Малогабаритный релаксометр протонного магнитного резонанса

 

Изобретение относится к спектроскопии ЯМР и может быть использовано при изготовлении малогабаритных когерентных ЯМР релаксометров для экспресс-анализов парамагнитных растворов . Целью изобретения является упрощение конструкции прибора , уменьшение габаритов и массы при сохранении чувствительности и точности измерения времен релаксации . ЦеЛь достигается за счет использования в качестве формирователя длительности импульсов в программаторе релаксометра счетчика периодов рабочей частоты ЯМР с триггерами с изменением связей между указанными элементами, а также использования в приемно-передающем контуре многослойной катушки, выполненной токопроводящей лентой шириной, равной длине катушки с толщиной намотки, превышающей скин-слой, но меньшей среднего радиуса катзупки, и с заземлением ее наружного конца. 2 йл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 N 24/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3892789/31-25 (22) 11.05.85 (46) 07. 11. 87. Бюл. Р 41 (71) Казанский государственный университет им. В.И.Ульянова-Ленина и

Чебоксарский приборостроительный завод (72) П.А.Васильев, К.С.Сайкин, В.В.Шевченко, А.Н.Глебов, З.A.Ñàïðûкова, Ю.И.Сальников и А.В.Захаров (53) 539.143.43(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 811 124, кл. G Oi N 24/00, 1981.

Каплун О.M. и др. Цифровой генератор серии импульсов для спектрометра магнитного резонанса. - ПТЭ, 1981, У 4, с.137. (54) МАЛОГАБАРИТНЫЙ РЕЛАКСОМЕТР ПРОТОННОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА (57) Изобретение относится к спектроскопии ЯМР и может быть испольSU 1350573 A i зовано при изготовлении малогабаритных когерентных ЯМР релаксометров для экспресс-анализов парамагнитных растворов . Целью изобретения является упрощение конструкции прибора, уменьшение габаритов и массы при сохранении чувствительности и точности измерения времен релаксации. Цель достигается за счет использования в качестве формирователя длительности импульсов в программаторе релаксометра счетчика периодов рабочей частоты ЯМР с триггерами с изменением связей между указанными элементами, а также использования в приемно-передающем контуре многослойной катушки, выполненной токопроводящей лентой шириной, равной длине катушки с толщиной намотки, превышающей скин-слой, но меньшей среднего радиуса кат цпки, и с заземлением ее наружного конца. 2 ил.

О 73

1 13ç

Изобретение относится к спектроскопин ядерного магнитного резо— наиса (ЯМР) и может быть использовано в приборостроительной промьш ленности для изготовления малогабаритных когерентных ЯМР релаксометров рутинного экспресс-анализа перемагнитных растворов, например электролитов для металлизации пластмасс; покрытий металлами и т.д.

° Цель изобретения — упрощение кон.: струкции прибора, уменьшение габаритов и массы при сохрaíåíèè чувствительности и точности измерения времен релаксации, На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого малогабаритного релак-. сометра протонного магнитного резо— нанса; на фиг.2 — блок-схема импульсного программатора с передатчиком.

Релаксометр содержит импульсный программатор с формирователем интервалов между импульсами, формирователем длительностей импульсов и блоком 1 автоматики, передатчик 2 с кварцевым генератором рабочей частоты ЯМР, модулятором и усилителем мощности, постоянный магнит 3 с датчиком, приемник 4 с детектором, измерители 5 и б амплитуды сигнала ЯМР и интервала между импульсами.соответ.ственно.

Импульсный программатор содержит формирователь 7 интервалов между импульсами, блок 8 автоматики, с.четчик

9 периодов рабочей частоты Я)П .,триггеры-формирователи 10 видеоимпульсов, а передатчик 2 состоит из кварцевого генератора 11, модулятора 12

;и усилителя 10 мощности.

Релаксометр работает следующим . образом.

Формирователь 7 интервалов между импульсами .вырабатывает временную последовательность импульсов,интервал между которыми определяется измерителем 6, а блок 8 автоматики по выходным сигналам формирователя интервалов между импульсами и в соответствии с внутренним кодом установки длительностей организует управление счетчиком 9, который начинает отсчитывать периоды рабочей частоты ЯМР кварцевого генератора 11 до фиксированных значений И (код О) и 2N (код 1), По началу и концу счета триггеры-формирователи 10 выдают последовательность видеоимпульсов необходимых длительностей, поступающих далее на модулятор 12. В моменты действия видеоимпульсов модулятор 12 пропускает РЧ-колебания с кварцевого генератора рабочей частоты ЯМР на усилитель мощности и далее в приемно-передающий контур датчика для создания РЧ вЂ по, величина которого регилуруется амплитудой РЧ-импульсов. Суммарный магнитный момент ядер исследуемого вещества, помещенного в датчик и в постоянный магнит, наводит в приемно-передающем контуре ЭДС, которая усиливается приемником 4 на частоте 5 K ц. Затем радиосигнал детектируется и подается на измеритель амплитуды.

В предлагаемом устройстве в качестве формирователя длительностей. импульсов использован счетчик 9 периодов рабочей частоты ЯМР с триггерами-формирователями 10 видеоимпульсов, причем счетчик 9 соединен счетным входом с выходом кварцевого гене— ратора 11 рабочей частоты ЯМР, вхо,цом разрешения — с первым выходом блока автоматики, первым разрядным выходом — с первыми входами триггеров †формировател для формирования передних фронтов видеоимпульсов, вто рым и третьим разрядными выходами— с первым и вторым входами блока автоматики, второй, третий и четвертый выходы блока автоматики соединены

:вторыми входами триггеров-формирователей для формирования задних фронтов видеоимпульсов, а выходы триггеров-формирователей связаны шиной с входом модулятора.

В программаторе устранение фазовой задержки достигается автоматически за счет введения прямой связи счетчика 9 с генератором 11 рабочей частоты ЯМР и использования триггером-формирователем 10 первого разрядного выхода для формирования переднего фронта видеоимпульса.Задний фронт имеет малую постоянную задержку в соответствии с небольшим числом разрядов счетчика. Все это приводит к существенному упрощению требований к структуре построения формирователя интервалов и той части блока автоматики, которая им управляет, позволяет использовать любую (цифровую или аналоговую) систеМалогабаритный релаксометр протонного магнитного резонанса, содержащий импульсный программатор с формирователем интервалов между импульсами, формирователем длительностей импульсов и блоком автоматики, передатчик с кварцевым генератором рабочей частоты SIMP с модулятором и усилителем мощности, постоянный магнит с датчиком, приемник с детектором, измеритель амплитуды сигнала

ЯМР и измеритель интервала между импульсами, причем первый многоканальный выход импульсного программатора соединен шиной с первым входом модулятора, второй выход — с первым входом измерителя амплитуды .сигнала з 13 му формирователя интервалов, упрощает организацию связей в программаторе, упрощает схему синхронного детектора и его- настройку, а в целом упрощает общую конструкцию релаксометра.

Применение многослойной катушки в приемно-передающем контуре 3 датчика устройства, выполненной токопроводящей лентой шириной, равной длине катушки, причем толщина ее намотки больше скин-слоя и меньше среднего радиуса катушки, наружный конец которой заземлен,существенно ослабляет паразитнуюемкость связи с катушкой возбуждения за счет заземления наружного конца, увеличивает однородность РЧ-поля за счет автоматического перераспределения тока по ширине ленты и тем самым повышает в 4-5 раз допустимый коэффициент заполнения предлагаемой катушки по сравнению с известными.

Формула из обретения

50573

ЯМР, третий выход — с входом измерителя интервала между импульсами, выход кварцевого генератора рабочей .5 частоты SIMP — с вторым входом модулятора, выход модулятора последовательно через усилитель мощности„ датчик и приемник с детектором — с вторым входом измерителя амплитуды сигнала ЯМР,отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции прибора, уменьшения габаритов и массы при сохранении чувствительности и точности измерения времен релаксации, в качестве формирователя длительности импульсов использован счетчик периодов рабочей частоты SIMP с триггерами-формирователями видеоимпульсов, причем счетчик соединен счетным входом с выхо" .дом кварцевого генератора рабочей частоты ЯИР, входом разрешения — с первым выходом блока автоматики, первым разрядным выходом — с первы-.

25 ми входами триггеров-формирователей для формирования передних фронтов видеоимпульсов, вторым и третьим разрядными выходами — с первым и вторым входами блока автоматики,втодб рой„ третий и четвертый выходы блока автоматики соединены с вторыми входами тригГеров-формирователей для формирования задних фронтов видеоимпульсов, выходы триггеров-.-форми-. рователей связаны шиной с входом модулятора, а в качестве датчика использована многослойная катушка в приемно-передающем контуре, выполненная токопроводящей лентой шири4О ной,равной длине катушки, причем тогпцина ее намотки .больше скин-слоя и меньше среднего радиуса катушки, а ее наружный конец заземлен, 1350573

Составитель В.Майоршин

Редактор Л.Гратилло Техред Л.Олийнык Корректор Г. Решетник

Заказ 5279/44

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4