Безмодуляционный эпр спектрометр

 

Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса ( области научного приборостроения , и может быть использовано при изучении парамагнитнчх свойств веществ. Цель изобретения - повышение чувствительности, точности регистрации формы спектральной линии сигналов ЭПР. Резонатор вместе с устройством для балансной настройки выполнен тонкостенным и xeciKO закреплен в диэлектрическом каркасе. Его устройство вырождения по частоте выполнено из диэлектрика, а кюветное отделение, центральный провод приемной коаксиальной линии и подвижный поршень изготовлены из диэлектрика с металлическим покрытием, толщина которого, как и толщина проводящих стенок, резонатора, определяется -из условия 0,03 8ра,6 U 10&сеч , где & - толщина проводящего слоя покры-г тия; сац-- толщина гкнн-слоч на рабочей частоте резонатора; 5 раэа тол щииа скин-слоя на частоте развертки. Резонаторs катушка развертки магнитного поля и датчик системы стабилизации амплитуды и формы магнитного поля раз вертки размещены в зазоре электромагнита таким образом, чтобы их оси цилиндрической симметрии совпадали с осью цилиндрической симметрии полюсных наконечников. При этом датчик и катушка развертки установлены со стороны кюветного отделения резонатора на минимальном расстоянии от него, а диаметр катушки превышает диаметр образца в рабочей кювете резонатора не менее чем в три раза. 2 ил. с S сл N5 К ОЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1542230 (51)5 Г 01 N 24/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 28.02. 91. Бюл. Ф 8 (21) 4325256/25 (22) 17. 11. 87 (71) Ленинградский институт ядерной физики им, Б.П, Константиновн (72) Г.К. Анисимов, E.È. Завацкий

В.В, Исаев-Иванов, В,В. Ланрон, 0.10. Сидоров и В,Н. Фомичев (53) 538,113 (088.8) (56) Анисимов Г.К. и др. Безмодуляционный метод регистрации сигналов электронного парамагнитяого резонанса. Препринт ЛИЯФ и - 526, 1979.

Анисимов Г.К. и др. Метод точной регистрации формы линии сигналов электронного парамагнитного резонан" са. ЖТФ, т. 51, н 5, 1981, с. 986995. (54) БЕЗМОДУЛЯЦИОННЫЙ ЭПР СПЕКТРОМЕТР (57) Изобретение относится к технике электронного парамагпитного резонанса (ЭПР, к области научного приборостроения, и может быть использовано при изучении парамагнитнчх свойств веществ. Цель изобретения повышение чувствительности,.точности регистрации формы спектральной линии сигналов ЭПР, Резонатор вместе с устройством для балансной настройИзобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), к научному приборостроению и может быть использовано при изучении парамагнитных свойств веществ.

Цель изобретения — повьппение чувствительности безмодуляционного ки выполнен тонкостенным и жестко закреплен н диэлектрическом каркасе, Fro устройстно вырождения по частоте ньп|олнено из диэлектрика, а кюветное отделение, центральный провод приемной коаксиальной линии и подвижный поршень изготовлены из диэлектрика с металлическим покрытием; толщина которого, как и толщина пронодящих стенок резонатора, определяется из условия 0,03 3< z > Ъ 106спц, где

Д вЂ” толщина проводящего слоя покры тия, F . — толщина скин-слоя на рабочей частоте резонатора; 0 о „- толщина скин-слоя на частоте развертки„

Резонатор, катушка развертки магнитного поля и датчик систеьш стабилиЯ зации амплитудь и формьi магнитного поля развертки размещены н зазоре электромагнита таким образом, чтобы ( их оси цилиндрической симметрин совпадали с осью цилиндрической симмет- Д рии полюсиых наконечников. При этом датчик и катушка развертки установле- Щ ны со стороны кюветного отделения ре- «ф « зонатора на минимальном расстоянии Я от него, а диаметр катушки преньппает диаметр образца в рабочей кювете резонатора не менее чем в три раза. р

2 ил.

ЭПР спектрометра, точности регистрации формы линии сигналов ЭПР.

На фиг.1 представлены блок-схема безмодуляционного ЭПР спектрометра и расположение основных узлов и деталей спектрометра в зезоре элект5."(2230

j!(JtfGÃH4tòG ля фиг, 2 лрия?3. "к Ряз"

Рез

Бе:-:N0 IÓJIHÖHOHHf,fff 3!11- слектроиетр содер кит электромагн((т 1 с ПОГ((осЕ(ы«ЕИ . наконечниками 2 и блоком -IH", анин 2, 5 блок 4 быстрой развертки магнитного полн с системой стабилизации амплитуды и формы ияГкитногО поля рязвертки

KaTyftJHy- 4-.развертки;еагнитногo поля, pG $9Цбтеиы стабилизации Ямпли=лещ !и!1(форйы магнитного гол:: Раэверт=»

- ки, блок СВЧ 7„ баланс!гый бииодяльнььй Резонатор 8 с колебаниями тнпЯ

H„« ycTpoécTff0 для балаиской «(ястрой- 15 ки ре30HGTopG 9 и вырождении !«О чяс":готе 10„ кюветное отделение 1, лр .— емкую коаксиальную линию 12,, детек-"

Тор СВЧ Е3, приеиник 1е! прямого усиления сигналов 311Р и снстеиу 15 цифро--Ы вой регистрации и накопления сигналов ЭПР.

Повьшеенне чувствительности слектрс-" метра и точности регистрации формы

Ли«ЕИЕ! GЯ С««g T УВЕЛИ«!ЕНИЯ сЕЯ(ГОТЫ Н

4» Ф амллЕ(туды развертки магнитного поля

Ho3можко лри нейтрализации токов ФуКО. ВОЗНИКЯЕОЩНХ В ИЕ ЯПГЕИ«!ЕСКC!! КОНСТ

Рукции Резонатора H е.,o узлов„TOKH

Фуко> взаимодействуя поляриэующим

МGIHHTIIfi)t; полем приводят Дебялак су РЯЗОнятОря с чястотОЙ ряэвертки иа-,нитного г(олл, который Е(роявлле-ся

"кнхролной наводке (! перегру-;кает пр(яе! Екый тракт. спектроыет!оя., Чтобы ъ«

WG;qTtJGJTf.lЗ0GG Е-, .;ф(РЕКТЕ,! О! l " ОКОВ ф;тКО

;Е-РН польшеении частот(-.! и ямлгеитуды

РЯ3 вертки мягЕПЕтко -О поля, рез 0 GTop

8 .вместе с ycTpoftcTftoH 9 ДЕ!я его бя»лансиров;(и выполняют TîHKîñтенкыи в оответствии с 1(слознем

0,0л „„)К (0 5!

"Де Q толшHHG пговодлщGÃO с.лои покрытия," 45

О (! (ьч - толщина скин-слоя на рабочей 1 частоте резонатора;

6 (!.!«,— толщина скин--слоя на частоТе рс(звертки1 и для придания всеи KOHctp3 кции жест кости закрепляют в диэлектрическом

К и; К ЯCÅ 1 0 с ККЩЕТКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ лоалнжы Ей поршень 7,, центральный провод 13 кояксиальной ликии 12 выполи((!от из диэлектрика и покрывают металлом с толщиной, удовлетворяющей вь(иеприведенкому уст(опию, а устройст- во 10 вырожден Ен Резо!«вторя по часто"

ТЕ ВЫПОЛ Н ЯЮТ П OJl НО СTht(J И 3 ДИ ЭЛ ЕК ТРИ к а i! Кро - е т гo э!(спе! J Ill ".!f òÿëü tf6 Оп

pЕДЕЛЕ k« р Ч "0 ДЛ "(ИИ!Енмиэс(цик ТОКОВ

Фуко вякка геометрия pGGvetttекия э зя" зоре эл."=ктромяГЕ(ита р =:0;tGTop;! и кяту(Е(ки Развертки иаГннткОГО Голне 110- этому диэлектрический каркас 16 вмонтированным резонатором с,. устройствами его балаксировки 9 и вырождения ло частоте 10:, а такжз приемной коаксиалькой линией жестко исктиру(от в зазоре электромагнита 1,. На Одном

ИЭ ЕГО ПОЛ(ОСПЫХ "IGK0HF«!(ИКОВ ." TBi H .4 образом, чтобы оси цилиндрической си!метрии резонатора 9, лолюскых наконечников 2 и Е(ятушки g-язвертки э, жебтко 3 Gt(pelt It?f: кой .", 3 взоре электро

ИЯГHHTG НЯ Б ."OPO! ifoJ(fOCffo« ; КЯ!(С -t««tJJHке, совладали, Для уве.«.кчекнл. амплитуды Разверт=ки магнитного поля катушка .Ря-!GBpT

КИ 5 РазИЕШЯКа 1« ЗЯЗОРЕ ЭЛЕКтРОИЯГКИтя. 7 со сторо,";-"..к..оветкого отделения

11 на минимальном рясстоякии. 1«р«! этои катушка жестко закреплена в диэлеKТрическои кяркBcc 20, Б приведеl! ной кокcòðóêöèè эта расстояние составляет 1 t l 4: а чтОоы можно бь(ПО вы

;-."уть кюветкое отделение 11 резокGTo»G лри смене образца,. Кятупл(у можно поворачивать относительно оси 19 в гло"кости... Перпендикулярной плоскости чертежа,, Для ловьш!ее(ия -.ОчнОсти РЯГистряции формы ликии к;(ту((!на " быстрой развертКИ ВЫПОЛНЕНЯ дняМЕтром„ряВНЬО«! трЕМ диаметрам образца в кюветном отделении. Умекьшелие диаметра ведет к ухудшению Однородности иягнитнОГО поля развертки и ке позволяет повысить точность регистрации формы ликии.

Увеличен!Ее дия(Еетря в принцип"= возмОжнО, Ho . .ебует большОЙ ((ощ((ОГТЕ! усилителя,, г«итяющего катушку и соэдает трудности в увеличении амплитуды развертки, Длл точной регистрации формы линии важна стабилизация амплитуды и формы магииTHOTO поля развертки, поэтому

ДЯтчнк 6 стабилизации аиплитудь! и форЕЕы;;ягкиткого поля развертки размещен на оси цилиндрической симметрии катушки 5 развертки на иикимальнои расстоянии От кЕоветного отделения путем жесткого закрепления в диэлектрическом каркасе 20. В противнои случае фязовые искажекия в тракте стабиI лизации амплитуды и формы Развертки

МЯГнитноГo поля не поэБОляют Добить-, j 5422.}i0

7 в режиме последовательного рев рсивно(О счета и вырабатывает на выходе л((нейно изменяющееся напряжение треугольной формы без постоянной состазляющей,которое подается на мощнь(}1;: усилитель блока 4 быстрой развертки магнитного поля. Автономный накопитель реализован на памяти многоканального анализатора АИ-4096.И имеет„ кроме того, дисплей с возможностью наблюДения различных участкОВ памяти в разнык масштабах, устройство вь(вода на плоттер, счетчик циклов накопl ленин с возможностью остановки на- копления по заранее установленному значению, В данном безмодуляционном ЭПР спектрометре повышаются частота и амп}питуда развертки магнигного поля,; что приводит к повышению чувствительности прибора и точности регистрации форМы спектральной линии, }(Оплен(.}(.. НГ}}елО 3 .}(}},, сз>}з а((но}(с

6;.О}(О(. быс } пой ра.=.:1!ciT:(1-.;};.Гпитного !! :Л Я, О Т J(И Ч .:-. Ю I} }I Й O Я ТЕМ

g (O „- С ЦЕЛЬЮ БОБ} } .1}ЕН!(Я Ig » СТ ВИТЕ.((ЬНО тн спектрометра н ..QLI Ост:-,, ег((стра ции формь(oпеK 1 ральнсй . 7ини;, датчHIc системы ст вбили э ации амплитуды и фОрмы магнитного поля развертки размещен на цилиндрической Оси симметрии катушки раэВертки маГнитнОГО поля,, к :: О рая изготовлена диаметром не менее трех диаметров Образца, и помещена в зазоре злектрсмагнита ""c стг вонь} кюветного Отделения pÿ=.онатора Вблизи

О (H I Q таким Образо}, ГГО Оси цилиндрической си(((}етрии катушки рл..ВеpTки NагI(итноо 1;Оля н и}.. пэс -..з . 1(а.

КОнеч никОВ эл ек тромаг .(и . : СОВН:..д :-"зт с цнлт(ндрической О(ью с I};¹трии ба лансного ре: Онатора, который вместе с устроистэом Для балансной настрой

KH выполнен тонкостен((ым„ . -,естка эакФормула изобретения

КезмодуляционньпЪ,ЗПР спектрометр, содержащий электромагнит, соединенный с блоком .питания, блок быстрей развертки .магнитного поля, оединенный с катушкой развертки магнитного поля, датчик системы стабилизации амплитуды и формы магнитного палм развертки р соединенныи с бГ(окОм бь(ст р ., развертки магнитного поля, и блок СВЧ,, подключенный к цилиндричес- - 5 кому балансному бимодальчому резонатору С устройствами для балансной на} т- ройки и вырождения резонатора по частоте, кюветным отделением с образцбм и приемнОй коаксиальнои линией с НОс

410 леловательно включеннымч детектором

СВЧ, приемником прямого усиления и сис 1 емой цифровой регистрации и на г} iE

ПОКРЫТ((Я;. толщина скин слоя на рабо-чей часто ге вез Ои(е тоo а

"О пцина скив слоя и "

1-" TOTe rtP,PF 6)" Т((р реплен В диэлeKT,>Hei- сном каркасе, ус(".

РойСTBO ЕГО ВЫРОЖДЕНИЯ П;! <(GCTOTB Bb попнено иэ диэлектрика., а кюветное Отделение резОна Ора р 1(ент }альнл (про вов приемной (оаксиальной "(н(и и его

}(ОДВ Иж((Ь}й 7(ОР((} ЕНЬ ЗЫПОЛ т(ЕНЫ Иэ Дизг(ектри((а с металлическим покрытием, и пичем тo:öMI(i проводящих о.тенок зонатора и устрОй тва Для е о баланс" " розки а также металлического покрытия кюветного отделения цен грального провОда коаксиальиО((линии и подвиж ного поршня выбраны из условия:

О,О31 ь ", (.}, z1о,", „ь(( где 6 — толщина проводящего слоя

15422:Й

t !

1

- " -- — ф

Ъ

1

Г= ,"„.

k тл с уф — = 3

1 (Г

,, 1

) 1542230 д-A

Составитель А, Федоров

Техред 11.Ходанич Корректор O. Кравцова

Редактор Б, Федотов

Заказ 871 Тираж 381 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 1 1осквз, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ю

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул..Гагарина, 101