CH439480A - Kernresonanz-Magnetfeldmesser - Google Patents

Description

      Kernresonanz-Magnetfeldmesser       Die Messung von Magnetfeldern mittels eines Kern  resonanz-Magnetfeldmessers ist bekannt.     Bestimmte          Atomkerne    haben     einen    mechanischen     Drehimpuls    und  ein mit diesem verknüpftes magnetisches     Dipolmoment.     In einem äusseren     Magnetfeld        Ho    erfahren die Dipol  momente ein Drehmoment, unter dessen Wirkung sie  eine     Präzessionsbewegung        um    die Richtung des äusseren,  zu messenden Feldes     Ho    ausführen.

   Die     sich    ergebende       Präzessionsfrequenz        f"    ist der     äusseren        Feldstärke        Ho    di  rekt proportional:       fo   <I>= Y12 n '</I>     H,     wobei y das      gyromagnetische        Verhältnis ,    eine für die       betreffende    Kernart     charakteristische        Naturkonstante    ist.

    Für Protonen in Wasser hat der     Proportionalitätsfaktor     den Wer     y/2    n = 4257,60   0,03     Hz/Oe.     



  Beim     Kernresonanz-Magnetfeldmesser    wird nun  zwecks Messung der     Präzessionsfrequenz        f"    eine inner  halb einer Spule angeordnete Probe     mit    geeigneten Ker  nen in das Magnetfeld     Ho    eingebracht.

   Die     Spule    ist  Teil eines Schwingkreises eines in seiner Frequenz f ver  änderbaren     Oszillators.    Das in der     Probenspule    erzeugte  hochfrequente     Magnetfeld    steht annähernd     senkrecht    auf  dem äusseren, zu messenden     Magnetfeld        Ho.    Die     Oszil-          latorfrequenz    f     wird    durch Kapazitätsänderung auf die       Präzessionsfrequenz        f.    eingestellt,

   so dass Resonanzab  sorption auftritt und damit eine     Verringerung    der  Schwingamplitude des     Oszillators.    Die     Amplitudenab-          nahme    dient als     Kriterium    für die     übereinstimmung    der       Präzessionsfrequenz        fo    und der     Oszillatorfrequenz    f. Die       Oszillatorfrequenz    f wird mittels eines     Frequenzmessers     gemessen, der ein     elektronischer.    Zähler sein kann, von  welchem die Frequenz direkt angezeigt     wird.     



  Zwecks Ermittlung der magnetischen Feldstärke ist  es auch bekannt,     anhand    von in einer Tabelle angege  benen     Umrechnungsfaktoren    die magnetische Feldstärke  aus der gemessenen Resonanzfrequenz f zu berechnen.  



  Die notwendige Rechenarbeit     isst    bei Präzisionsmes  sungen auf z. B. sieben Stellen     ,sehr    zeitraubend und stellt    auch deswegen einen Nachteil dar, weil Fehler. auftreten  können. Der Wert der magnetischen Feldstärke steht  ausserdem nicht     sofort    zur Verfügung.  



  Durch die Erfindung werden diese     Nachteile    ver  mieden.  



  Die     Erfindung    bezieht sich auf     einen        Kernresonanz-          Magnetfeldmesser.    Die     Erfindung    besteht     darin,    dass zur  direkten     Feldstärkeanzeige        (in        0e    bzw.

       kO.e)    ein elek  tronischer Zähler     vorgesehen    ist, der von der am     Kern-          resonanz-Magnetfeldmesser    eingestellten Resonanzfre  quenz angesteuert     ist,        während    die     Öffnungszeiten    des  Zählers durch eine     zusätzliche    Frequenz     bestimmt    sind,

    die entsprechend dem     Proportionalitätsfaktor    y12     n    der  durch die     jeweiligen        Probenkerne    gegebenen     Präzessions-          frequenz    gewählt ist. Zweckmässig ist dem Zähler     eine     Torschaltung vorgeschaltet, die von der Resonanzfre  quenz     und    der     mittels    eines     Oszillators    erzeugten, dem       Proportionalitätsfaktor    zugeordneten Frequenz ange  steuert ist.  



  Die Erfindung wird     anhand    eines     in    der Zeichnung  schematisch dargestellten     Ausführungsbeispieles        näher     erläutert.     Dargestellt    sind nur die für das Verständnis der  Erfindung wesentlichen Teile.  



  Der.     Magnetfeldmesser    besteht aus dem     Oszillator    1,  an     dessem    Ausgang 2 die     Resonanzfrequenz    auftritt.  Dem     Oszillator    1 ist ein     HF-Gleichrichter    3 und ein  NF-Verstärker 4     nachgeschaltet,    der einen Sichtteil 5  ansteuert. Die     Schwingkreisspule    6 mit der Probe 7     ist     in einem nicht weiter, dargestellten, zu messenden Ma  gnetfeld angeordnet. Diese     prinzipielle    Ausbildung ist  bekannt.  



  Zur direkten Anzeige der Feldstärke des Magnet  feldes am Ort der Probe 7 ist gemäss der     Erfindung    ein       mehrstelliger    elektronischer Zähler 8 mit einem Anzeige  teil 9     vorgesehen,    der beispielsweise über eine Torschal  tung 10 von der     Resonanzfrequenz    des     Oszillators    1 an  gesteuert wird. Die Torschaltung 10 wird     ihrerseits    von  der Frequenz eines weiteren     Oszillators    11 angesteuert.  



  Besteht die Probe 7 beispielsweise aus Protonen in  Wasser, so wird die     Frequenz    des die Torschaltung 10      steuernden     Oszillators    11 auf 425,76     kHz        eingestellt.     Am     Anzeigeteil    9 des     Zählers    8 ist     damit    direkt der  Zahlenwert der Feldstärke     Ho    in     0e    ablesbar.

   Bei ande  ren     Probensubstanzen    wird der     Oszillator    11     in    seiner  Frequenz auf die dann gegebenen     Proportionalitätsfak-          toren    eingestellt.  



  Als Vorteil ergibt sich neben der direkten zahlen  mässigen     Anzeige    der Feldstärke auch noch das Vor  liegen     digital    verschlüsselter     Werte    (Ausgänge des Zäh  lers 8), die in beliebiger Weise,     beispielsweise    zur Rege  lung von     Magnetfeldern,    weiter verarbeitet werden kön  nen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Kemresonanz-Magnetfeldmesser, dadurch gekenn zeichnet, dass zur direkten Feldstärkeanzeige ein elektro nischer Zähler vorgesehen ist, der von der am Magnet- feldmesser eingestellten Resonanzfrequenz angesteuert ist, während die Öffnungszeiten des Zählers durch eine zusätzliche Frequenz bestimmt sind, die entsprechend dem Proportionalitätsfaktor y/2a,

   der durch die jewei ligen Probenkerne gegebenen Präzessionsfrequenz ge wählt ist. UNTERANSPRUCH Magnetfeldmesser nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass dem Zähler, eine Torschaltung vorge schaltet ist, die von der Resonanzfrequenz und der mit tels eines Oszillators erzeugten, dem Proportionalitäts- faktor zugeordneten Frequenz angesteuert ist.