Радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса

(19) 1 М 24/ ДПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ТОРСКОМУСВИДЕТЕЛЬСТ(71) Специальное конструкторско- технологическое бюро с опытным производством при Белорусском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. Ленина и Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В.И. Ленина. (72) Б,Е. Куликовских, В.П. Лапицкий, Г.И. Ромбак и В.П. Яновский (53) 538. 113(088.8)(56) Описание и инструкция по эксплуатации радиоспектрометра ЭПР Ефирмы "Вариан", США, 1979.Авторское свидетельство СССР1149199, кл. С 01 1 24/10, 1984. .(54) РАДИОСПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА. (57) Изобретение относится к устрой. ствам для анализа концентрации парамагнитных частиц, Цель изобретения - повышение точности измерения интегральной интенсивности линии спектра за счет оптимального выборазначений ширины канала накопителяи амплитуды развертки магнитногополя для линий спектра различнойширины и формы. Радиоспектрометрсодержит блок сверхвысокой частотыс рабочим резонатором и детектором,электромагнит.с блоком питания,приемник сигналов электронного парамагнитного резонанса, аналого-цифровой преобразователь, накопительспектров, цифроаналоговый преобразователь, цифровое устройство управления магнитным полем, блок развертки магнитного поля с катушкой развертки и два идентичных усилителяс регулируемым коэффициентом усиления, управляемых переключателямиформы и ширины регистрируемой линиИспектра, Необходимая амплитуда развертки магнитного поля при установке ширины канала накопителя спектров в соответствии с формой и шириной линии спектра обеспечиваетсяизменением коэффициента усиленияусилителей. 1 ил.Изобретение относится. к технике электронного перемагнитного резонанса (ЭПР) и может быть исполь - зовано при конструировании радио- спектрометров ЭПР и при автоматическом контроле веществ для определения концентра .и парамагнитных часЦель изобретения - повышение точности измерения интегральной интенсивности линии спектра.На чертеже представлена блок-схема радиоспектрометра ЗПР.Радиоспектрометр ЭПР содержитблок СВЧ 1, электромагнит 2 с блоком3 питания, рабочий резонатор 4;расположенный между полюсными наконечниками электромагнита 2 и соединенный с блоком СВЧ 1 и с последовательно включенныьи детектором 5 СВЧ,приемником 6 сигналов ЭПР, аналогоцифровым преобразователем 7 и накопителем 8 спектров ЭПР, а также цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9,блок 10 развертки магнитного поля,соединенный выходом с катушкой 11развертки, размещенной в зазореэлектромагнита 2, цифровое устройство 12 управления магнитным полем,управляющие выходы которого подключены к соединенным параллельно установочным входам ЦАП 9 и накопите. ля 8 спектров ЗПР, первый,13 и второй 14 усилители с регулируемымкоэффициентом усиления, переключатель 15 формы и переключатель 16ширины регистрируемой линии спектра,причем информационный вход первогоусилителя 13 соединен с выходомцифроаналогового преобразователя 9,информационный вход второго усилителя 14 - с установочным выходомцифрового устройства 12 управлениямагнитным полем, первые управляющиевходы усилителей 13 и 14 подключенык выходу переключателя 15 формылинии спектра, вторые управляющиевходы усилителей 13 и 14 - к выходупереключателя 16 ширины линии спектра, а выходы первого 13 и второго14 усилителей - соответственно ковходам блока 10 развертки магнитного поля и блока 3 питания.Предлагаемое устройство работает следующим образом,В блоке СВЧ 1 формируется мощность СВЧ и подводится к исследуемому веществу, помещенному в рабо 40 45 50 55 О 15 20 25 ЗЕ 35 чем резонаторе 4, который расположен между полюсными наконечниками электромагнита 2, создающего в рабочем резонаторе 4 с помощью блока 3 питания стабильное поляризующее магнитное поле. Задатчиком развертки является первый усилитель 13 с регулируемым коэффициентом усиления, формирующий на выходе однополярное линейно изменяющееся ступенчатое напряжение треугольной формы, амплитуда которого пропорциональна заданному значению амплитуды развертки, а число дискретных значений соответствует заданному числу каналов накопителя 8. Необходимая амплитуда развертки обеспечивается .установкой ширины канала накопителя 8 в соответствии с Формой и шириной регистрируемой линии спектра резонансного поглощения путем задания коэффициента усиления. первого усилителя 13 с регулируемым коэффициентом при помощи переключателя 15 формы и переключателя 16 ширины линии, причем переключатель 15 формы используется при изменении формы регистрируемой линии, а переключатель 16 ширины - при изменении ширины реГистрируемой линии.Компенсация изменения постоянной составляющей на выходе первого усилителя 13 с регулируемым коэффициентом усиления при изменении формы или ширины регистрируемой линии спектра осуществляется путем аналогового изменения коэффициента усиления идентичного второго усилителя 14 с регулируемым коэффициентом усиления. Выходной сигнал первого усилителя 13 поступает на блок 10 развертки магнитного поля, осуществляющего развертку магнитного поля в зазоре электромагнита 2 при помощи катушки 11 развертки. В результате развертки при прохождении резонансного значения поляриэующего магнитного поля на выходе детектора 5 СВЧ формируется сигнал ЭПР. Мгновенные значения усиленного приемником 6 сигнала ЭПР при каждом дискретном значении поляризующего магнитного пбля преобразуется аналого-цифровым преобразователем 7 в цифровую Форму. Полученные цифровые эквиваленты мгновенных значений сигнала ЭПР записываются в соответствующие ячейки3 1 запоминающего устройства накопителя 8, адреса которых ( так же, как и число дискретных значений поляризующего магнитного поля) определяются выходными сигналами цифрового устройства 12 управления в зависимости от формы линии резонансного поглощения исследуемого вещества и требуемой погрешности определения ее интегральной интенсивности. Когерентное суммирование преобразованных в цифровую форму сигналов резонансного поглощения, регистрируемых при многократном прохождении резонансного значения поляризующего магнитного поля, обеспечивает значительное улучшение отношения сигнал/шум по сравнению со случаем медленного однократного прохождения резонансного значения поляризующего магнитного поля, причем эффективность подавления возрастает с увеличением частоты сканирования резонансных условийПредлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения интегральной интенсивности регистрируемых линий спектров резонансного поглощения за счет значительного уменьшения числа каналов накопителя и, следовательно, увеличения частоты сканирования, обусловленного оптимизацией ширины канала накопителя и амплитуды развертки в зависимости от ширины и формы регистрируемых линий спектров резонансного поглощения. 760788 4 50 5 20 25 30 35 40 формула изобретения Радиоспектрометр электронногопарамагнитного резонанса, содержа. -щий блок СВЧ, электромагнит, соединенный с блоком питания, рабочийрезонатор, расположенный между полюсными наконечниками электромагнита и соединенный с блоком СВЧ и споследовательно включенными детектором СВЧ, приемником сигналов электронного парамагнитного резонанса(ЭПР), аналого-цифровым преобразователем (АЦП), накопителем спектровЭПР, а также цифроаналоговый преоб"разователь (ЦАП), блок разверткимагнитного поля, соединенный выходомс катушкой развертки, размещеннойв зазоре электромагнита, цифровоеустройство управления магнитным полем, причем установочные входыЦАП и накопителя спектров ЭПР соединены параллельно и подключены куправляющим выходам цифрового устройства управлЕния магнитным полем,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерения интегральной интенсивности линии спектра, в него дополнительновведены первый и второй усилителис регулируемым коэффициентом усиления, переключатель формы и переключатель ширины регистрируемой линииспектра, причем информационный входпервого усилителя соединен с выходом ЦАП, информационный вход второго усилителя - с установочным выходом цифрового устройства управления магнитным полем, первые управляющие входы усилителей подключенык выходу переключателя формы линииспектра, вторые управляющие входыусилителей - к выходу переключателяширины линии спектра, а выходы первого и второго усилителей - соответственно к входам блока разверткимагнитного поля и блока питания.12 б 0 788 Составитель Л.ФедороТехред М.Ходанич Корректор Е.Ро Ред Сегляник о Заказ 522 Н 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектн ираж 778 Государсделам изо 5, Москва Подписинаого комитета СССРтений и открытий