Малогабаритный спектрометр электронного парамагнитного резонанса

Сеез Советскик Сфцналистичесйии РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С ВТИЛЬСТВУ 1 о 855460(61) Дополнмтельмое к авт, свмд-ву 79 (21) 28489 бо/18-25 22) Заявлено 10.1 присоедммеммемз 01 О 24 1 явкн Ио осу рственный комнтСССРлам изобретенийн открытий(23) Приори темь 49 30 Опубл иков а 50881, Ькз аммя описан 3 УДК 5381 .3(088.8) я 1088 ата опубли рса, С"Л.; - ."Шузпеееи ч2) Авторы изобретем ЗнаМюйн1 еееа ский ордена Трудового Кра рственный университет им. Бел 73) Заявитель гос 4) ИАЛОГАБАРИТНЫИ СПЕКТРОИЕТР ЭЛЕКТРОННО ПАРАИАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА тающем ности спектИз рых дл ности эувтс и Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при изготовлении малогабаритных спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЗПР) высокого разрешения для экспресс-анализа в геологии, металлургии, медицине и т.п.Известен малогабаритный спектро метр, содержащий электромагнит бро невого типа, выполненный в виде двух соединенных между собой одинаковых оболочек и систему регистрации, в котором процесс установки параллельности (юстировка) плоскостей полвсных наконечников для полу чения максимальной разрешающей способности спектрометра осуществляется подбором толщины дистанционирующнх вкладьпаей, путем, многократной разборки и сборки электуо магнита. Обеспечение параллельности достигается высокой точностью изготовления деталей устройства (1),Однако технология изготовления в этом случае является весьма тру" доемкой и, следовательно,.дорогостоя- щей, Юстировка, в обычном смысле слова, в данном устройстве отсутсгвует и коррекция степени однород магнитного поля в раборометре невозможна.вестны спектрометры ЭПР, у котоя установки плоскопараллельполюсных наконечников исполь"я встнровочные механизмы (2).Известны также спектрометры высокого разрешения, юстировка полюсных наконечников которых осуществляется путем наклона последних с помощью тяг иэ немагнитиой стали, пропущенных через сердечники. Контроль однородности магнитного поля осуществляется известными способами, например путем построения картины пространственного распределения магнитного поля в рабочем зазоре оптическими методами или с помощью датчиков магнитного поля (2).Однако процесс настройки спектрометра усложняется из-за влияния паразнтного зазора в магнитной це и электромагнита, вносимого работой механизма юстировки, на величину магнитного поля. Влияние этого эффекта тем больше, чем вьше требования к точности юстировки.Наиболее близким по технической сущности является малогабаритный спектрометр ЭПР, содержащий электро 855460магнит броневого типа, магнитопроводкоторого выполнен в виде двух стака-.нов, плотно соединенных между собой,блок развертки и модуляции, блокрегистрации, блок СВЧ, рабочий резонатор, боковые стенки которого образованы торцами полюсных наконечников 5электромагнита, причем один из наконечников пропущен наружу черезторцовую стенку магнитопровода изакреплен на ней посредством юстировочного механизма 3. 10В данном спектрометре существенно уменьшен рабочий зазор электромагнита, что пропорционально повысилотребования к плоскопараллельностиполюсных наконечников. Отсюда возникает необходимость в более тонкойюстировке. Возрастает также влияниепаразитного зазора, так как его ве-личина превосходит значение допустимой неточности установки параллельности плоскостей полюсных наконечников, причем изменение паразитногозазора в процессе юстировки проявляется как аддитивная помеха, снижающая точность контроля .изменения картины пространственной однородности 25магнитного поля. В этом случае возникает аадача разделения этих двухэФфектов, а именно: картины распределения поля, обусловленной непараллельностью плоскостей полюсных наконечников,и изменений абсолютногозначения магнитного поля, обусловленных изменением паразитного зазора,Этим объясняется сложность процессатонкой настройки спектрометра и большне затраты времени.Цель изобретения - упрощениенастройки спектрометра путем устранения паразитного зазора в магнитнойцепи электромагнита в процессе юстировки,указанная цель достигается тем,что в малогабаритном спектрометреЭПР, содержащем электромагнит броневого типа, магнитопровод котороговыполнен в виде двух стаканов, плотно соединенных между собой, блок развертки и модуляции, блок регистрации,блок СВЧ, рабочий резонатор, боковыестенки которого образованы торцамиполюсных наконечников электромагнита, фпричем один из наконечников пропущеннаружу через торцовую стенку магнитопровода и закреплен на ней посред"ством юстировочного механизма, юстировочный механизм включен в магнит- Яную цепь магнитопровода и выполненв виДе диска, закрепленного по пери" Ферии на внешней стороне торцовойстенки магнитопровода с кольцевойвыемкой и снабженного по линии закрепления кольцевым выступом полукруглого сечения и радиальными прорезями по числу установленных юстировочных винтов, причем кольцевойвыступ совмещен с кольцевой выемкой такой же конфигурации на внешнейстороне торцовой стенки магнитопровода.На Фиг. 1 приведена блок-схемапредлагаемого малогабаритного спектрометра ЭПР; на фиг. 2 - вариантконструкции электромагнита спектрометра с рабочим резонатором и юстировочным механизмом,Малогабаритный спектрометр ЭПРсодержит электромагнит 1 броневоготипа, магнитопровод которого выполнен в виде двух стаканов 2 и 3, плотно соединенных между собой, блок 4развертки и модуляции, елок 5 регистрации, блок б СВЧ, рабочий резонатор 7, боковые стенки которого образованы торцами полюсных наконечников 8 и 9 элек.ромагнита, причемодин иэ полюсных наконечников 9 пропущен через торцовую стенку магнитопровода и закреплен на ней посредством юстировочного механизма, а юстировочный механизм включен в магнитную цепь магнитопровода и выполненв виде диска 10, закрепленного попериферии на внешней стороне торцовойстенки магнитопровода и снабженногопо линии закрепления кольцевымвыступом 11 полукруглого сечения ирадиальными прорезями 12 по числуустановочных юстировочных винтов 1 3,причем кольцевой выступ 11 совмещенс кольцевой выемкой 14 такой же конфигурации, выполненной на внешнейстороне торцовой стенки магнитопровода,Спектрометр ЭПР работает следующимобразом;Исследуемый парамагнитный образецпомещается в рабочий резонатор 7, вкотором обеспечиваются. необходимыеусловия для наблюдения сигнала ЭПР:поляризующее магнитное поле, полемодуляции и развертки и электромагнитное поле СВЧ. Источником мощностиСВЧ является блок б СВЧ, а развертка и модуляция магнитного поля осуществляется блоком 4 развертки модуляции. Сигнал ЭПР, сформированныйна выходе блока б СВЧ, регистрируется и обрабатывается блоком 5 регистрации.Опорный сигнал на частоте модуляции, необходимый для синхронногодетектирования сигналов ЭПР в блоке5 регистрации, формируется блоком 4развертки и модуляции. Электромагнит1 создает однородное поляризующеемагнитное поле на образце. Юстировка параллельности плоскостей полюсных наконечников 8 и 9 для получениятребуемой разрешающей способностиспектрометра осуществляется с помощьююстировочного механизма. Юстировкапроизводится дифференциальными юстировочными винтами 13, взаимодействующими с диском 10 и стаканом 3 и регулирующими в пределах упругой деформации диска 10 наклон плоскости наконечника 9 относительно плоскости наконечника 8. С этой целью диск 10 снабжен по числу юстировочных винтов 13 радиальными прорезями 12, которые сообщают диску 10 дополнительную гибкость.Так как радиальные прорези 12 выполнены параллельно магнитным силовым линиям, магнитное сопротивление цепи магнитопровода не изменяется в процессе юстировки. За счет шунтирующего действия диска 10 и наличия описанного выше жесткого закрепления его на стакане 3, магнитная цепь магнитопровода электромагнита 1 не имеет параэи ных зазоров и поэтому абсолютное значение магнитного поля в рабочем зазоре не изменяется в процессе юстировки. Картина распределения магнитного поля в зазоре, таким образом, однозначно определяется только наклоном плоскости подвижного наконечника 9, что упрощает процесс контроля однородности магнитного.Предлагаемый спектрометр упрощает процесс настройки спектрометров ЭПР,/Формула изобретенияМалогабаритный спектрометр электронного парамагнитного резонанса ,(ЭПР), содержащий электромагнит бро невого типа, магнитопровод которого выполнен в виде двух стаканов, плотносоединенных между собой, блок развертки и модуляции, блок регистрации,блок СВЧ, рабочий резонатор, боковые стенки которого образованы торцами полюсных наконечников электромагнита, причем один из наконечников5 пропущен через торцовую стенку магнитопровода и закреплен на ней посред"ством юстировочного механизма, о тя и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения настройки спектро 10 метра, путем устранения наразитногозазора в магнитной цепи электромагни"та в процессе юстировки, юстировочныймеханизм включен в магнитную цепьмагнитопровода и выполнен в виде дис"15 ка, закрепленного по периферии навнешней стороне торцовой стенки магнитопровода с кольцевой выемкой нснабженного по линии закреплениякольцевым выступом полукруглого сечещ ния и радиальными прорезями по числуустановленных юстировочных винтов,причем кольцевой выступ совмещенс кольцевой выемкой такой же конфигурации на внешней стороне торцовойстенки магнитопровода,2Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ 9 1937794,кл, 6 01 О 27/78, 1973.2, Карасик Р.В. Физика и техника30 сильных магнитных полей, М., Наука, 1964, с. 212.3. Авторское свидетельство СССР9 554491, кл, Я 01 М 27/78, 1976В 55460 Составитель В. ПокатиловРедактор Н. Воловик 1 ехредЛ. Пекарь Коррект орнненко Затакав 6894/ к ППП Патентг ужгород ул Преектна ВНИИПпо13035,краж 907Государственногоелам иэобретенисква, Ж, Рауш Подписмитета СССРоткрытийя наб., д. 4