Радиоспектрометр эпр

 

Область использования: изобретение может быть использовано при конструировании радиоспектрометров ЭПР и исследовании релаксационных параметров парамагнитных центров. Сущность изобретения: радиоспектрометр ЭПР содержит генератор СВЧ, ослабитель мощности СВЧ, измерительный резонатор, детектор СВЧ, систему регистрации сигнала ЭПР и систему стабилизации чувствительности. Система стабилизации чувствительности снабжена усилителем постоянного тока и опорным сопротивлением . Опорное сопротивление включено между детектором СВЧ и входным сопротивлением системы регистрации сигнала ЭПР, вход усилителя постоя иного тока подключен к опорному сопротивлению, а выход - к детектору СВЧ и входному сопротивлению системы регистрации сигнала ЭПР. Зил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 01 N 24/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ. (21) 4868650/25 (22) 24.09.90 (46) 15.07.93. Бюл. М 26 (71) Институт проблем использования природных ресурсов и экологии АН БССР (72) С.Г.Прохоров и В.П.Стригуцкий (56) Авторское свидетельство СССР

N. 655955, кл. G 01 N 27/78, 1979.

Радиоспектрометры. Сводный каталог.

М., 1966, с.14. (54) РАДИОСПЕКТРОМЕТР ЗПР (57) Область использования: изобретение может быть использовано при конструировании радиоспектрометров ЭПР и исследовании релаксационных параметров

Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано при конструировании радиоспектрометров ЭПР и при исследовании па рама гнитных свойств физико-химических и биологических объектов.

Целью изобретения является обеспечение стабилизации чувствительности как прж изменении уровня мощности СВЧ, подводимой к измерительному резонатору, так и при рассогласовании частот генератора СВЧ и резонатора.

На фиг.1 представлена блок-схеМа предлагаемого радиоспектрометра.

Радиоспектрометр содержит усилитель постоянного тока 1, опорное сопротивление

2, включенное между детектором СВЧ 3 и входным сопротивлением 4 системы регистпарамагнитных центров. Сущность изобретения: радиоспектрометр ЗПР содержит генератор СВЧ, ослабитель мощности СВЧ, измерительный резонатор, детектор СВЧ, систему регистрации сигнала ЭПР и систему стабилизации чувствительности. Система стабилизации чувствительности снабжена усилителем постоянного тока и опорным сопротивлением. Опорное сопротивление вкл ючено между детектором С ВЧ и входным сопротивлением системы регистрации сигнала ЗПР, вход усилителя постоянного тока подключен к опорному сопротивлению, а выход — к детектору СВЧ и входному сопротивлению системы регистрации сигнала

ЭПР. 3 ил, рации сигнала ЭПР, генератор СВЧ 5, ослабитель мощности СВЧ 6, измерительный резонатор 7, систему регистрации сигнала

ЭПР. Вход усилителя постоянного тока 1 подключен к опорному сопротивлению 2, а выходы — к детектору СВЧ 3 и входному сопротивлению 4 системы регистрации сигнала ЗПР.

Работает предложенный радиоспектрометр ЭПР следующим образом.

При изменении уровня мощности СВЧ, подводимой от генератора СВЧ 5 через ослабитель мощности СВЧ 6 к измерительному резонатору 7, и рассогласовании частот генератора СВЧ и резонатора имеет место изменение уровня мощности СВЧ, подводимой к детектору СВЧ 3. Это в свою очередь приводит к изменению силы постоянного тока, протекающего через опорное сопро1827602 тивление 2, вследствие чего вырабатывается сигнал ошибки, поступающий на вход

УПТ 1, который и компенсирует изменение постоянного тока, протекающего через детектор СВЧ 3, Таким образом обеспечивается стабилизация чувствительности как при изменении уровня мощности СВЧ, подводимой к измерительному резонатору, так и при рассогласовании частот генератора СВЧ и резонатора, Оптимальный уровень смещения обеспечивается регулировкой выходного напряжения УПТ 1, Предложенное техническое решение обеспечивает стабилизацию чувствительности радиоспектрометров ЭПР с любой схемой СВЧ-тракта— проходной и отражательной.

Экспериментальная проверка предложенного технического решения была выполнена на базе отечественного серийного спектрометра РЭ-1301 с проходной схемой

СВЧ-тракта, в котором генератор СВЧ-клистрон К-28 был заменен на более мощный

К-54 (50 м Вт).

Результаты проверки приведены на фиг2 и 3.

Кривая 1 представляет запись спектра поглощения ЭПР навески образца гуминовых кислот при значении тока детектора

СВЧ, равном 0,01 мА. В этих условиях отношение сигнал/шум составляет 2. Кривая 2 представляет запись спектра поглощения

ЭПР данной навески в тех же условиях, но при включенной системе стабилизации чувствительности, при этом значение тока детектора установлено равным 0,2 мА, Из кривой 2 видно, что уровень шумов остался без изменения, а амплитуда сигнала ЭПР возросла не менее чем в 10 раз, Кривая 3 представляет запись спектра поглощения ЭПР навески образца гуминовых кислот при уровне мощности СВЧ, подводимой к измерительному резонатору, равном 50 мВт, При этом без включения системы стабилизации чувствительности величина тока детектора СВЧ равна 2 MA

Кривая 4 представляет запись спектра по глощения ЭПР с включенной системой ста билизации чувствительности, при этоь

5 значение тока детектора СВЧ уменьшено дс

0,2 мА. Из сравнения кривых 3 и 4 видно, чтс амплитуда сигнала ЭПР практически не из менилась, а уровень шумов уменьшился E

2 раза, Подобные результаты были получены v при уменьшении тока детектора СВЧ, обус. ловленном рассогласованием частот гене. ратора СВЧ и резонатора, И в этом случае включение системы стабилизации приводи"5 ло к возрастанию амплитуды сигнала ЭПР, Благодаря предлагаемой схеме обеспечения оптимального режима работы детектора CBV достигается простым способом повышение чувствительности спектрометра

20 во всем диапазоне мощности СВЧ, подводимой к детектору СВЧ, и при расстройке частот генератора СВЧ и резонатора.

Формула изобретения

Радиоспектрометр ЭПР, содержащий последовательно соединенные генератор

СВЧ, ослабитель мощности, измерительный резонатор, детектор СВЧ, а также систему регистрации сигнала с входным сопротив30 лением, отличающийся тем, что, с целью стабилизации чувствительности при изменении уровня СВЧ-мощности, подводимой к измерительному резонатору, и при рассогласовании частот генератора СВЧ и

35 резонатора, радиоспектрометр дополнительно содержит усилитель постоянного тока и опорное сопротивление, при этом опорное сопротивление включено между детектором СВЧ и входным сопротивлени40 ем системы регистрации сигнала ЭПР, вход усилителя постоянного тока подключен к опорному сопротивлению, а выходы кдетектору СВЧ и входному сопротивлению системы регистрации сигнала ЭПР, 1827602

1827602

Составитель В.Стригуцкий

Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор Т. Коляда

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

Заказ 2356 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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