Радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса

 

Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано при изготовлении радиоспектрометров ЭПР. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей радиоспектрометра путем обеспечения возможности регистрации спектров ЭПР исследуемых образцов на участках треугольной развертки поляризующего магнитного поля при различных значениях начальной величины и амплитуды развертки магнитного поля, числа накоплений , ширины каналов накопителя и времени измерения в них, задаваемых в зависимости от алгоритма обработки спектрометрической информации и параметров регистрируемых спектров ЭПР. На этапе настройки радиоспектрометра цифровые эквиваленты выбранных режимных параметров с помощью пульта управления заносятся в запоминающее устройство программируемого контроллера . По сигналу с пульта управления запускается программируемый контроллер магнитного поля, который с помощью накапливающего сумматора управляет работой радиоспектрометра ЭПР. 1 ил. а (Л 00 00 ро 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4019405/31-25 (22) 06.02.86 (46) 23.06.87. Бюп. ¹ 23 (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро с опытным- про.изводством при Белорусском государственном университете им.В.И.Ленина (72) Б.Е.Куликовских, В.П.Лапицкий, M.Ã.Ëèâøèö, Г.И.Ромбак и В.П.Яновский (53) 538. 113(088.8) (56) Радиоспектрометр РЭ-1306. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Л., 1974 °

Кононович В.И. и др. Микропроцессорная система цифровой регистрации и первичной обработки спектров электронного парамагнитного резонанса, депонирована в ВИНИТИ, ¹ 6532-82, . Деп. 30.12.82. (54) РАДИОСПЕКТРОИЕТР ЭЛЕКТРОННОГО

ПАРАИАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА (57) Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано при изготовлении радиоспектрометров

ЭПР. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей радиоспектрометра путем обеспечения возможности регистрации спектров ЭПР исследуемых образцов на участках треугольной развертки поляризующего магнитного поля при различных значениях начальной величины и амплитуды развертки магнитного поля, числа накоплений, ширины каналов накопителя и времени измерения в них, задаваемых в зависимости от алгоритма обработки спектрометрической информации и параметров регистрируемых спектров ЭПР.

На этапе настройки радиоспектрометра цифровые эквиваленты выбранных режимных параметров с помощью пульта управления заносятся в запоминающее устройство программируемого контроллера. По сигналу с пульта управления запускается программируемый контроллер магнитного поля, который с помощью накапливающего сумматора управляет работой радиоспектрометра

ЭПР. 1 ил.

1 13188

Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано при изготовлении радиоспектрометров ЭПР.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей радиоспектрометра.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого радиоспектрометра ЭПР.

Радиоспектрометр ЭПР содержит .эле- 10 ктромагнит 1, соединенный с блоком 2 питания электромагнита и стабилизации магнитного поля, рабочий резонатор 3, размещенный в зазоре между полюсами электромагнита 1 и соединенный с последовательно включенными блоком 4 СВЧ, блоком 5 регистрации и блоком 6 обработки спектрометрической информации, цифроаналоговый преобразователь 7, выход которого подключен к входу блока 2 питания электромагнита i и стабилизации магнитного поля, накапливающий сумматор 8, программируемый контроллер 9 магнитного, поля и пульт 10 управления, причем входы программируемого контроллера 9 магнитного поля подключены к выходам пульта 10 управления, управляющие выходы — к управляющим входам блока

6 обработки спектрометрической инФормации, а информационные выходы— к входам накапливающего сумматора 8, выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя 7, Радиоспектрометр работает следую- 35 щим образом.

В блоке 4 СВЧ формируется мощность

СВЧ и подводится к исследуемому образцу, помещенному в рабочем резонаторе 3, который расположен между по- 40 люсами электромагнита 1, создающего в рабочем резонаторе 3 с помощью блока 2 питания электромагнита 1 и стабилизации магнитного поля стабильное поляризующее магнитное поле, Задатчи- 45 ком .магнитного поля является цифроаналоговый преобразователь 7, формирующий на выходе напряжение, которое обеспечивает задание начального значения поляризующего магнитного поля 50 и осуществлят его развертку по закону, определяемому программируемым контроллером 9 магнитного поля.

На этаге настройки радиоспектрометра задаются для участков развертки с нарастающей (обозначение параметра с индексом 1) и спадающей (обозйачеиие параметра с индексом 2) напряжен78 2 костью магнитного поля следующие режимные параметры: начальное значение поляризующего магнитного поля (Н, и Н, ), амплитуда развертки поляризующего магнитного поля (ЬНР, и ЬН ), 2 ширина каналов накопителя (ЬЬк и

"! ь h„), время измерения мгновенных

К1 значений сигнала ЭПР в каналах накопителя (а к и dt„) и число на-! К2 коплений (п„и пк ) . ! А

Цифровые эквиваленты этих параметров с помощью пульта 10 управления заносятся в соответствующие ячейки запоминающего устройства программируемого контроллера 9. B результате в накапливающий сумматор 8 заносится цифровой эквивалент величины (Н „

ЬН /2) напряженности магнитного

Р! поля, соответствующей первому каналу участка развертки с нарастающей напряженностью магнитного поля. По сигналу Пуск, формируемому с помощью пульта 10 управления, запускается программируемый контроллер 9 магнитного поля, формирующий цифровой эквивалент ширины дЬ„ канала и через ! время Ь t приплюсовывающий этот к эквивалент к содержимому накапливаю- щего сумматора 8, обеспечивая тем самым появление на выходе цифроаналогового преобразователя 7 напряжение, величина которого соответствует значению напряженности поляризующего магнитного поля в следующем (втором) канале участка развертки с нарастающей напряженностью магнитного поля.

Процесс увеличения содержимого накапливающего сумматора 8 на величину, соответствующую ширине ьh„ канала, будет продолжаться до тех пор, пока текущий номер канала участка развертки с нарастающей напряженностью магнитного поля не станет равным заданному числу каналов на этом участке, определяемому из соотношения Ь Н / ь h „. При выполнении этого

Р! "! условия завершается формирование участка развертки магнитного поля с нарастающей напряженностью и программируемый контроллер 9 магнитного поля загружает в накапливающий сумматор 8 цифровой эквивалент напряженности (H + и НР /2) магнитного поля, соо Р ответствующий первому каналу развертки со спадающей напряженностью магнитного поля.

После этого через время ht èç кк содержимого накапливающего сумматора

3 13188

8 программируемый контроллер 9 магнитного поля вычитает цифровой эквивалент ширины g h êàíàëà, формируя

2 тем самым с помощью цифроаналогового преобразователя 7 на входе блока 2 питания электромагнита 1 и стабилизации магнитного поля напряжение, соответствующее напряженности магнитного поля во втором канале участка развертки со спадающей напряженностью 10 магнитного поля. Как и на участке развертки с нарастающей напряженностью магнитного поля, этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока номер текущего канала участка раз- 15 вертки со спадающей напряженностью магнитного поля не станет равным заданному на этом участке числу каналов, равному аН / ahк . По выполкz ненни этого условия завершается фор- 29 мирование участка развертки со спадающей напряженностью магнитного поля и программируемый контроллер 9 переходит к формированию участка развертки с нарастающей напряженностью магнитного поля и т.д.

Процесс формирования участков треугольной развертки магнитного поля будет продолжаться до тех пор, пока на одном из участков развертки (или на обоих) текущее значение числа накоплений не станет равным заданному. В этом случае программируемый контроллер 9 переходит на формирование пилообразной развертки поля- 35 ризующего магнитного поля, что обеспечивает сокращение времени регистрации спектров ЭПР при определении концентрации парамагнитных частиц.

Сформированный на выходе блока 4

СВЧ в результате развертки магнитного поля при прохождении резонансного значения поляризующего магнитного поля сигнал ЭПР усиливается в блоке

5 регистрации. Мгновенные значения этого сигнала при каждом дискретном значении поляризующего магнитного поля (т.е. в каждом канале накопителя) в блоке 6 обработки спектрометрической информации преобразуются в цифровую форму и обрабатываются в соответствии с заданным в блоке б обработки спектрометрической информации алгоритмам (накопление, интегрирование, двойное интегрирование, определение пиковой интенсивности, вычисление концентрации и т.д ° ) .

78 Д

Предлагаемый радиоспектрометр позволяет осуществить регистрацию сигналов ЭПР исследуемых образцов на различных участках треугольной развертки магнитного поля при различных значе" ниях начального значения и амплитуды развертки магнитного поля, числа накоплений, ширины каналов накопителя и времени измерения в них, а также обеспечивает возможность задания этих параметров в большом динамическом диапазоне в зависимости от алгоритма обработки спектрометрической информации и параметров регистрируемых спектров ЭПР. При этом обеспечивается расширение функциональных возможностей радиоспектрометра, заключающееся в том, что наряду с обычными спектрометрическими измерениями, целью которых является исследование парамагнитных образцов, в предлагаемом устройстве реализована возможность измерения концентрации парамагнитных частиц в исследуемых образцах путем сравнения пиковых или интегральных интенсивностей линии резонансного поглощения спектров

ЭПР исследуемого и калибровочного образцов, регистрируемых при оптимальным образом заданных значениях режимных параметров (Н, bH, bh к а t, и„) в зависимости от формы и ширины регистрируемых линий резонансного поглощения и концентрации парамагнитных частиц в исследуемых образцах.

Форм ула изобретения

Радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса, содержащии электромагнит с блоком питания электромагнита и стабилизации магнитного поля, рабочий резонатор, размещенный в зазоре между полюсами электромагнита и соединенный с последовательно включенными блоком СВЧ, блоком регистрации и блоком обработки спектрометрической информации, и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к входу блока питания электромагнита и стабилизации магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей радиоспектрометра, в него дополнительно введены накапливающий сумматор, программируемый контролер магнитного поля и пульт управления, причем входы программируемого контроллера магнитного поля

1318878 ал ЭЛР

Составитель А.Федоров

Редактор А.Шандор Техред А.Кравчук Корректор JI ° Патай

Заказ 2502/36

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 подключены к выходам пульта управления, управляющие входы — к управляющим входам блока обработки спектрометрической информации, а информа6 ционные выходы — к входам накапливаю- щего сумматора, выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя °