Импульсный спектрометр ядерного магнитного резонанса

 

О П И С А Н И Е < >930086

ИЗОБРЕТЕН Иэе

Союз Советскмк

Соцмапмстмческмк

Реснубяик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (01) Дополнительное к авт. свид-ву (Sl)N. Кл, (22)Заявлено 14.04.80 (21) 2909381/18-25

G 01 N 24/08 с присоединением заявки № " (23) Приорнтет(ооудеротеекый комитет

СССР оо делом изобретений и открыткй

Опубликовано 23.05. 2 Ьктллетень № 19 (53) УДК 539.143. ,43(088.8) Дата опубликования описания 23 05 82 (72) Авторы изобретения

А. Ф. Бабкин, В. И. Гуткин и А. В. Русанов

Северо-западный заочный политехнический институт (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СПЕКТРОИЕТР ЯДЕРНОГО

МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Изобретение относится к устройствам для наблюдения и регистрации эффекта магнитного резонанса и мбжет исполь" зоваться s различных областях иссле" дования в физике, химии, биологии, медицине и т.д.

Известны импульсные спектрометры ядерного магнитного резонанса, например, для наблюдения и регистрации эффекта магнитного резонанса $1).

Недостатком укаэанных устройств является возникновение переходных процессов в контуре датчика спектрометра после мощных возбуждающих РЧимпульсов, что затрудняет исследование веществ с короткими временами релаксации.

Наиболее близким к изобретению по техйической сущности является устройство, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, радиочастотный ключ, управляющий вход которого соединен с первым выходом программирующего устройства, усилитель

2 мощности, колебательный контур тцатчика для исследуемого образца, поляризующий магнит, приемник сигналов (2).

Однако на таком спектрометре не удается регистрировать сигнал ядерного магнитного резонанса с коротким временем спада. Это обусловлено тем, что после мощных возбуждак1щих РЧ-импульсов в колебательном контуре датчика радиоспектрометра возникают переходные процессы с частотой несущей радиочастотного импульса. До окончания переходных процессов слабый полезный сигнал не может быть зафиксирован измерительным устройством. Как следствие происходит уменьыение чувствительности спектрометра за счет уменьшения полезного сигнала в течение времени переходных процессов.

Цель изобретения =. повышение чувствительности путем уменьшения времени переходных процессов колебательного контура датчика импульсного спект рометра ядерного магнитного резонанса.

3 93008 Поставленная цель достигается тем, что в импульсный спектрометр ядерного магнитного резонанса, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, радиочастотный ключ, управляющий вход которого соединен с . первым выходом программирующего устройства, усилитель мощности, колеба" тельный контур датчика для исследуемого образца, поляризующий магнит 1О и приемник сигналов, дополнительно введены последовательно соединенные аттенюатор, фаэовращатель„ второй радиочастотный ключ и формирователь импульсов, причем вход аттенюатора 15 соединен с выходом задающего генератора, выход второго радиочастотного ключа соединен со входом усилителя мощности, вход формирователя импуль" сов соединен со вторым выходом прог- zo раммирующего устройства, .а выход формирователя импульсов — с управляющим входом второго радиочастотного ключа.

На чертеже представлена блок-схе"

25 ма предлагаемого устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1, аттенюатор 2, фазовращатель 3, радиочастотные ключи 4 и 5, усилитель

6 мощности, формирователь 7 импульса, программируюц|ее устройство 8, ко«30 лебательный контур датчика 9, поляризующий магнит 10 и приемник сигналов ЯМР 11.

Выход задающего генератора 2 соединен со входом аттенюатора 2, выходз5 которого подключен ко входу фазовращателя 3. Вход радиочастотного ключа 4 соединен с выходом задающего генератора 1. Вход радиочастотного ключа 5 связан с выходом фазовращателя 3;4О выходы радиочастотных ключей 4 и 5 подключены ко входу усилителя 6 мощности. Формирователь 7 импульсов своим выходом подключен к управляющему .входу радиочастотного ключа 5, а вхо-45 дом — ко второму выходу программирующего устройства 8, первый выход послед него соединен с управляющим входом радиочастотного ключа 4. Вход колебательного контура датчика 9 подключен 50 к выходу усилителя 6 мощности, а выход связан со входом приемника сигналов 11.

Устройство работает следующим образом, 1

Сигнал высокой частоты, вырабатываемый задающим генератором 1, проходит через радиочастотный ключ 4, 1 управляемый программирующим устройством 8, и в виде радиочастотного импульса, усиленного усилителем 6 мощности, поступает на колебательный контур однокатушечного датчика 9 с исследуемым образцом.

После окончания возбуждающего радиочастотного импульса програмйирующее устройство 8 запускает формирователь 7 импульса, который управляет формированием короткого радиочастотного импульса гашения переходных процессов в колебательном контуре датчика 9.

Импульс гашения формируется следующим образом.

Сигнал высокой частоты с задающего генератора 1, проходя через аттенюатор 2 и фазовращатель 3, ослабляется, сдвигается относительно фазы несущей возбуждающего радиочастотного импульса на 180О и через радиочастотный ключ 5 и усилитель 6 мощности поступает на колебательный контур датчика 9.

В результате после действия возбуждающего радиочастотного импульса колебания переходного процесса с частотой и фазой несущей радиочастоты

1 демпфируются противофазными колебаниями радиочастотного импульса гашения той ие частоты. Иинимальное вреk мя переходных процессов в колебательном контуре датчика достигается регулировкой амплитуды и длительности радиочастотного импульса гашения с помощью аттенюатора 2 и формирователя 7 импульса.

После окончания переходных процессов в колебательном контуре датчика 9 полезный сигнал ядерного магнитного резонанса усиливается и детектируется приемником 11.

Использование дополнительных элементов - аттенюатора> фазовращателя, второго радиочастотного ключа выгодно отличает предлагаемое устройство от известных, так как позволяет уменьшить время переходных процессов в контуре датчика, повысить чувствительность спектрометра. Возможность измерения веществ с короткими временами релаксации расширяет область применения устройства.

Формула изобретения

Импульсный спектрометр ядерного магнитного резонанса, содержащий по

Составитель В. Покатилов

Редактор Т. Киселева Техред i H. Tenep., Корректор А. Гриценко!

Заказ 3455/54 Тираж 883 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 930,0 следовательно соединенные задающий генератор, радиочастотный ключ, управляющий вход которого соединен с первым выходом программирующего устройства, усилитель мощности, колеба" s тельный контур датчика для исследуемого образца с поляризующим магнитом, и приемник сигналов, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения чувствительности путем 0 уменьшения времени переходных процес. сов колебательного контура датчика, в него дополнительно введены последовательно соединенные аттенюатор, фазовращатель; второй радиочастотный ключ и формирователь импульсов, причем вход аттенюатора соединен с выходом задающего генератора, выход— второго радиочастотного ключа соединен с входом усилителя мощности, вход формирователя импульсов соединен со вторым выходом программирующего устройства, а выход формирователя импуль. сов -. с управляющим входоц второго радиочастотного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фаррар Т., Беккер Э. Импульсная и Фурье- спектроскопия ЯМР, M., "Мир", 1973, с. 60.

2. Daniel А. Oetrei "Pulse Fourier transom nuclear magnetic resonance

spectroscop>", Applied Spectroscopy, i1972, У. 26, 11 4, р. 430 (прототип) .