Спектрсл1етр .акустического ядерного л1\гнитного

 

«:с °ОП ИслтНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

38IOI8

Се!еа Сееетских

Са!тиат!исти:!еск;!к

Респу0лик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 22.т/1.1971 (№ 16?3231/26-25) . .. Кл. б 01п 27 7 8 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15Х.1973. Бюллетень ¹ 21

Дата опубликования описания 2Л" 1П.1973

Кемитет по делам иалбретеии!! и аткса!тий при Осеете Мииистрпе

CCCP ДК 538.69 083.2(088 8) Автор

:.!зобретсп: !

И. И. Садыков

Казанский физико-технический институт АН СССР

-5 ll я !! ! "е ь

С11Бi&",1 РСМБТР ЛКУСТАЧЕСКС"-О ЯДБ Horî Млгнлтного

РГЗтт11АИСА

Изобретение относится к области спектроскопии ядерного магнитного резонанса с применением акустического насыщения ядерных уровней. Оно может быть использовано в спектрометрах для исследования спин-фононных взаимодействий, а также в спектрометрах двойного резонанса.

Обычно в спектрометрах с акустическим насьпценисм измерения проводят при фиксированной !астот! звука, соответствующей механическому резонансу образца, и регистрируют измен(нис ам!!литуды первой производной линни ЯМ1 около частоты акустического резонанса ядер.

Обший недостаток существующих спектрометров акустического ядерного магнитного резонанса (ЛЯМР) состоит в том, что регистрируют изменение пика первой производной лини!! ЯМР, отстоящей оТ максимума ядерного резонанса на полушприну линии.

Это приводит к экспериментальным ошибкам.

Цель изобретения состоит в том, чтобы на акустическн добротном образце при частоте ультразвука, соответствующей механическому резонансу, повысить чувствительность, улучшить качество записи кривой ЛЯМР в широком диапазоне спектра по изменению интенсивности центра ЯМР.

Согласно изобретению, цель достигается использованием двух синхронных детекторов для получения первой и второй производных линии ЯМР. По сигналу первой производной с одного из детекторов осуществляется автоподстройка (привязка) частоты автодина к величине !яагнитного поля, соответствующей условшо резонанса ядер, а регистрация

ЛЯМР проводится по изменению максимума центрального и!гка второй производной с выхода второго детектора сигнала индукциИ

10 ядер.

Блок-схск!а предложенного спектрометра показана на чертеже.

Образец 1 с плоскопараллельнымп торцами, снабженны!! дат !пкоп! (Например, емкостным)

15 амплитуды деформации 2, катушкой индуктпвности 8 автодпна и пьезопреобразователем

4, помещен в поле магнита 5. Магнит имеет модуляционные б и силовые 7 обмотки. Сигнал с выхода автодина 8 через усилитель 9

20 подается на синхронные детекторы первой 10 второй 11 гармоники, которые управляются опорнымп сигналами с выхода генератора

НЧ-модуляции 12 н удвоителя (умножителя) частоты 18 соответственно. Выходы синхрон25 ных детекторов 10, 11 соединены со входами схемы автоподстройки 14 и записывающего (регистрпру!ощего) устройства 15 через коммутиру!ощпй переключатель 1б. Схема автоподстройки может регулировать пли частоту

30 автодииа 8 илп поле магнита 5 через блок пп381018

10 тания 17. Датчик амплитуды деформации 2 соединен со схемой измерения 18. Генератор

ВЧ 19 через согласующий трансформатор 20 соединен с пьезопреобразователем 4. Модуляционная обмотка 6 питается с выхода генератора модуляции 12.

При низкочастотной модуляции поля магнита 5 около резонанса ядер переменным током в модуляционной обмотке 6 с частотой Q на выходе автодина 8 (спинового детектора) будут содержаться гармоники с частотами 0ь

Р, Q> и т. д., амплитуда которых зависит от формы линий ядерных переходов, от амплитуды модуляции и от среднего значения поля магнита. Полученный таким образом сигнал ядерной индукции с катушки 8 автодина 8 после усилителя 9 детектируется одновременно двумя синхронными детекторами 10 и 11. ЧаcTolà опорного Hàïðÿ>êåниtt ка>кдого из нпх соответствует частоте дстектир емой гармоники и задается генератором НЧ-модуляции 12 и удвоителем частоты 18. Прп этом на выходе детектора 10 первой гармоники получают первую производную сигнала ЯМР, а на выходе детектора 11 второй гармоники — вторую производную. Методы автоподстройки (привязки) частоты автодина к резонансному полю или поля к резонансной частоте известны.

Если же схема автоподстройки 14 управляется напряжением первой гармоники, то на выходе детектора второй гармоники получают постоянный максимум центрального пика второй производной. Прп прохождении авто»атически подстраиваемого РМР через значение акустического ядерного резонанса амплитуда выходного напря>кения детектора второй гармоники изменяется по соответствующему закону. При записи этого напря>кения получают кривую АЯР.

Спектрометр позволяет зафиксировать изменение амплитуды первой производной llpil

З0

ЛЯР, если «привязку» частоты автодина 8 ti поля осуществлять по сигналу второй гармоники. Выбор нужного сигнала для записывающего устройства 15 и для схемы автоподстройки в спектрометре осуществляется переключателем 16. Пунктирные линии на черте>ке означают, что «привязку» частоты автодина 8 и резонансного поля можно осуществить: или автономно, изменяя поле магнита 5 блоком питания 17 и подстраивая автодин 8, или изменяя автономно частоту автодпна и регулируя ток в обмотке 7 магнита 5. Акустическая мощность в образце 1, необходимая для АЯР, может быть создана пьезопреобразователем 4, подключенным через согласующий трансформатор 20 к выходу ВЧ-генератора 19. Так как частота ультразвука постоянна и соответствует механическому резонанссу в образце, то амплитуда деформации будет максимальной. Величина деформации мо>кет быть измерена с помощью схемы 18 и емкостного датчика 2.

Предмет изобретения

Спектрометр акустического ядерного магнитного резонанса, содержаший автодинный спектрометр ядерного магнитного резонанса (ЯМР) с цепью обратной связи частоты автодина с резонансным значением магнитного поля, устройство для контролируемого облучения образца ультразвуком и записывающее устройство, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества записи, в спектрометр

ЯМР введена дополнительная цепь, состоящая из настроенного на вторую гармонику синхронного детектора, выход которого подключен к записывающему устройству. а входы соединены с усилителем сигнала ЯМР и удвоителем частоты, присоединенным к генератору модуляции магнитного поля, Редактор T. Орловская

Составитель Ю. Константинов

Текред T. Курилко Корректор Л. Царькова

Заказ 2089/5 Изд. Мз 512 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета IIQ делам изобретений и открытий при Совете М|ишстров СССР

Л!осква, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2