Радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСК(71) Специальное конструкторско- технологическое бюро с опытным про.изводством при Белорусском государственном университете им,В.И.Ленина (72) Б.Е.Куликовских, В.П.Лапицкий, М.Г.Лившиц, Г.И.Ромбаки В.П.Яновский(56) Радиоспектрометр РЭ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Л., 1974Кононович В.И. и др. Микропроцессорная система цифровой регистрации и первичной обработки спектров электронного парамагнитного резонанса, депонирована в ВИНИТИ, Р 6532-82, . Деп, 30.12.82. радиоспектрения - расшизможностейм обеспечен метроврениеадиоя возЭПР при изготовлении ЭПР. Цель изобре функциональных в спектрометра путе можности регистра исследуемых образ угольной развертк нитного поля при начальной величин и спект цов на учаси поляризующразличных з реагях а) и ампл ы п поля, числаалов накопител ртки магнитног ний, ширины ка емени измерени зависимости от них, задава алгоритма обра й информации и емых спектров и радиоспектро нты выбранных к спектрометричес метров регистри На этапе настро п ПР. тра вые эквивал жимных пар управления устройство лера. По с метров с по заносятся в прог р аммир у гналу с пулпрограммир пливающего с отой радиос мощью пуль запоминающ емого контр ьта управле т(54) РАДИОСП ПАРАМАГНИТНО (57) Изобрет электронного са (ЭПР) и м КТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО0 РЕЗОНАНСАние относится к техникепарамагнитного резонанжет быть использовано уемыи контролоторый с поумматора уп- пектрометра запускаетс лер магнит мощью нака равляет ра ЭПР. 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ1 13188Изобретение относится к техникеэлектронного парамагнитного резонанса(ЭПР) и может быть использовано приизготовлении радиоспектрометров ЭПР.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей радиоспектрометра.На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого радиоспектрометра ЭПР.Радиоспектрометр ЭПР содержит .электромагнит 1, соединенный с блоком 2питания электромагнита и стабилизации магнитного поля, рабочий резонатор 3, размещенный в зазоре междуполюсами электромагнита 1 и соединенный с последовательно включеннымиблоком 4 СВЧ, блоком 5 регистрациии блоком 6 обработки спектрометрической информации, цифроаналоговый преобразователь 7, выхдд которого подключен к входу блока 2 питания электромагнита 1 и стабилизации магнитногополя, накапливающий сумматор 8, программируемый контроллер 9 магнитного,поля и пульт 10 управления, причемвходы программируемого контроллера 9магнитного поля подключены к выходампульта 10 управления, управляющиевыходы - к управляющим входам блокаб обработки спектрометрической инФормации, а информационные выходы -к входам накапливающего сумматора 8,выходы которого соединены с входамицифроаналогового преобразователя 7,Радиоспектрометр работает следующим образом,В блоке 4 СВЧ формируется мощностьСВЧ и подводится к исследуемому образцу, помещенному в рабочем резонаторе 3, который расположен между полюсами электромагнита 1, создающегов рабочем резонаторе 3 с помощью блока 2 питания электромагнита 1 и стабилизации магнитного поля стабильноеполяризующее магнитное поле, Задатчиком .магнитного поля является цифроаналоговый преобразователь 7, формирующий на выходе напряжение, котороеобеспечивает задание начального значения поляризующего магнитного поля 50и осуществлят его развертку по закону, определяемому программируемымконтроллером 9 магнитного поля. На этаге настройки радиоспектрометра задаются для участков развертки с нарастающей (обозначение параметра с индексом 1) и спадающей (обозйачеиие параметра с индексом 2) напряжен 78 2костью магнитного поля следующие режимные параметры: начальное значение поляризующего магнитного поля (Н, и Н, ), амплитуда развертки поляризующего магнитного поля ( ЬНР, и ЬН ),Р ширина каналов накопителя ( ЬЬ и Ь и ), время измерения мгновенныхКгзначений сигнала ЭПР в каналах накоПителя ( Ь и Ь 1 ) и число накоплений (пи и, ) .Цифровые эквиваленты этих параметров с помощью пульта 10 управления заносятся в соответствующие ячейки запоминающего устройства программируемого контроллера 9. В результате в накапливающий сумматор 8 заносится цифровой эквивалент величины (НЬН /2) напряженности магнитногоРполя, соответствующей первому каналу участка развертки с нарастающей напряженностью магнитного поля. По сигналуПуск", формируемому с помощью пульта 10 управления, запускается программируемый контроллер 9 магнитного поля, формирующий цифровой эквивалент ширины ЬЬ канала и черезвремя Ь С,. приплюсовывающий этотКэквивалент к содержимому накапливаю. щего сумматора 8, обеспечивая тем самым появление на выходе цифроаналогового преобразователя 7 напряжение, величина которого соответствует значению напряженности поляризующего магнитного поля в следующем (втором) канале участка развертки с нарастающей напряженностью магнитного поля. Процесс увеличения содержимого накапливающего сумматора 8 на величину, соответствующую ширине ЬЬ канала, будет продолжаться до тех пор, пока текущий номер канала участка развертки с нарастающей напряженностью магнитного поля не станет равным заданному числу каналов на этом участке, определяемому из соотношения ьНР / ьЬ . При выполнении этогоРусловия завершается формирование участка развертки магнитного поля с нарастающей напряженностью и программируемый контроллер 9 магнитного поля загружает в накапливающий сумматор 8 цифровой эквивалент напряженности (Н + Ь НР /2) магнитного поля, сооа Раответствующий первому каналу развертки со спадающей напряженностью магнитного поля,После этого через время Ьг. из содержимого накапливающего сумматора3 13188 8 программируемый контроллер 9 магнитного поля вычитает цифровой эквивалент ширины ЬЬ канала, формируя2тем самым с помощью цифроаналогового преобразователя 7 на входе блока 2 питания электромагнита 1 и стабилизации магнитного поля напряжение, соответствующее напряженности магнитного поля во втором канале участка развертки со спадающей напряженностью 10 магнитного поля. Как и на участке развертки с нарастающей напряженностью магнитного поля, этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока номер текущего канала участка раз вертки со спадающей напряженностью магнитного поля не станет равным заданному на этом участке числу каналов, равному ЬН / ьЬ, По выполР 2 2ненни этого условия завершается формирование участка развертки со спадающей напряженностью магнитного поля и программируемый контроллер 9 переходит к формированию участка развертки с нарастающей напряженностью магнитного поля и т.д.Процесс формирования участков треугольной развертки магнитного поля будет продолжаться до тех пор, пока на одном из участков развертки (или на обоих) текущее значение числа накоплений не станет равным заданному. В этом случае программируемый контроллер 9 переходит на формирование пилообразной развертки поля ризующего магнитного поля, что обеспечивает сокращение времени регистрации спектров ЭПР при определении концентрации парамагнитных частиц.40 Сформированный на выходе блока 4 СВЧ в результате развертки магнитного поля при прохождении резонансного значения поляризующего магнитного поля сигнал ЭПР усиливается в блоке 5 регистрации. Мгновенные значения этого сигнала при каждом дискретном значении поляризующего магнитного поля (т,е, в каждом канале накопителя) в блоке 6 обработки спектрометрической информации преобразуются в цифровую форму и обрабатываются в соответствии с заданным в блоке б обработки спектрометрической информации алгоритмам (накопление, интегрирование, двойное интегрирование, определение пиковой интенсивности, вычисление концентрации и т.д) . 78 4Предлагаемый радиоспектрометр позволяет осуществить регистрацию сигналов ЭПР исследуемых образцов на различных участках треугольной развертки магнитного поля при различных значе" ниях начального значения и амплитуды развертки магнитного поля, числа накоплений, ширины каналов накопителя и времени измерения в них, а также обеспечивает возможность задания этих параметров в большом динамическом диапазоне в зависимости от алгоритма обработки спектрометрической информации и параметров регистрируемых спектров ЭПР. При этом обеспечивается расширение функциональных возможностей радиоспектрометра, заключающееся в том, что наряду с обычными спектрометрическими измерениями, целью которых является исследование парамагнитных образцов, в предлагаемом устройстве реализована возможность измерения концентрации пара- магнитных частиц в исследуемых образцах путем сравнения пиковых или интегральных интенсивностей линии резонансного поглощения спектров ЭПР исследуемого и калибровочного образцов, регистрируемых при оптимальным образом заданных значенияхрежимных параметров (Н, АН , ЬЬкд , и) в зависимости от формы и ширины регистрируемых линий резонансного поглощения и концентрации пара- магнитных частиц в исследуемых образцах. Формула изобретения Радиоспектрометр электронного пачрамагнитного резонанса, содержащииэлектромагнит с блоком питания электромагнита и стабилизации магнитногополя, рабочий резонатор, размещенный в зазоре между полюсами электромагнита и соединенный с последовательно включенными блоком СВЧ, блоком регистрации и блоком обработки спектрометрической информации, и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к входу блока питания электромагнита и стабилизации магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей радиоспектрометра, в него дополнительно введены накапливающий сумматор, программируемый контролер магнитного поля и пульт управления, причем входы программируемого контроллера магнитного поля1318878 л ЭЛР Составитель А.ФедоровТехред А.Кравчук Корректор Л.Патай дактор А.Шанд аз 2502/36В ог д. 4/ подключены к выходам пульта управления, управляющие входы - к управляющим входам блока обработки спектрометрической информации, а информаТираж 776 НИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, ЖПроизводственно-полиграфическо 6ционные выходы - к входам накапливаю- щего сумматора, выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователяПодписноео комитета СССРй и открытийРаушская наб приятие, г.ужгород, ул.Проектн