Импульсный радиоспектрометр-релаксометр ядерного квадрупольного резонанса

 

О П И С А Н И Е (11) 356965

ИЗОБРETEН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 20.07.70 (21) 1470347/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.02.75. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 08.04.75 (51) М. Кл. б Оlп 27/78

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 539.142.3 (088.8) по делам изобретений и открытии (72) Авторы изобретения

А. Л. Александров, Б. Г. Игнатов, А. Н. Клебанов, Б. Н. Павлов, А. T. Сергеев и Г. К. Семин

Специальное конструкторское бюро ордена Трудового Красного

Знамени института радиотехники и электроники АН СССР (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РАДИОСПЕКТРОМЕТР-РЕЛАКСОМЕТР « i:

ЯДЕРНОГО КВАДРУПОЛЬНОГО РЕЗОНАНСА

Изобретение касается радиоспектроскопии и предназначено для исследования физико-химических свойств твердого тела методом ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) по наблюдаемым сигналам ядерной индукции и спинового эха, возникающих в веществе после воздействия на исследуемый образец радиочастотных импульсов.

Известны импульсные радиоспектрометрырелаксометры ЯКР на рабочие частоты 2—

70 мгц, 50 — 150 мгц, 150 — 300 мгц.

В известных спектрометрах исследуемое вещество помещается внутрь однослойной катушки индуктора, который является составной частью резонансной системы генератора импульсов высокой частоты (ГИВЧ). С ростом рабочей частоты спектрометра число витков в катушке уменьшается. Это ведет на частотах выше 250 мгц, во-первых, к значительному понижению напряженности высокочастотного поля внутри катушки и, во-вторых, к уменьшению «сцепления» магнитных потоков сигнала ЯКР с индуктором, что существенно снижает чувствительность, особенно, к сигналам ЯКР с широкими линиями и ограничивает рабочий диапазон известных спектрометров.

Цель изобретения — создание радиоспектрометра ЯКР с высокой чувствительностью в в рабочем диапазоне частот 300 — 1000 мгц.

В предлагаемом спектрометре ЯКР применен индуктор (спиральный резонатор), который настраивается на рабочую частоту ГИВЧ с помощью системы автоматической подстройки резонатора (АПР). ГИВЧ и гетеродин выполнены на контурах коаксиального типа, что позволяет перекрыть рабочий диапазон 300—

1р 1000 мгц.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого спектрометра.

Энергия высокой частоты генератора 1 че15 рез аттенюатор 2 действует на резонатор

3 — индуктор с исследуемым веществом. Сигнал «эхо» вещества принимается в приемном тракте спектрометра через сигнальный смеситель 4 приемником 5. Слабые сигналы накапливаются в блоке накопления 6. Настройка резонатора на рабочую частоту ГИВЧ осуществляется с помощью блока АПР 7, через импульсный блок 8.

С помощью смесителя 9 для автоматической подстройки частоты (АПЧ) гетеродина

10, а также блока АПЧ 11 и механизма подстройки частоты 12, обеспечивается автоматическое сопряжение гетеродина и ГИВЧ. Схема включает механизмы перестройки ГИВЧ 13.

356965

Составитель П. Домнин

Техред О. Гуменюк

Редактор Н. Коляда

Корректор Н. Лебедева

Заказ 847,3 Изд. № 438 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

В предлагаемом спектрометре индуктор не входит непосредственно в колебательную систему ГИВЧ.

Это, во-первых, значительно упрощает конструкцию ГИВЧ, делает ее подобной конструкции гетеродина, во-вторых, что наиболее существенно, это позволяет выбрать индуктор с большим числом витков, и следовательно, увеличить напряженность высокочастотного магнитного поля внутри катушки с образцом, т. е. повышает эффективность наблюдения сигнала ЯКР. В третьих, открывается возможность термостатирования образца. В качестве индуктора выбран резонатор коаксиального типа с внутренним спиральным проводником (спиральный резонатор). Плавная перестройка резонатора осуществляется конструктивной торцовой емкостью. Это позволяет исследовать вещества с различными электрическими и магнитными проницаемостями при различных температурах. Рабочий диапазон спектрометра разбит на поддиапазоны, которые определяют применяемым резонатором.

Предмет изобретения

Импульсный радиоспектрометр-релаксометр ядерного квадрупольного резонанса, содержащий генератор импульсов высокой частоты и гетеродин, сопряженные между собой с по10 мощью системы автоматической подстройки частоты, индуктор, импульсный блок, приемное устройство, блок накопления и устройство наблюдения сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности

15 спектрометра в области высоких частот, 300—

1000 мгц, индуктор выполнен в виде отдельного резонатора спирального типа соединенного с блоком автоматической подстройкой резонатора, а гетеродин и генератор импуль20 сов высокой частоты выполнены на контурах коаксиального типа.