 6, компаратор 7, блок 8 управления и измеритель 9 временных интервалов.На фнг.2 обозначены следующие сигналы: 10- на выходе приемопередающего блока 2; 11-13 - на первом, втором и третьем выходах трехканального блока 3 памяти; 14;.15 - соответственно на выходе первого 4 и второго 5 блоков вычитания; 16 - на входе измерителя 9 временных интервалов,Устройство для измерения времени спин-спиновой релаксации работает следующим образом. В результате воздействия последо"вательности мощных радиоимпульсов ця- ь - и - 2 - и - 2 с постудающихс выхода программатора 1 на вход приемопередающего блока 2, на егол выходе в моменты времени п 2 с появляется последовательность эхо-сигна."11307лов, амплитуды которых дри сдвигебазовой линии С равныА, Ф А рхр (") 1 С и =1,2 3п 3тггде Ао - начальная амплитуда;5Т - искомое время спин-спиновойрелаксации;л лсо2Из поступивших на вход трехканального блока 3 памяти зхо-сигна 10лов в первом периоде последовательноСти Ап выделяются только три зхосигнала А, А, Ар, которые распределяются на соответствующих каналахтрехканального блока 3 памяти и ввиде уровней напряжений 0, 0,1 и Опоявляются на его выходах (фиг,2,11,12,13). При этом на выходе первого блока 4 вычитания появится уровейьнапряжения 4 О = 0,- О (фиг.2,14);а на выходе второго блока 5 вычита, ния - напряженне АОО - 09(фиг.2,15) .НапряжениеО прикладывается квходу. усилителя б, в котором усили-,вается до величины.КйО, где Ккоэффициент усиления усилителя 6.Таким образом, к опорному входукомпаратора 7 прикладывается напряжение Щ а к его сигнальному вхо- З 0ду - напряжение КФ 02,Если в первом периоде последовательности 0КдО, то в блоке 8управления вырабатываются импульсы,которые, поступая на вход програм" .35матора 1, выделяют в нем сдвинутыевторой и третий-импульсы на интервалы времени ЗФ и 5 соответственно. Следовательйо, во второмпериоде на выходе приемопередающего 40 84 4блока 2 появляется последовательность эхо-сигналов с амплитудамиА, Аи А и соответственно уровней О, О и 0 на выходах трехканального блока 3 памяти. В зависимости от величины коэффициентаЪусиления К сдвиг второго ц -импульлса на интервал времени а . и третьеого Ф. -импульса на интервал времени(2 а)будет продолжаться до моь(Ь)мента выполнения равенства .й О1 в 1 .КО (в в-ном периоде последо:2вательности , т.е. до момента срабатывания компаратора 7. При этом блок8 управления, вырабатывает импульс,который выключает работу программатора 1 и фиксирует конец интервалавремени а й (фиг.2, 16). Отметим,что передний фронт полученного импульса длительностью С сформированимпульсом в момент появления уровнянапряжения "Д О, на выходе первогоФ,блока 4 вычитания. С помощью измерителя 9 временных интервалов будетзафиксирован отрезок времени.зш 1 ьеу " е"-2 341 К 11" О - 0 йОгде КеО- О аО6 в-При измерении величины Т 2 в реальном масштабе времени коэффициент усиления устанавливают равным К2,718, что соответствует йТ(ш) оИспользование изобретения обеснечи. вает повышение точности определения времени спин-спиновой релаксации за счет исключения погрешности от сдвига или отсутствия базовой линии.