Спектрометр электронного парамагнитного резонанса с многочастотной регистрацией

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Республик (ii) 911268 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 040380 (21) 2891403/18-25!

311 М. Кл.з

G 01 N 24/10 с присоединением заявки Мо

ГосуиарствеиннЯ комитет

СССР оо аелаи изооретеииЯ и открытяЯ (23) Приоритет (53) УДК 538. 113 (088.8) Опубликовано 070382. Бюллетень Мо 9

Дата опубликования описания 07-03 ° 82

В.A. Жндович, И. 3. Рутковский 3 A.Ä. Tàðà и Л.В.Цвирко (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт при физических проблем им. A.Н.Севченк (71) Заявитель (54) СПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО

РЕЗОНАНСА С МНОГОЧАСТОТНОЙ РЕГИСТРАЦИЕЙ

Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано в приборостроительной промышленности при изготовлении спектометров

ЭПР.

Известны спектрометры ЭПР с двойной модуляцией магнитного поля (1). .Однако в таких спектрометрах регистрируется только первая гармоника (производная) сигнала ЭПР, что снижает информативность спектра ЭПР насыщающегося образца.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спектрометр ЭПР с многочастотной регистрацией, содержащий последова. тет ъно .соединенные высокостабильный задающий генератор модуляции, усилитель мощности, измерительный резонатор с элементами модуляции, тракт сверхвысоких частот (СВЧ) с усилителем сигнала ЭПР с синхронным детектором (СД), первый вход которого соединен с выходом тракта СВЧ с усилителем сигнала ЭПР, а второй — с выходом высокостабильного задающего генератора модуляции (2).

Однако в спектрбметре регистрация второй гармоники ЭПР осуществляется только на одной частоте модуляции магнитного поля, причем на этой частоте не регистрируется первая гармоника сигнала ЭПР. Более высокие гармоники спектра ЭПР вообще не регистрируются.

Метод обработки сигнала путем узкополосного усиления и синхронного детектирования не может обеспечить получения в ходе эксперимента целостной и воспринимаемой картины процесса взаимодействия излучения с парамагнитной системой, поскольку а теряется часть информации, идущей вне полосы.пропускания регистрирующей сйстемы. Наши исследования по-казывают, что с увеличением Н4 центр информативности смещается в сторону более высоких гармоник. Поэтому подобную регистрацию необходимо,проводить на ряде частот, кратных частоте модуляции, чтобы получить разложение сигнала в ряд Фурье, и тем самым, всю информацию, содержащуюся в спектре ЭПР.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей спектрометра за счет регистрации любой из

911268

2 -x гармоник сигнала ЭПР (n = О, l 2, ° ) на любой из частот модуляции магнитного поля f/2 (к 1, 2,...

n+ 1) °

Поставленная цель достигается тем, что в спектрометр ЭПР с многочастотной модуляцией, содержащий последовательно соединенные зысокостабильный задающий генератор модуляции, усилитель мощности, измерительный резонатор с элементами модуляции,(0 тракт СВЧ с усилителем сигнала ЭПР, блок регистрации сигнала ЭПР с СД „. первый вход которого соединен с вы ходом тракта СВЧ с усилителем сигнала ЭПР, а второй - c выходом высокостабильного э дающего генератора модуляции, введены три коммутирующих устройства„ блок К Фильтров на частоты от f/2 до f/3" и блок К последовательно- включенных делите- 20 лей частоты на два,причем вход блока ,К последовательно включенных делителей на два соединен с вьяМдом высокостабильного задающего генератора модуляции, первый выход - с входом 25 .первого коммутирующего устройства, второй выход - с входом второго коммутирующего устройства, .выход которого соединен с .вторым. входом блока регистрации сигнала ЭПР с СД, выход 3О первого коьэюутирующего устройства соединен. с входом усилителя мощнос. ти,.выход третьего коммутирующего устройства соединен с первым входом блока регистрации сигнала ЭПР с СД, вхОд - с выходом блока К фильтров вхсщ которого соединен с выходом тракта СВЧ с усилителем сигнала ЭПР.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого спектрометра.

Спектрометр содержит высокостабилъный задаюцнй генератор 1 модуляции,. блок 2 )(последовательно включенных делителей на два, первое. и второе коммутирующие устройства

3 и 4, усилитель 5 мощности модуля- 45 тора магнитного поля, измерительный резонатор б с элементами модуляции, тракт.7. сВч с усилителем сигнала эпР, блок 8 К Фильтров, третье коммутирующее устройство 9, блок 10 ре- 5О гистрации сигнала ЭПР с СД.

«Частота i от высокостабильного задаю@его. генератора 1 модуляции подаетоя через блок 2 последовательно включенных делителей на два, первое омМутирующее устройство 3 и уаилиель .5 мощности на элементы модуляи измерительного резонатора б.

Первое коммутирующее устройство 3. подключает вход усилителя 5 мощности мбдулятора магнитного поля к выходу любого из И делителей блока 2 последовательно включенных делителей иа два,тем самым меняя частоту к модуляции магнитного поля f/2 до f/2. 65

Сигнал ЭПР, который получается после преобразования сигнала от измерительного резонатора б трактом 7 СВЧ с усилителем сигнала .ЭПР, поступает через блок 8 К фильтров на третье коммутирующее устройство 9, которое подключает выход фильтра на частоту

f/2(" ".) блока 8 К фильтров к вхо-. ду блока 10 регистрации сигнала ЭПР с СД. Второе коммутирующее устройство 4 подключает опорный вход СД блока 10 регистрации сигнала ЭПР с СД к выходу (к-n)"го делителя блока 2 К последовательно включенных делителей на два.

Использование изобретения позволяет производить регистрацию. любой из 2 -х гармоник сигнала ЭПР (и =

= 6, 1, 2, ...) на всех частотах модуляции магнитного поля.; Верхний предел частот модуляция магнитного поля ограничен добротностью измерительного резонатора н быстродействием делителей частоты..Использование коэффициента пересчета позволяет применять цифровые микросхемы и дважды испольэовать одни и те же Фильтры, что суцественно упрощает спектрометр особенно на низких частотах модуляции Магнитного поля. формула изобретения

Спектрометр электронного ларамагнитного резонанса (ЭПР) с.многочастотной регистрацией, содержащий последовательна соединенные высокостабильный задающий генератор. модуляции, усилитель мощности, измерительный резонатор с элементами модуляции и тракт-сверхвысоких частот (СВЧ) с усилителем сигнала ЭПР, а также блок регистрации сигнала

ЭПР с синхронным детектором (СД), первый вход которого соединен с выходом тракта СВЧ с усилителем сигнала ЭПР, а второй - с выходом высо костабильного задаияцего генератора модуляции, о т л и ч а ю ц и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей спект рбметра за счет регистрации 2 -й гармоники спектра ЭНР (n 0,1,2,...) при частоте модуляции магнитного поля f(2+ (l(= 0i 1, 2,...,п+1), в него введены три коммутируюцих устройства, блок и фильтров на частоты от f/2 до f/2 и блок К последовательно включенных делителей частоты на два, причем вход блока I(последовательно вклю-. ченных делителей на два соединен с выходом высокостабильного задающего генератора модуляции, первый выход - с входом первого коммутирующего устройства, второй выход—

911268

Составитель В.Покатилов

Редактор О.Юрковецкая Техред A.ràáèíåö Корректор A,Äçÿòêî

Заказ 1109/28 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r.- ужгород, ул. Проектная, 4 с входом второго коммутирующего устройства, выход которого соединен.с вторым входом .блока регистрации сигнала ЭПР с СД, выход первого коммутирующего устройства соединен с входом усилителя мощности, выход третьего.; коммутирующего устройства соединен с первым входом блока регистрации сигнала ЭПР с СД, вход— .с выходом блока К фильтров, вход которого соединен с выходом тракта

СВЧ с усилителем сигнала ЭПР.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Альтшулер С.A. Козырев Б.М.

Электронный парамагнитный резонанс.

N., Наука, 1972 с. 31 - 45.

2. Проспект фирмы Varian, CUIA. Выставка ВНИФХИ им. Карпова, М., 1975. (прототип) .