Зонд для ямр магнитометра

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (iix8711

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ау Р 789954 (22) Заявлено 15.01 ° 80 (21) 2868042/18-21 (51)NL. Кл.

G 01 R 33/08

J с присоедннеинезт заявки М

1оеударствелый квнвтет

CCCP ав делам вэебретеявб н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07. 10 ° 81 ° тиоллетень ¹ 37 (53) УД1(621 ° 317 ° .44 (088-8) Дата опубликования описания 07-10.81. ъ

А.А.Глущенко, H.Í.Êàðàãàé, В.И Курочкин и А .Я.Лаптиенко (72) Авторы изобретения с

Специальное конструкторско-технологическое бюро

Донецкого физико-технического ййсТитута АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ЗОНД ДЛЯ $1NP ИАГНИТОМЕТРА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре для измерения магнитных полей на основе метода ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Известен зонд для ЯИР-магнитометра. по авт. св. 1Р 789954, который может быть использован для измерения магнитных полей 1.1 ). Он содержитдатчик с высокочастотной катушкой и

ФО контейнером со спинсодержащим веществом, пороговый генератор и соединительную линию между ними, выпол-ненную в виде жесткого коаксиала.

Внутри коаксиала по всей его длине

15 расположены шайбы с отверстиями для прохода гелия, а на обоих концах коаксиала установлены разъемы, к одному иэ которых подключен пороговый генератор, а к другому — датчик, снабженный катушкой модуляции. В верхней части коаксиала выполнен патрубок с герметично установленными вводами, соединенными с катушкой модуляции проводами, размещенными внутри коаксиала.

Разъем, соединякщий коаксиал с пороговым генератором, выполнен герме" тичным. Высокочастотная катушка закреплена в отверстии каркаса датчика, а контейнер со спинсодер,"кащим веществом установлен внутри высокочастотной катушки с возможностью его заменые

Недостатком известного зонда для

ЯМР-магнитометра являются сильные наводки датчика на сверхпроводящнй соленоид и электромеханические навод. ки на датчик при использовании сильных модулирующих полей. Наводки на датчик появляются вследствие взаимодействия катушек модуляции с измеряемым полем и проявляются в микрофонном эффекте, маскирукщем сигнал, что значительно снижает точность измерений и надежность обнаружения сигнала ЯИР. Наводки на сверхпроводящнй соленоид нарушают нормальную

871! 08

55 работу его источника тока и при измерении полей, параметры которых близки к критическим параметрам соленоида, приводят к аварийным ситуациям — переходу сверхпроводящего соленоида в нормальное состояние.

С целью повышения точности в зонд для ЯМР-магнитометра введены четыре одинаковые, последовательно соединенные катушки модуляции, расположенные попарно симметрично относительно контейнера со спинсодержащим веществом, при этом внутренние катушки включены согласно, а внешние — встречно по отношению к внутренним катушкам.

На чертеже изображен зонд для .ЯМР-магнитометра в разрезе.

Зонд состоит из трех отдельных функциональных узлов: датчика 1, соединительной линии, выполненной в виде жесткого высокочастотного коаксиала 2 и порогового генератора 3. Датчик 1 содержит каркас 4 с отверстиями, в котором размещена низкочастотная (НЧ ) модуляционная система 5, состоящая из четырех последовательно соединенных круглых катушек 6, 7, 8, 9. Две внутренние катушки — 6, 7 включены так, что создают однонаправленное поле модуляции, а две внешние " 8 и 9 — магнитное поле проти-, воположного направления. Между внутренними катушками 6 и 7 размещена высокочастотная (ВЧ ) катушка 10 с контейнером ll со спинсодержащим веществом. Катушки 6, 7, 8, 9 расположены симметрично относительно контейнера 11. Датчик окружен экраном

12, представляющим собой отрезок трубы коаксиала 2.

На обоих концах коаксиала 2 установлены разъемы 13 и 14, Высокочастотный разъем 13 соединяет пороговый генератор 3 с коаксиалом 2.

Разъем 14 соединяет датчик 1 с коаксиалом 2. С датчика 1 на разъем 14 выходят провода с ВЧ-ка ушки 10 и

НЧ модуляционной системы 5. С коаксиала 2 на разъем 14 выходят центральный проводник 15 коаксиала 2, который своим вторым концом подключен к .разъему 13, и провода питания 16 НЧ модуляционной системы 5, которые размещены внутри коаксиала 2.

Для крепления центрального проводника 15 и проводов:питания 16 НЧ модуляционной системы 5 внутри трубы коаксиала служат фторопластовые шайбы 17 с отверстиями.

4

Б верхней части коаксиала расположен патрубок 18, служащий для подключения зонда к системе газосбора, при работе зонда при низких(гелиевых) температурах. На патрубках 18 размеще

НЧ разъем 19, служащий для подключения проводов питания 16 НЧ модуляционной системы 5 к источнику тока модуляции.

При работе зонда в жидком гелии наружная труба коаксиала 2 уплотняется во фланце 20 криостата 21 посредством простого сальникового уплотнения 22, допускающего перемещение зонда вдоль оси без нарушения гермеичности. В криостате 21 расположен сверхпроводящий соленоид 23.

Модуляционная система 5 датчика работает следующим образом.

При помещении датчика 1 зонда

ЯМР-магнитометра в измеряемое магнитное цоле, на каждую карпушку 6, 7, 8 и 9 модуляционной системы 5, в магйитном поле действует определенная сила. Так как катушки 6, 7, 8, 9 одинаковы и включены последовательно, то силы эти равны по величине, но направлены противоположно, следовательно, суммарная сила, действующая на модуляционную систему 5, а следовательно, и на датчик 1, сводится к минимуму. Взаимоиндукцию каждой из катушек 6, 7, 8, 9 с соленоидом

23 можно считать одинаковой и суммарная взаимоиндукция модуляционной системы 5 с соленоидом 23 равна нулю, поскольку катушки 8, 9 включены встречно.

Выполнение модуляционной системы

5, состоящей из четырех катушек

6-9, и своеобразное их включение повышает точность измерений за счет снижения микрофонного эффекта в датчике 1, что в свою очередь устраняет синхронные наводки на сигнал ЯМР.

Это особенно важно при автоматических измерениях, так как микрофонная помеха може г меняться, например при перемещении зонда, и скомпенсировать ее полностью не удается, Кроме того, повышается надежность устройства за счет уменьшения вероятности перехода сверхпроводящего соленоида 23 в нормальное состояние при работе в полях, близких к критическому, поскольку устраняются даводки датчика 1 на соленоид 23.

871108

Формула изобретения

ЗНИИПИ Заказ 8430/18 Тираж 735 Подписное

Филиал П1П1"Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4

Зонд для SIMP магнитометра по авт. св. Ф 789954, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьш ения точности в него введены четыре одинаковые, последовательно соединенные катушки модуляции, расположенные п >парно симметрично относительно контейнера со спинсодержащим веществом, при этом внутренние катушки включены согласно, а внешние — встречно по от.

-ношению к внутренним катушкам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11- 789954, кл. G 01 В 33/08, 31.05.78.