Устройство для измерения времени спин-спиновой релаксации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЁШШ ВРЕМЕНИ СПИН-СПИНОВОЙ РЕЛАКСАЦИИ, содержащее программатор, приемопередающий блок, усилитель, блок памяти, компаратор, блок управления и измеритель временных интервалов, вход которого соединен с первым выходом блока управления, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому входу кo шapaтopa, к выходу компаратора и к выходу программатора, соединенного с входом приемопередающего блока , выход которого подключен к информационному входу блока памяти, подсоединенного управляющим входом к второму выходу блока управления, а выход усилителя соединен; с вторым входом К5 мпаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два блока вычитания, блок памяти выполнен трехканальным, блок памяти и блок управления снабжены третьими выходами, причем первый, второй и третий выходы блока памяти подключены соответственно к первом входу первого блока вычитания, ко второму входу первого блока вычитания , соединенному с одним из входов второго блока.вычитания,, и к другому входу второго блока вычитания, выход которого соединен с входом усилителя, а выход первого блока,вычитания подключен к первому входу блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом 00 программатора. о 00 4ii

СОЮЗ COBETGHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) Эи)) 01 М 24/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автсюсномм авидвтвъстви

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИй И ОТКРЫТИЙ (21) 3613423/24-25

° ° ° ° °

22) 05.07 ° 83

46) 23,!2.84, Бюл..N 47 (72) Н.Г,Ковальчук, И.Д.Пытель, Б,E.Ðûöàð и К.С.Семенистый (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им.Ленинского комсомола (53) 539.143,43(088.8) (5б) 1. Авторское свидетельство СССР

В 639240, кл. 6 01 И 24/08, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

У 757947, кл. G О1 и 24/00, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕЙИЯ

ВРЕМЕНИ СПИН-СПИНОВОЙ РЕЛАКСАЦИИ содержащее программатор, приемопередающий блок, усилитель, блок памяти, компаратор, блок управления и измеритель временных интервалов, вход которого соединен с первым выходом блока управления, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому вхо.ду компаратора, к выходу компаратора и к выходу программатора, соединенного с входом приемопередающего блока, выход которого подключен к инфор= мационному входу блока памяти, подсоединенного управляющим входом к второму выходу блока управления, а выход усилителя соединен; с вторым входом компаратора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два блока вычитания, блок памяти выполнен трехканальным, блок памяти и блок управления снабжены третьими выходами, причем первый, второй и третий выходы блока памяти подключены соответственно к первому Я входу первого блока вычитания, ко второму входу первого блока вычитания, соединенному с одним из входов второго блока вычитания,,и к другому входу второго блока вычитания, выход которого соединен с входом усилителя, а выход первого блока вычитания подключен к первому входу блока управления, третий вы од которого соединен с управляющим входом программатора.

Ф 11307

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения спин-спиновой релаксации Методаии радиоспектроскопии,, в частности импульсными методами ядеРного магнитного и квадрупольного резонансов, и может быть использовано для изучения физико-химических свойств различных веществ и т.п.

Известно устройство, содержащее 1О программатор, приемопередающий блок, измеритель Bp&MBHBbIZ интервалов, аиплитудно-временной преобразователь и осциллограф i(1)

Недостатками этого устройства являются невысокая точность измерения, сложность и трудоемкость определения времени релаксации, а также ограниченный диапазон измерения, обусловленный недостаточным динамическим диапазоном амплитудно-временного преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения времени спинспиновой релаксации, содержащее программатор, приемопередающий блок, усилитель, блок памяти, коипаратор, блок управления и измеритель временных интервалов, вход которого соеди- ЗО нен с первым выходом блока управления, первый, второй н третий входы которого подключены соответственно к первому входу коипаратора, к выходу компаратора и к выходу программа- З5 тора, соединенного с входом приемопередающего блока, выход которого подключен к информационному входу блока памяти, подсоединенного управляющим входом к второму выходу блока.40. управления, а выход усилителя соединен с вторым входои компаратора (2g .

Недостатком известного устройства является невысокая точность определения времени спин-спиновой релак- 45 сации, обусловленная тем, что при сдвиге базовой (нулевой) линии или .же при ее отсутствии полученные результаты измерения недостоверны, Целью изобретения является повышение точности измерений спинспиновой релаксации;

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее программатор, приемопередающий блок, 55 усилитель, блок памяти, компаратор, блок управления и измеритель временных интервалов, вход которого со-.

84 2 единен с первым выходом блока управления, первый., второй и третий входы которого подключены соответст- венно к первому входу компаратора, к выходу компаратора и к выходу программатора, соединенного с входом приемопередающего блока, выход которого подключен к информационному входу блока памяти, подсоединенного управляющим входом к второму выходу блока управления, а выход усилителя соединен с вторым входом компаратора, введены два блока вычитания, блок памяти выполнен трехканальным, блок памяти и блок управления снабжены третьими выходами, причем йервый, второй и третий выходы блока памяти подключены соответственно к первому входу первого блока вычитания, ко второму входу первого блока вычитания, соединенному с одним из входов второго блока вычитания, и к другому входу второго блока вычитания, выход которого соединен с входом усилителя, а выход первого блока вычитания подключен к первому входу блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом программатора.

На фиг.l приведена блок-схема устройства для измерения времени спин-спиновой релаксации; на фиг.2эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит (фиг.1) прог -. рамматор 1, приемопередающий блок 2 трехканальный блок 3 памяти, блоки

4 и 5 вычитания, усилитель. 6, компаратор 7, блок 8 управления и измеритель 9 временных интервалов.

На фнг.2 обозначены следующие сигналы . 10- на выходе приемопередающего блока 2; 11-13 - на первом, втором и третьем выходах трехканального блока 3 памяти; 14;-15 — соответственно на выходе первого 4 и второго 5 блоков вычитания; 16 — на входе измерителя 9 временных интервалов, Устройство для измерения времени спин-спиновой релаксации работает следующим образом.

В результате воздействия последо" вательности мощных радиоимпульсов н/ 2- - il - 2 l - - 2., подтудающих с выхода программатора 1 на вход приемопередающего блока 2, íà его и выходе в моменты времени n2 < появляется последовательность эхо-сигна

11307 лов, амплитуды которых . ри сдвиге базовой линии С равны

А, А рхр (" --- ) 3 С п =1,2 3 п о } Т2 где Ао - начальная амплитуда;

Т вЂ” искомое время спин-спиновой релаксации; л л со 2»

Из поступивших на вход трехканального блока 3 памяти зхо-сигна10 лов в первом периоде последователь ноСти А выделяются только три зхосигнала А, А, Ар, которые распределяются на соответствующих каналах трехканального блока 3 памяти и в виде уровней напряжений U 0 и 0 появляются на его выходах (фиг.2, 11,12,13). При этом на выл<оде первого блока 4 вычитания появится уровейь напряжения а U = U - Uy (фиг.2,14), а на выходе второго блока 5 вычита, ния — напряжение gU * 0 - Ug (фиг.2,15) .

Напряжение g U прикладывается к входу усилителя б, s котором усили-, вается до величины.К@0, где Ккоэффициент усиления усилителя 6.

Таким образом, к опорному входу компаратора 7 прикладывается напряжение 301„ а к его сигнальному входу - напряжение К402.

Если в первом периоде последовательности ф0» Кд0, то в блоке 8 управления вырабатываются импульсы, которые, поступая на вход програм" .35 матора 1, выделяют в нем сдвинутые второй и третий и -импульсы на интервалы времени 3< и 53 соответственно. Следовательйо, во втором периоде на выходе приемопередающего 40

84 4 блока 2 появляется последовательность эхо-сигналов с амплитудами

А», А 1 и А и соответственно уровней О», 0q и Ug на выходах трехканального блока 3 памяти. В зависимости от величины коэффициента

/ усиления К сдвиг второго -импуль л са на интервал времени m t. и третьео

ro it. -импульса на интервал времени (2m-1) 6 . будет продолжаться до моь (М) мента выполнения равенства .й U (е}

Кф0 (в m-ном периоде последо:2 вательности, т.е. до момента срабатывания компаратора 7. При этом блок

8 управления, вырабатывает импульс, который выключает работу программатора 1 и фиксирует конец интервала времени 6 t (фиг.2, 16). Отметим, что передний фронт полученного импульса длительностью gt сформирован импульсом в момент появления уровня напряжения "Д U на выходе первого

tYl блока 4 вычитания. С помощью измерителя 9 временных интервалов будет зафиксирован отрезок времени (ш-1Г

М - --- " m "- 2 3 4

1пК

U» - 0 й0» где К ------- = ---дU,„- 0,eU™

Ь -»

При измерении величины Т в реальном масштабе времени коэффициент усиления устанавливают равным К

2,718, что соответствует gt Т (ц 1) о °

Использование изобретения обеспечивает повышение точности определения времени спин-спиновой релаксации за счет исключения погрешности от сдвига или отсутствия базовой линии.

ВНИИПИ Заказ 9602/3 I Тираж 822 Подписное

Owucaa ШШ "Пвтакт", г.Хигород, ул.Проевтыая, 4

ll Ill!

130784