Патент ссср 170194

 

l7OI94

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42l, 3/09

Заявлено 26.V.1964 (№ 902457/26-25) с присоединением заявок № 90245б/26-25: № 911350/26-25; № 911100/26-25

Приоритет

МПК С Olh

УДК 620.1(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совета Министров

СССР

Опубликовано 30.XI.1966. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 7.1.19б7

Автор изобретения

В. М. Мамаев

Заявитель

СПЕКТРОМЕТР ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Предложено устройство для количественного анализа методом ядерного магнитного резонанса.

В известных спектрометрах ядерного магнитного резонанса, работающих на принципе автоподстройки на максимум сигнала с помощью сигнала ошибки, вырабатываемого фазовым детектором, настроенным на первую гармонику сигнала с различными системами катушек модуляции для образца и эталона, при измерении образцов с низкой концентрацией исследуемых ядер ухудшается работа блока автоподстройки.

В предложенном спектрометре для расширения диапазона исследований в области малых концентраций исследуемых ядер в блоке модуляции имеются два генератора различных модуляционных частот, питающих раздельные системы катушек модуляции двухсекционной катушки датчика в месте расположения образца и эталона.

Фазовый детектор блока автоподстройки подключен на выход генератора модуляционной частоты эталона. Этот генератор содержит удвоитель частоты, на выход которого подключен фазовый детектор измерительного блока. Для обеспечения возможности сравнения исследуемого образца с эталоном в генератор модуляционной частоты эталона может быть введен удвоитель частоты и на фазовый детектор измерительного блока поочередно поступает опорное напряжение с выхода о iного из удвоителей частоты.

Принципиальная блок-схема устройства показана на фиг. !. Двухсекционная катушка 1 с образцом 2 и эталоном 8 датчика 4 расположена между полюсами магнита 5. Система катушек 6 обеспечивает создание модуляционного поля образца 2 на частоте f,, а система катушек 7 — эталона 8 на частоте f, . Система катушек 8 через сопротивление 9 обеспечивает подачу тока компенсации паразитного модуляционного поля, создаваемого в месте расположения образца 2 системой катушек 7, а через сопротивление 10 и систему катушек

11 — подачу тока компенсации паразитного модуляционного поля, создаваемого в месте расположения эталона 8 системой катушек 6, Блок модуляции 12 имеет два генератора, работающие на частотах f;, и f;, и удвоитель частоты. С блока модуляции 12 снимаются опорные напряжения — на частоте 2 f„", для

2s фазового детектора регистрирующего прибора

18 и на частоте f „äëÿ фазового детектора блока 14 автоподстройки, сигнал с которого поступает па обмотку 15 магнита 5. Регистрирующий прибор 18 дает показания от иссле30 дуемого.

170194

B качестве эталона 8 взята проба с теми же ядрами, что и исследуемые, по значительно большей концентрации, Исследуемый образец

2 предсгавляет собой участок трубопровода.

Если средняя величина магнитного поля магнита 5 одинакова для образца 2 и эталона 8, то на выходе датчика 4 в момент резонанса присутствуют сигналы, следующие с частотами 2 f,„4,„.

Слабые сигналы частот 2f;, измеряют регистрирующим прибором 16.

В момент нарушения условий резонанса на выходе датчика появляются группы сигналов, следующие с частотами f „è f ;, С блока 14 автоподстройки, работающего на частоте f„ в обмотку 15 магнита 5 поступает ток, полярность которого выбирается так, чтобы создаваемое дополнительное магнитное поле поддерживало условие резонанса.

С помощью данного спектрометра мож о регистрировать сигналы от эталона и исследуемого образца поочередно. Для этого в блок модуляции 12 вводят второй удвоитель частоты. Фазовый детектор измерительного блока поочередно подключается к выходу одного из двух удвоителей частоты, обеспечивая поочередное измерение сигналов, от эталона и образца, как это показано на фиг. 2.

На спектрометре можно непрерывно измерять разность сигналов двух образцов. Для этого, как показано на фиг. 3, измерительный блок содержит три фазовых детектора 17, 18 и 19. Фазовый детектор 18 представляет собой калиброванный делитель. Фазовый детектор 17 настроен на сигнал от эталонного образца, и фазовый детектор 19 — на сигнал от исследуемого. Калиброванный делитель служит для приблизительного уравнивания сигналов or эталонного и исследуемого образцов. Различная степень нестабильности коэффициентов передачи измерительных каналов детекторов

17 и 19 увеличивает ошибку измерений. Однако осуществление основного усиления в датчике 4 и применение в детекторах 17 и 19 глубокой отрицательной связи исключает эту ошибку.

Предмет изобретения

1. Спектрометр ядерного магнитного резонанса, состоящий из поляризующего магнита, датчика с двухсекциопной катушкой, в которой размещены исследуемый и эталонный образцы, раздельных систем катушек местной модуляции, блока модуляции, блока автоматической подстройки на максимум выходного сигнала, измерительного блока и регистратора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона в сторону малых концентраций исследуемых ядер, блок модуляции содержит два генератора переменного тока различных модуляционных частот и удвоитель одной из частот, на выход которого включен фазовый детектор измерительного блока,. а на выход генератора другой частоты — фазовый детектор блока автоподстройки.

2. Спектрометр по и. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности сравнения концентрации исследуемых ядер в образце и эталоне, блок модуляции содержит два удвоителя модуляционных частот, к выходам которых поочередно подключается фазовый детектор измерительного блока.

3. Спектрометр по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью измерения разности сигналов от эталонного и исследуемого образцов, измерительный блок содержит калиброванный делитель, регулирующий амплитуду сигнала

40 от эталона, и два фазовых детектора, настроенных на сигналы эталонного и исследуемого образцов, между выходами которых включен регистратор.