Датчик сигнала магнитного резонанса

928210 ОПИСАНИ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(23) ПриоритетОпубликовКл. 4/О аявки Мо осударственный комите СССР по делам изобретений и открытийДК 539.143. .43 (088.8) но 15.05,82. Бюллетень Моикования описания 15 5,опубтит го Си 54) ДАТЧИК СИГНАЛА 1 ИТНОГО РЕЗОНАНС я к радиыть испомагнитнозличныхтельныхитного р ого распо- регулируерегулируе- оединенные резонансноа зонанса.Известен датчик сигнала магнитного, резонанса, состоящий из передающей катушки, приемной катушки, расположенной внутри передающей катушки, системы механической регулировки развязки между катушками (1.Однако это устройство имеет следующие недостатки. Сильная емкостная связь между приемной и передающей катушками не дает возможности получить высокие степени развязки на выходе устройства. В этом устройстве отсутствует регулировка ширЬ- кополосной компоненты наводки в приемной катушке, поэтому развязка обес печивается в узкой полосе частот. Механическая регулировка развязки сложна в изготовлении и малонадеж 0 25 н- нсИзобретение относитсспектроскопии и может бзовано в спектрометрахрезонанса, а также в радиотехнических.и измериройствах на основе маги на.Наиболее близким к предлага му техническому решению являет датчик сигнала магнитного резо са, содеРжащий передающий резо ный контур, внутри которложена приемная катушка,мые емкости возбуждения,мые емкости настройки, спараллельно передающемуму контуру,В этой конструкции датчик содержит передающую систему в виде полоскового резонатора, возбуждаемогорегулируемыми емкостями, приемнуюкатушку. К разомкнутому концу токонесущей полоски резонатора подключена емкость укорочения (2Однако в этом устройстве с поннжением частоты чувствительность датчика уменьшается, т.е. диапазон рабочих частот ограничен. Это.вызвано уменьшением добротности полоскового резонатора при увеличении емкости укорочения. Снижение рабочейчастоты без увеличения емкости укорочения приводит к значительномуувеличению размеров резонатора идатчика в целом.Введенная в датчике электроннаярегулировка широкополосной компоненты наводки. недостаточно эффективна,так как не устраняет резонанснуюкомпоненту наводки в приемной.катушке (вызванную индуктивной связью10 15 20 30 35 40 45 50 величина отношения Б 5 приемной и передающей системы). Этакомпонента возникает, например, присмене одного образца другим, отличающимся магнитоэлектрическими характеристиками.В данном датчике приемная катушка удалена от разомкнутого конца токонесущей полоски для уменьшенияэлектрической наводки. Это приводитк увеличению габаритов датчика.Цель изобретения - расширение час 1 тотного диапазона, увеличение эффективности регулировок, уменьшение га-.баритов датчика,Поставленная цель достигаетсятем, что в известный датчик магнитного резонанса, содержащий передающийрезонансный контур, внутри которогорасположена приемная катушка, регулируемые емкости возбуждения,регулируемые емкости настройки, соединенные параллельно передающемурезонансному контуру, дополнительновведены петли индуктивной связи, апередающий резонансный контур выполнен в виде свернутой в рулон проводящей ленты, внутренний конец которой заземлен, а наружный конец соединен с регулируемыми емкостями настройки и регулируемыми емкостямчвозбуждения через петли индуктивной связи, причем петли индуктивнойсвязи имеют противоположное направление намотки друг относительно друга и расположены с разных сторон отприемной катушки симметрично оси пе-,редающего резонансного контура. На фиг .1 приведен датчик, общий ,вид 4 на фиг.2 - схема, поясняющая принцип дейстння электронных регулиронок. датчик состоит из передающего резонансного контура 1, представляющего собой скрученную в рулон проводящую ленту, витки которой диэлектрически разделены, внутренний конец которой соединен с экраном 2 с помощью проводника 3. Наружный конец ленты соединен через петли индуктивной связи 4 и 5 с регулируе 1мыми емкостями возбуждения б и регулируемыми емкостями настройки 7, включенными параллельно передающему резонансному контуру 1. Петли индуктивной связи 5 и 4 имеют взаимно противоположное направление намотки. Приемная катушка 8 расположена в центре симметрии передающего резонансного контура 1. Оси передающего резонансного контура 1 и приемной катушки 8 ортогональны. Ампулы 9 с образцом размещена внутри приемной катушки 8. Смена образца осуществляется через отверстие н передающем резонансном контуре 1 и экране 2. Устройство работает следующим образом,На вход датчика подается радиочастотный сигнал, который через регулируемые емкости возбуждает параллельный контур, состоящий из передающего резонансного контура 1 и регулируемых емкостей настройки 7. Из-за неидеальной ортогональности осей передающего резонансного контура 1 и приемной катушки 8, а также вследствие емкостной наводки совхода на выход датчика просачивается незначительный сигнал.Это остаточное напряжение компенсируется изменением регулируемой емкости возбуждения 6 и регулируемых емкостей настройки. Магнитное поле прикладывается перпендикулярно широкой стенке датчика (показано на фиг.1) . При выполнении условий магнитного резонанса на выходе датчика появляется сигнал спиновой индукции,вызванный прецессией спинон образца. Смена одного образца другим, от 25 личающимся электрическими характеристиками, приводит к нарушению ьаланса на выходе датчика, Компенсация широкополосной компоненты сигналараэбаланса в приемной катушке осуществляется с помощью регулируемыхемкостей возбуждения б. Применениерегулируемых емкостей настройки 7дает возможность компенсировать ре -зонансную компоненту разбаланса.Для расширения диапазона регулиронок как широкополосной, так и ре.зонансной компоненты применяются петли индуктивной связи:4 и 5 между передающим резонансным контуром 1 и приемной катушкой 8, Ток в каждой петле связи , у состоит иэ широкополосного 1, 1 и резонансного 1 р 1 тока (сме фиг1) Из эа протйвоположного направления намотки петель индуктивной снязи токиндуцирует в приемной катушке ЭДС противоположной фазы, чем ток У При С -С и С =С и одинаковых геометрических параметрах петель суммарная ЭДС компенсации равна нулю. фаза каждой составляющей 1 и 1 изменяется на противоположную, когда С СиСгпроходит через единицу, Изменение емкостей С, С и С , С осуществляется дифференциально для сохранения неизменными как условий возбуждения передающего резонансного контуб 6 Фа, так и его резонансной частоты,Расположение приемной катушки на оси передающего резонансного контура на равном удалении от ее краев обеспечивает наименьшую емкостную пан д ку на выходе и наибольшую однарьдность магнитной составляющей радиочастотного поля в образце.Расположение петель .индуктивнойсвязи с разных сторон от приемнойкатушки необходимо для устранениявзаимной связи магнитных потоков пе"тель и обеспечивает независимостьрегулировок.Приемущества датчика перед известными конструкциями реализуютсяза счет применения в качестве пере Одающего контура свернутой в рулонпроводящей ленты. Добротность передающего резонансного контура предлагаемого типа, имеющего много витков; выше добротности укороченного 5полоскового резонатора, имеющегодлину токонесущей полоски, равнуюдлине ленты. Магнитная составляющаявозбуждения ВЧ поля сконцентрирована в объеме приемной катушки. Этопозволяет повысить чувствительностьдатчика в диапазоне частот 1-20 мГцна 8-10 дБ по сравнению с известным.Кроме того, приемная катушка расположена у заземленного конца ленца,имеющего нулевой потенциал, и хорошоэкранирована витками ленты от другого конца, имеющего большой Электрический потенциал. Эта экранировка достигается беэ увеличения размеров передающей системы и позволяет, уменьшить размеры датчика практичес-ки до размеров приемной катушки.В предлагаемом устройстве устраненфарадеевский экран, что дополнитель-,(скрученной в рулон проводящей ленты-в качестве передающего резонансного контура датчика, регулируемых емкостей настройки контура, петель индуктивной связи с приемнойкатушкой) позволяет расширить диапазон рабочих частот датчика, уменьшить его габариты, повысить эффективность регулировок, что расширяет функциональные возможности датчика.Формула изобретенияДатчик сигнала магнитного резонанса, содержащий передающий резо" нансный контур, внутри которого расположена приемная катушка, регулируемые емкости возбуждения, регулируемые емкости настройки, соединен" ные параллельно передающему резонансному контуру, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и расширения функциональных возможностей путем расширения частотного диапазона и увеличения эффективности регулировки, в него дополнительно введены петли индуктивной связи, а передающий резонансный контур выполнен в виде свернутой в рулон проводящей ленты, внутренний конец которой эаземлен, а наружный конец соединен с,регулируемыми емкостями настройки и регулируемыми емкостями возбуждения через петли индуктивной связи, прйчем петли индуктивной связи имеют противоположное направление намотки друг относительно друга и расположены с разных сторон от приемной катушки симметрично оси передающего резонансного контураИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Агпой У.Т., Мадпе 11 с Веэопапсе ой Ргоопэ 1 п ЕЬуЕе АРсойо 8. - РЬуэ. Веч., 1956, у, 102,р. 136.2, Авторское свидетельство СССР Р 721735, кл. С. 01 Б 27/78,1980 (прототип).3 твенного бретений35, Рауш Подписи омитета СССР открытий ая наб д. 4