Устройство для стабилизации магнитного резонанса в спектрометре пучков поляризованных частиц,ядер,молекул

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА В СПЁКТРО МЕТРЕ ПУЧКОВ ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ЧАСТИЦ, ... ЯДЕР, МОЛЕКУЛ, содержащее блок управТМ ;::-ч ..,; Е Б 1;011.Ч ления частотой осциллирующего поля в спектрометре и выходной блок частоты осциллирующего поля, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения стабильности и точности настройки резонансных условий и упрощения конструкции, блок управления частотой осциллирующего поля выполнен в виде самогенерирующего квантового магнитометра, а выходной блок частоты осциллирующего поля выполнен в виде делителя с коэффициентом деления, равным отношению гидромагнитного отношения для рабочее го вещества датчика к гидромагнитi ному отношению для используемых частиц в пучке, примем вход делителя СП присоединен к выходу квантового магнитометра; . ;о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„.919477

3(59 5 01 м ™/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Улр

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (211 2937107/18-25 (22) 04.06.80 (46) 15 08.83. Бюл. к 30 (72) 6.8. Борисов и С.Н. Иванов (71! Ленинградский институт ядерной физики им. Б.П, Константинова " б3) 538.11.3 (088.8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 486268, кл. 0 01 N 27/78, 1972.

2. Алтарев И.С. и др. Поиск электрического дипольного момента нейтрона. Письма в ЖЭТФ, т, 29, вып. 12, с. 794-796, 1979 (прототип ). (54!(57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗА—

ЦИИ МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА В СПЕКТРО—

HKTPE ПУЧКОВ ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ЧАСТИЦ, ЯДЕР, МОЛЕКУЛ, содержащее блок управления частотой осциллирующего поля в спектрометре и выходной блок частоты осциллирующего поля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности -и точности настройки резонансных условий и упрощения конструкции, блок управления частотой осциллирующего поля выполнен в виде самогенерирующего квантового магнитометра, а выходной блок частоты осциллирующего поля выполнен в виде делителя с коэффициентом деления, равным отношению гидромагнитного отношения для рабоче;

ro вещества датчика к гидромагнитному отношению для используемых частиц в пучке, причем вход делителя присоединен к выходу квантового магнитометра;

1 9194

Предлагаемое устройство относится к области физического эксперимента и может быть использовано в исследованиях с применением магниторезонансного метода, в частности. в экспериментах по определению дипольных моментов частиц, ядер, молекул, в которых длительное время и с высокой

1 точностью должны быть выполнены резонансные условия в спектрометре. 10

Известно устройство стабилизации резонансных условий в спектроментре пучков поляризованных частиц ядер, и молекул, в котором по сигналу .от датчика - магнитометра корректируют напряженность магнитного поля f1) .

Такие устройства содержат интегри.рующие элементы, снижающие быстродействие, что приводит к погрешностям в стабилизации магнитного поля.

Кроме того, такие системы склонны к самовозбуждению, с которым трудно бороться. Другой путь поддержания резонансйых условий в спектрометре 25 состоит s управлении частотой 9сциллирующего поля.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство стабилизации резонансных условий,в спектрометре пучков поляризованных частиц, ядер, молекул, содержащее блок управления частотой осциллирующего поля в спектрометре и выходной блок частоты осицллирующего поля (2 1 .

В этом устройстве контролируется дрейф магнитного поля по отклонению счета частиц, пролетающих через спектрометр, от резонансного счета и с помощью ЭВИ оценивается величина, на которую необходимо скорректировать частоту осциллирующего поля. Выходной блок частоты осциллирующего поля представляет собой управляемый от ЭВМ,генератор, выход которого подключен к соленоидам с осциллирующим с полем.

Подстройка частоты в таком устройстве может быть осуществлена с точностью," определяемой интенсивностью пучка, и только в промежутках между отдельными измерениями, чтобы не повлиять на результат этих измерений. 55

Целью изобретения является повышеwe стабильности и точности настройки резонансных условий в спектромет?? ре пучков поляризованных частиц и упрощение конструкции °

Поставленная цель достигается тем, что в спектрометре для стабилизации магнитного резонанса в спектрометре -пучков поляризованных частиц, ядер, молекул, содержащем блок управления частотой осциллирующего поля в спектрометре и выходной блок частоты осциллирующего поля, блок управления частотой осциллирующего поля выполнен: в виде самогенерирующего квантового магнитометра, а выходной блок частоты осциллирующего поля выполнен в виде делителя с коэффициентом деления, равным отношению гидромагнитного отношения для рабочеro вещества датчика к гидромагнитному отношению для исполь зуемых частиц в пучке, причем вход делителя присоединен к выходу квантового магнитометра.

На чертеже представлена блоксхема устройства для стабилизации магнитного резонанса в спектрометре пучков поляризованных частиц, ядер, молекул. стройство для стабилизации магнитного резонанса в спектрометре пучков поляризованных частиц, ядер, молекул содержит блок 1 управления частотой осциллирующего поля и выходной блок 2 частоты осциллирующего поля. блок 1 управления частотой осциллирующего поля выполнен в виде самогенерирующего квантового магнитометра и содержит датчик 3 магнитного поля, соединенный с усилителем 4 и цепью обратной связи. Цепь обратной связи включает в себя перестраиваемый фазовращатель 5. Выходной блок

2 частоты осциллирующего поля представляет собой делитель частоты, вход которого подключен к выходу усилителя 4, а выход - к соленоидам спектрометра, создающим осциллирующее поле . Сигнал, вырабатываемый датчиком 3, пропорционален напряженности магнитного поля в спектрометре.

-Режим самогенерации обеспечивается в помощью усилителя 4 и цепи обратной связи через перестраиваемый фазовращатель 5. Фазовращатель

5 служит для изменения частоты генерации самогенерирующего . квантового магнитометра при постоянной напряженности магнитного поля в пределах полуширины кривой поглощения с частотой и = g Hg котоРая является Резонансной, поступает на соленоиды, создающие осциллирующее.поле в спектрометре.

Описанное устройство обеспечивает быстродействующую стабилизацию резонансных условий в спектрометре, поскольку при изменении напряженности магнитного поля автоматически меняется в соответствии с ним и практически безинерционно частота выходного сигнала делителя, и осциллирующее поле остается резонансным. Перестраиваемый фазовращатель обеспечивает снятие участка резонансной кривой и тонную настройку на резонанс в спектрометре, так как, меняя фазовый сдвиг в цепи обратной связи генератора, можно имзенять частоту генерации в неболь" ших пределах со сколь угодно малым шагом. Точность поддержания. резонансных условий определяется степенью однородности магнитного поля, чувствительностью и стабильностью магнитометра, точностью реализации требуемого коэффициента деления и может быть получена достаточно высокой .

Возможность получения стабильной резонансной частоты осциллирую- . щего поля для нейтронов с помощью предлагаемого устройства была проверена на макете, состоящем из квантового самогенерирующего магнитометра, с датчиком на цезии и делителя частоты с коэффициентом деления, равным 120. Выходная частота устройства соответствовала резонансной частоте для нейтронов в заданном магнитном поле и имела относительную нестабильность порядка 10 5. В цепи обратной связи самогенерирующего магнитометра содержался перестраиваемый фазовращатель на базе магазина резистивноемкостных цепочек, с помощью которого возможно было перестраивать выход40 ную частоту в диапазоне 0,53.

Покатилов

Корректор И. Эрдейи

Подписное комитета СССР и открытий ушская наб., д. 4/5 з 919477 для рабочего вещества датчика 3.

Такая корректировка необходима, так как практически однородное поле в спектрометре осуществить трудно и датчик магнит0метра измеряет. 5 то магнитное пбле, в которое он помещен. Частота. генерации магнито = метра равна ы = з К где Н - напря,м м о О женность магнитного поля в спектро-. метре; Э - гиромагнитное: отношение для рабочего вещества магнитометра.

Коэффициент деления делителя частоты

Мм равен, где Э „„- гиромагнитное, 1 Я отношение для рабочего вещества дат- 15 чика; у - .гиромагнитное: отношение для исследуемых Частиц.

Например, в спектрометре с пучком нейтронов можно использовать.в составе магнитометра цезиевый датчик 20 оптической накачки, стабильность которого может быть получена достаточно высокой, Тогда отношение гиромагнитных отношений цезия и нейтрона равно 119,9... . Такой коэффициент деления получить трудно, но коэффициент деления делителя, равный 120, обеспечивает малую погрешность стабилизации резонансных условий, если напряженность магнитного поля меняется в небольших пределах.

Управляемый фазовращатель может быть выполнен на базе магазина резисторов и конденсаторов со сколь угодно малым шагом изменения фазы, что позволит плавно изменять частоту .осциллирующего поля для снятия резонансной кривой в спектрометре.

Устройство работает следующим образом.

Квантовый самогенерирующий магнитометр вырабатывает сигнал на выходе усилителя 4 с частотой м„, =

= у„„.НО; где Н0- напРяженность магнитного поля s спектрометре.

Этот сигнал поступает на вход делителя частоты с коэффициентом деления — . С выхода делителя сигнал

Ум . Х

Ch

Составитель В.

Редактор С. Титова Техред М,Надь е е

Заказ 7975/1 Тираж 873

ВНИИПИ Государственного по делам изобретений

113035, Москва, Ж-35, Ра

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4