DE1157413B - Vorrichtung fuer die paramagnetische Resonanzspektrometrie, insbesondere zur Vergroesserung des beobachtbaren Signals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die paramagnetische Resonanzspektrometrie, insbesondere zur Vergrößerung des beobachtbaren Meßwertes. Besonders wertvoll ist die Erfindung z. B. für die zerstörungsfreie chemische Analyse von Stoffen und für die Messung von schwachen magnetischen Feldern.

Die Erscheinungen der magnetischen Kernresonanz und der paramagnetischen Resonanz sind seit langem bekannt. Bei hierzu benutzten bekannten Vorrichtungen wird im allgemeinen eine paramagnetische Eigenschäften aufweisende Probe in ein konstantes, im wesentlichen homogenes magnetisches Feld gesetzt. Eine rechtwinklig zu dem konstanten magnetischen Feld liegende, durch Hochfrequenz erregte Spule erzeugt in der Probe ein magnetisches Wechselfeld. Die Frequenz des die Spule erregenden Stromes und demnach auch die Frequenz des magnetischen Wechselfeldes wird gleich der Resonanz-Präzessions-Frequenz der paramagnetischen Teilchen in dem konstanten Feld gewählt. Die Resonanz kann z. B. in einer der folgenden Arten beobachtet werden:

1. Messung der Absorption von Energie aus dem magnetischen Wechselfeld.

2. Messung der Wechselspannung mit Präzessionsfrequenz, die in einer Spule induziert wird, die rechtwinklig sowohl zu dem konstanten magnetischen Feld als auch zu der Achse der das Wechselfeld induzierenden Spule liegt, oder

3. durch Modulation eines oder beider magnetischer Felder und Feststellung der Wirkungen der Modulation mit einem der ersten beiden obenerwähnten Verfahren. Dieses letzte Verfahren schließt unter anderem die später erläuterte »Spin-Echo-Technik« ein.

Derartige Verfahren sind unter den sorgfältig kontrollierten Bedingungen im Laboratorium insbesondere zur Untersuchung flüssiger Proben mit Erfolg benutzt worden. Wenn jedoch derartige kontrollierte Bedingungen aus wirtschaftlichen oder praktischen Gründen nicht eingehalten werden können oder wenn die zu untersuchende Probe in festem Zustand ist, beschränken die strengen Anforderungen an die Homogenität des magnetischen Feldes und die Stabilität der Frequenz sowie das dabei erreichbare geringe Verhältnis von Meß- zu Rauschpegel die Anwendung der Kern-Resonanz-Technik stark.

Die Erfindung ermöglicht es, diese Nachteile bzw. Einschränkungen weitgehend auszuschalten; sie ist dadurch gekennzeichnet, daß zwecks periodischer Änderung des hochfrequenten Wechselfeldes eine Phasen-Umkehrvorrichtung angeordnet ist. Während dann ein Wechselfeld von einer gegebenen Phase Vorrichtung für die paramagnetische

Resonanzspektrometrie,

insbesondere zur Vergrößerung

des beobachtbaren Signals

Anmelder:

Schlumberger Well Surveying Corporation,
Houston, Harris, Tex. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,
Schwelm (Westf.), Westfalendamm 10

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. Oktober 1954 (Nr. 463 776)

Nick A. Schuster, Ridgefield, Fairfield, Conn.

(V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

angelegt ist, führt das makroskopische, magnetische Moment, das durch die paramagnetischen Teilchen in dem konstanten magnetischen Feld hervorgerufen wird, von einem rotierenden Koordinatensystem aus gesehen, eine Nutation in einer bestimmten Richtung aus. Infolge der periodischen Phasenumkehrung des hochfrequenten Wechselfeldes wird das makroskopische Moment veranlaßt, periodisch seine Nutationsrichtung umzukehren. Solche Umkehrungen schwächen das makroskopische Moment während des einzelnen Zyklus kaum. Das gilt selbst beim Vorhandensein erheblicher Inhomogenitäten in den magnetischen Feldern und bei Abweichungen' der Frequenz des Wechselfeldes von der Resonanz-Präzessions-Frequenz. Bei Beginn des einzelnen Zyklus stellt sich das makroskopische Moment in die Richtung des konstanten magnetischen Feldes ein. Nachdem das periodisch in der Phase umgekehrte Feld während eines gegebenen Zeitintervalls eingeschaltet war, kann es für den übrigen Teil des Zyklus während eines Relaxationsintervalls ausgeschaltet werden, dessen Dauer ausreicht, um die atomare Unordnung, die das makroskopische Moment verkleinert, wieder rückgängig zu machen. Ein solches Relaxationsintervall

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ist für den Meßvorgang verlorene Zeit, da während wie in Fig. 1, C dargestellt. In jedem bestimmten Zeitdieses Intervalls keine Messungen ausgeführt werden. punkt ist der Winkel Θ durch die Gleichung Die Erfindung erlaubt jedoch, dieses zweite Intervall _ _ . .

erheblich zu verkürzen, wodurch die gesamte Zeit, " — Y t K)

während der Messungen gemacht werden können 5 gegeben, wobei H die Intensität des magnetischen — und dadurch auch das Verhältnis von Meß- zu Wechselfeldes und t die seit dem Anlegen des Wechsel-Rauschpegel —, vergrößert wird. Dies geschieht da- feldes verstrichene Zeit ist.

durch, daß sich das makroskopische Moment am Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird,

Ende der Periode, während der das Wechselfeld ein- wenn ein Hochfrequenzfeld von der Intensität H₁ geschaltet ist, durch Nutation wieder in die Richtung io während einer Zeit I₁ angelegt worden ist und das des konstanten Magnetfeldes einstellt. Dabei braucht makroskopische Moment M entsprechend der Bedas nachfolgende Relaxationsintervall gerade nur so ziehung(2) eine Nutation um einen Winkel Θ_χ auslang zu sein, daß die obenerwähnte, durch atomare geführt hat, die Phase des Hochfrequenzfeldes sofort Unordnung bedingte Änderung des makroskopischen umgekehrt. Dadurch kehrt das makroskopische Moments in Richtung der Achse des konstanten 15 Moment M seine in Fig. 1, C angegebene Rotations-Feldes rückgängig gemacht werden kann. richtung um und rotiert entgegengesetzt um einen

Die Erfindung und weitere mit ihr zusammen- Winkel Θ₂. Dieser ist abhängig von der Zeit t_%, die hängende Merkmale sind an Hand der in der Zeich- seit der Phasenumkehr des hochfrequenten Wechselnung dargestellten Ausführungsbeispiele und Dia- feldes verstrichen ist, und von H₂, der Stärke des gramme näher erläutert. Es zeigt 20 magnetischen Wechselfeldes während des Zeitinter-

Fig. 1 eine Reihe von Vektordiagrammen, valls t₂.

Fig. 2 eine Reihe von Impulsdiagrammen, um Das Hochfrequenzfeld kann z. B. aus zwei unmittel-

-verschiedene Formen der Erfindung zu zeigen; bar aufeinanderfolgenden Impulsen entgegengesetzter

Fig. 3 zeigt ein typisches, gemäß der Erfindung Phase mit den Feldstärken H₁ und H₂ und der Zeitkonstruiertes Gerät; 25 dauer t_x bzw. t₂ bestehen, die so gewählt sind, daß <9_X

Fig. 4 ist ein Spannungs- und Stromdiagramm zur gleich — <9₂ ist, gefolgt von einer Relaxationsperiode, in Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 3 gezeigten der das makroskopische Moment parallel zur z-Achse Geräts; im wesentlichen wiederhergestellt wird. Der Zyklus

Fig. 5 ist eine weitere Vorrichtung zur Ausführung kann beliebig oft wiederholt werden, z. B. bis die der Erfindung; 30 gewünschte Messung abgeschlossen ist. Eine solche

Fig. 6 ist eine Vorrichtung zur Verwendung der Folge soll von jetzt an mit »Spin-Echo-Technik« gemäß der Erfindung, und ~ a ,^

Fig. 7 ist ein Spannungs- und Stromdiagramm zur + " > — " \ )

Erläuterung der Arbeitsweise der Erfindung gemäß bezeichnet werden. Fig. 6. 35 Das makroskopische Moment M führt dement-

Eine kurze Erläuterung gewisser Grundsätze der sprechend eine Nutation von der z-Achse weg um den magnetischen Resonanzspektrometrie kann zum Ver- Winkel O₁ und unmittelbar darauf eine solche zurück ständnis der Erfindung beitragen. In dem Vektor- zur z-Achse aus, gefolgt von einer Ralaxationsperiode, diagramm Fig. 1, A ist an ein System von Teilchen die von der Größenordnung von 3 bis 30' (^₁ + t%) mit paramagnetischen Eigenschaften ein konstantes 40 sein kann. Bei einer bevorzugten Form dieser Ausmagnetisches Feld von der Intensität H₀ entlang der führung wird <9_X = 360° (' 2π im Bogenmaß) gez-Achse angelegt. Nach einer Zeit, die zur Einstellung macht. Diese Folge ist schematisch in Fig. 2 , A des thermischen Gleichgewichts ausreicht, stellt sich dargestellt.

der Betrag des makroskopischen magnetischen Mo- Man kann jedoch viel mehr als zwei Impulse mit

ments M₀, der zu den Teilchen in dem Feld H₀ gehört, 45 abwechselnd umgekehrten Phasen vor jeder Relaxain die Richtung des konstanten Feldes H₀ parallel zur tionsperiode einwirken lassen. Eine solche Folge soll z-Achse ein. Wenn nun eine parallel zur x-Achse folgendermaßen bezeichnet werden: liegende Spule mit einer Frequenz erregt wird, die ,q _q .q _q _ _ _ , q _q ,$.

gleich der Resonanz-Präzessions-Frequenz /₀ ist, ' '

wobei 50 Auf diese Weise kann das hochfrequente Wechsel-

„ feld aus einer Reihe von Impulsen mit abwechselnd

f₀ = -ZJtL· (i) entgegengesetzter Phase bestehen, so daß

2jt

γH₁I₁ = —γH₂t₂ = γH₃1₃ = · · · = — γH_nU

und γ für die besonderen unter Beobachtung stehenden 55 (5)

Teilchen eine Konstante (das gyromagnetische Ver- ist, wobei i₃ ...t_n die Zeiträume und H₃ ... H_n die hältnis) ist, dann wird ein magnetisches Feld erzeugt, Feldstärken der aufeinanderfolgenden Impulse sind das um die z-Achse in der x-j>-Ebene in der Uhrzeiger- und η eine gerade Zahl bedeutet. Wenn, wie oben richtung mit der Frequenz /₀ rotiert. Das makro- vorgeschlagen, für die Werte der Folge (5) 2 π skopische Moment M wird dann um die z-Achse eine 60 gewählt wird, dann »dreht« der erste Impuls das Präzession — angedeutet durch die spiralförmige makroskopische Moment M, das anfänglich parallel Bahn 9 — und eine Nutation um einen Winkel Θ zur z-Achse war, in Uhrzeigerrichtung rasch durch ausführen, wie in Fig. 1, B gezeigt. Die Nutation wird einen Winkel von 360° nach der z-Achse zurück, der veranschaulicht, wenn man sich selbst in ein Bezugs- zweite Impuls »dreht« das Moment M rasch entgegen system stellt, das in der Uhrzeigerrichtung um die 6₅ der Uhrzeigerrichtung durch 360° zurück nach der z-Achse mit der Frequenz /₀ rotiert. In diesem System z-Achse usw. Diese Folge ist in Fig. 2, B gezeigt, wird die Nutation des makroskopischen Moments M Bei der praktischen Ausführung können die Stärken

als eine reine Rotation um den Winkel Θ erscheinen, der Wechselfelder H₁, H_ä, /Z₃ ... H_n und die Dauer der

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Impulse t_x, t₂, t_s ... t_n gleich sein, und auf diese ein Minimum herabgesetzt. Dadurch resultiert ein

Weise kann jeder Impuls die gleiche Größe und Dauer Maximum für den gesamten Prozentsatz an Zeit,

haben. Die Phasen sind jedoch bei aufeinander- in der ein verhältnismäßig unabgeschwächtes Signal

folgenden Impulsen umgekehrt. beobachtet werden kann.

Die Zahl der Impulse in einem gegebenen Zyklus 5 Die magnetische Resonanz der Probe kann während braucht nur zwei zu betragen, nämlich der eine der Zeit, in der die Hochfrequenzimpulse angelegt »positiv« und der andere »negativ«, wie in der Glei- werden, nach irgendeinem der bekannten Verfahren chung (3) angegeben und in Fig. 2, A dargestellt ist. beobachtet werden, die nicht auf der freien Präzession Diese Zahl kann aber auch mehrere hundert zu- beruhen, z. B. durch Induktion, Absorption oder nehmen, wie in den Gleichungen (4) und (5) gezeigt io Dispersion. Die Anwesenheit des verhältnismäßig und in Fig. 2, B dargestellt ist. Je größer die Anzahl starken, von außen angelegten Hochfrequenzfeldes von Impulsen in jedem einzelnen Zyklus ist, desto während der Zeit, in der der schwache Resonanzgrößer muß auch die Relaxationsperiode sein, die impuls der gleichen Frequenz beobachtet werden soll, ungefähr mit dem Quadrat der Anzahl der Impulse kann jedoch praktische Schwierigkeiten verursachen, wächst. Die gesamte Zeit jedoch, die für eine Reihe 15 Gemäß der Erfindung kann nun aber der Resonanzvon Impulsen gebraucht wird, muß, verglichen mit impuls gegebenenfalls in Abwesenheit des starken der der Präzession zugehörigen Relaxationszeit T₁, Anregungsfeldes festgestellt werden. Zum Beispiel kann kurz sein. Die tatsächliche Phase während des ersten die in Verbindung mit Fig. 2, C beschriebene Impuls-Hochfrequenzimpulses ist ohne Bedeutung und wird folge in der in Fig. 2, E angegebenen Weise modifiziert »positiv« genannt, zum Unterschied von den nächsten 20 werden. Der erste Hochfrequenzimpuls, der das makrosnegativen« Impulsen mit umgekehrter Phase. skopische Moment in der ersten Richtung um 2 π dreht,

Es können auch andere Impulsfolgen gemäß der kann in eine Reihe kurzer Hochfrequenzimpulse der

Erfindung verwendet werden. Es ist nicht notwendig, gleichen Phase zerteilt werden, die durch Intervalle 11

daß in einem gegebenen Zyklus jede Umkehr das mit freier Präzession getrennt sind, während denen die

makroskopische Moment um einen Winkel Θ dreht, 25 Messungen gemacht werden können. Die gesamte

der dem Winkel der ersten Nutation gleich ist. Zum XT _{+ 4}.- _Ui -u* <■> ■ a · j · ι. ■ ^π , 3π

τ, ■ · ι · * U₄-UJCi · * Nutation bleibt 2 π, in dessen wird sie bei -=- und -=-

Beispiel ist nachstehende Folge geeignet 2 2

η η _ι_ η α. η _ι_η ca\ unterbrochen, wo das Resonanzsignal für die Mes-

+&, -(s>, +nw ... ~tnW, +&, (p) _{sung einen Höchstwert hat Die} darauffolgenden

wobei η eine ganze Zahl ist. Dies ergibt besonders gute 30 negativen und positiven Impulse werden in dergleichen Resultate, wenn « = 2 ist. Demnach kann der erste Weise zerhackt. Dieses Prinzip kann für jede der Im-Impuls eine Dauer und eine Größe haben, die aus- pulsfrequenzen angewendet werden, die oben allreichen, um das makroskopische Moment M rasch gemein in den Folgen (3), (4) und (6) angegeben sind, um 360° (' 2 π im Bogenmaß) herumzudrehen, der Eine bevorzugte Einrichtung zur Feststellung der nächste Impuls um —720° ('—4 π im Bogenmaß) 35 magnetischen Resonanz während der Zeitintervalle, und der letzte um +360° (" 2 π im Bogenmaß), gefolgt in denen das Hochfrequenzfeld eingeschaltet ist, ist von einer Relaxationsperiode, nach der der Zyklus schematisch in Fig. 3 gezeigt. Gemäß Fig. 3 ist eine wiederholt wird, wie in Fig. 2, C gezeigt. Wie in Probe 12 in ein konstantes, im wesentliches homogenes, Fig. 2, D gezeigt, kann die Folge durch Hinzufügen magnetisches Feld H₀ gesetzt, da» sich im Spalt 13 von +4 π- und —4 π-Impulsen verlängert werden. 40 eines Magneten 14 befindet, der als permanenter In den obigen Formeln (3), (4) und (6) braucht der Magnet dargestellt ist, aber vorzugsweise ein Elektro-Winkel Θ nicht gleich einem Vielfachen von 2 π magnet ist. Eine rechtwinklig zu dem Feld H₀ liegende

gewählt zu werden, aber kleinere Winkel als £ sind ^{Spule 15} erzeugt das Hochfrequenzfeld. Der Ausgang

^e 2 eines vorzugsweise kristallgesteuerten Hochfrequenz-

nicht empfehlenswert, da es erwünscht ist, das makro- 45 generators 16 wird einem Phasenaufspaltungstrans-

skopische Moment schließlich in die Ebene zu drehen, formator 17 zugeführt, der Impulse von gleicher

in der Messungen ausgeführt werden. Auch sollte Θ Amplitude, aber entgegengesetzter Phase an die Leiter

nicht größer als 8 π sein, da sonst erhebliche Feld- 18 und 19 abgibt. Die Leiter 18 und 19 sind mit den

Inhomogenitäten auftreten. Eingängen von »Gatter«-Kreisen 20 bzw. 20' ver-

Nach der vorstehenden Analyse hat es den Anschein, 50 bunden, die gewöhnlich geschlossen sind, aber durch

als ob das makroskopische Moment M stets um einen positive bzw. negative Gatterimpulse von dem Leiter 21

bekannten Betrag gedreht wird. Das beruht aber auf her geöffnet werden können. Wenn der Sperrkreis 20

der Annahme, daß die Felder H₀, H₁ usw. vollkommen offen ist, wird die Hochfrequenz der einen Phase über

homogen sind und daß die Frequenz /₀ genau gleich den Verstärker 22 der Spule 15 zugeführt. Wenn der

der Präzessionsfrequenz ist, was aber bei der prak- 55 Sperrkreis 20' offen ist, wird der Spule 15 Hochfrequenz

tischen Ausführung nicht verwirklicht werden kann. der entgegengesetzten Phase über den Verstärker 22

Tatsächlich wird das makroskopische Moment, wenn zugeführt.

die Felder nicht homogen oder die Frequenz nicht Der Ausgang der Meßspule 23, die etwa rechtexakt ist, nicht um den erwarteten Betrag gedreht winklig zu dem Feld H₀ und zu der Achse der Spule 15 werden. Diese Unscharfe bewirkt bei den üblichen 60 liegt, ist mit dem Verstärker 24 verbunden, dessen Meßmethoden für die Kernresonanz eine rasche Ausgänge 25, 26 gleiche Amplituden, aber entgegen-Abschwächung des Resonanzsignals. Dadurch wird gesetzte Phasen haben. Die Ausgänge 25, 26 werden dessen Nachweis bei Festkörperproben oder unter den den Sperrkreisen 27 und 27' zugeführt, die ähnlich Bedingungen der Praxis schwierig gemacht. Durch den Kreisen 20, 20' sind und durch einen Trigger 28 Umkehr der Phase des Hochfrequenzfeldes und der 65 erregt werden. Die Ausgänge der Kreise 27 und 27' damit gekoppelten Umkehr der Richtung der Nu- werden einem phasenempfindlichen Detektor 29 zutation des makroskopischen Moments entsprechend geführt, der von einem Schwingkreis 16 über den der Erfindung wird jedoch diese Ab»chwächung auf Phasenschieber 30 und den Leiter 31 einen Synchroni-

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sierimpuls erhält. Das System wird über das »Gatter«32 die unerwünschte Spannung zu beseitigen. Die Aus-(gate generator) und den Impulsgenerator 33 syn- gangsspannung der Spule 23 wird über den Verstärchronisiert. Die Ausgänge des Generators 33 werden ker 24 den Gatterkreisen 27 und 27' zugeführt, die dem Leiter 21 und über einen Verzögerungskreis 34 infolge der Wirkung der durch den Kreis 34 um Va h dem Leiter 28 zugeführt. Der Ausgang des Detektors 29 5 verzögerten Gatterimpulse des Leiters 28 die Polarität kann an einem Meßinstrument 35 beobachtet werden. des dem Detektor zu den Zeiten Va t_x, V₂ 1₂ usw. zu-Die Arbeitsweise des Kreises, soweit er bisher be- geführten Signals umkehren und den Detektor wähschrieben ist, kann besser in Verbindung mit dem rend der Periode T₄ abschalten. Auf diese Weise Spannungs- und Stromdiagramm gemäß Fig. 4 ver- wird, wie in Fig. 4, E dargestellt, die sich aus der standen werden. Angenommen, es sei erwünscht, eine io Resonanz ergebende Spannung 41 in eine Wechsel-Reihe von 2 π Hochfrequenzimpulsen von abwechselnd spannung 42 ohne Phasenumkehr transformiert, die entgegengesetzten Phasen zu erzeugen, die von einer dem Detektor 29 zugeführt wird. Wie jedoch in Fig. 4,F impulsfreien Periode gefolgt werden, wie in Verbin- dargestellt, wird jede beliebige Spannung, die undungmit Fig. 2, B oben beschrieben, und es sei ferner mittelbar in der Spule 23 durch den Strom 40, der in angenommen, daß die Feldamplituden H₁, H_%, H_s 15 der Spule 15 fließt, induziert wird, durch die Gatterusw. und die Zeiten t_x, i₂ und i₃ usw. gleich sind. Der kreise 27, 27' in eine Spannung 40' mit Phasen-Bequemlichkeit halber werden unten die Zeiten der umkehr nach den Zeitintervallen ^x/a h transformiert, positiven Impulse mit t_1} die negativen mit i₂ und die Der Detektor 29 ist für angeglichene Phasen

Intensitäten der Hochfrequenzfelder mit H₁ bezeichnet. empfindlich und nimmt ein empfindlich machendes Wie in Fig. 4 zu sehen, erzeugt das Gatter einen Gatter- 20 Signal vom Schwingkreis 16 auf, der in Phase mit der impuls 36 von der Dauer T₃, wobei T₅ = ρ (t _x+ Z₂) Spannung 42 ist. Auf diese Weise liegt am Ausgang ist; ρ ist die Anzahl der gewünschten Paare von des Detektors 29 eine von der Spannung 42 herrührende positiven und negativen Hochfrequenzimpulsen. Gleichspannung, die der Amplitude der Spannung 42 Dem Impuls 36 folgt eine Leerperiode 37 von der proportional ist, während der von der Spannung 40' Dauer T₁, worauf sich der Zyklus wiederholt. Während 35 herrührende Anteil seine Polarität nach jedem Zeitig sendet der Impulsgenerator 33 eine Folge von posi- interval! t_x umkehrt und daher leicht weggefiltert oder tiven und negativen Impulsen 38 bzw. 39 von der gedämpft werden kann. Am Eingang der Meß-Dauer t_x und i₂ aus. Während T₃ führen also die Gatter- einrichtung 35 liegt demnach eine Gleichspannung kreise 20 und 20' dem Verstärker 22 abwechselnd mit einer entsprechend dem Resonanzsignal 41 wech-Impulse zu, die Hochfrequenzenergie von der Fre- 3° selnden Amplitude.

quenz /₀, aber von entgegengesetzter Phase enthalten. Wenn genauere oder schärfer kontrollierte Mes-

Während des Zeitintervalls T₄, liefern sie dem Ver- sungen für die Feststellung der magnetischen Resonanz stärker keinen Wechselstrom, wie aus dem Diagramm C erwünscht sind, kann der Rest der in Fig. 3 gezeigten zu sehen ist. Ist die Anzahl der Hochfrequenzperioden Schaltanordnung verwendet werden. Die Spannung während der Zeitintervalle t_x und i₂ klein, so kann es 35 an der Detektorspule 23 wird nach Verstärkung durch wünschenswert sein, die Generatoren 32 und 33 durch den Verstärker 24 durch die Leiter 25 und 26 zuden Schwingkreis 16 zu synchronisieren. Zum Beispiel sätzlich den Gatterkreisen 43 und 43' zugeführt, die durch einen geeigneten Frequenzteiler, der nicht dar- über den Leiter 44 von dem Generator 33 gesteuert gestellt ist und der eine genaue Phaseneinstellung der werden. Die Phaseneinstellung der Kreise 43 und 43' Hochfrequenz gegenüber den Gatterimpulsen er- 40 ist so, daß die Phase des dem phasenempfindlichen möglicht. Nach dem Diagramm C, das den Strom 40 Detektor 45 zugeführten Signals am Ende der Perizeigt, der durch die Spule 15 fließt, erzeugt während öden t_1} t₂ usw. umgekehrt wird, so daß jede undes ersten Zeitintervalls I₁ ein Strom von gegebener mittelbar von der Spule 15 in der Spule 23 induzierte Amplitude und Phase das Wechselfeld H₁ in der Spannung in ein Wechselstromsignal ohne Phasen-Probe 13. Nach dem Zeitintervall t_x erhält die Spule 15 45 umkehr transformiert wird. Die Phase des Resonanzeinen Strom von entgegengesetzter Phase und erzeugt signals wird jedoch periodisch umgekehrt. Der das nächste FeIdIT₁. Das Anlegen von Feldern H₁ phasenempfindliche Detektor 45 wird über den Leiter 46 kann ^-mal wiederholt werden, wobei in Fig. 4 ρ = 2 von dem Phasenschieber 30 in gleicher Phase mit dem ist. Hierauf wird die Spule 16 für das Zeitintervall T₁ erwähnten Wechselstromsignal ohne Phasenumkehr nicht erregt. 50 empfindlich gemacht und gibt ein Gleichstromsignal ab,

Die Felder H₁ verursachen eine Präzession der para- das jeder in der Spule 23 unmittelbar von der Spule 15 magnetischen Teilchen in der Probe 12, die in der im induzierten Spannung proportional ist. Die Arbeitswesentlichen rechtwinklig zu dem Feld H₀ und der weise der Gatter 43 und 43' und des Detektors 45 ist Spule 15 liegenden Spule 23 festgestellt werden kann. ähnlich der Arbeitsweise der Kreise 27, 27' und 29, Das Auftreten dieses Impulses zeigt magnetische Reso- 55 nur daß letzerer für das Resonanzsignal, dagegen nanz in der Probe 12 an. Die durch die Resonanz ersterer für die unerwünschte unmittelbar induzierte in Spule 23 induzierte Spannung 41 ist in Fig. 4, D Spannung empfindlich ist.

zu sehen. Es sei bemerkt, daß die Spannung 41 mitten Die Gleichspannung des Detektors 45 wird zur

zwischen den Phasenumkehrungen des erregenden Steuerung der Verstärker eines Regelverstärkerkreises Stromes 40, d. h. bei V2 h ■> ¹Iz h ^usw· ihre Phase 60 46' benutzt. Letzterer empfängt zusätzlich eine Spanumkehrt. Die Spannung 41 kann auf verschiedene nung, die in Phase mit dem durch die Spule 15 über den Weise festgestellt werden. Leiter 47 zugeführten Strom ist. Am Ausgang 48

Da die Spulen 15 und 23 praktisch nicht genau recht- des Regelverstärkerkreises 46 liegt ein Signal, das winklig zueinander angeordnet sein können, induziert gegen ein direkt in der Spule 23 von der Spule 15 der Strom 40, der durch die Spule 15 geht, in der 65 induziertes Signal um 180° phasenverschoben ist und Spule 23 ein unerwünschtes Signal, das im Verhältnis dessen Amplitude sich dem erwähnten induzierten zu der gewünschten Spannung 41 stark sein kann. Signal entsprechend ändert. Es ist ersichtlich, daß jede Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung ist dazu bestimmt, unmittelbar von der Spule 15 in der Spule 23 indu-

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zierte Spannung im wesentlichen am Eingang des in der Gleichung (2) angegeben. Nach Fig. ί, D kann

Verstärkers 24 unterdrückt ist. der erste Hochfrequenzimpuls das totale makro-

Um die Feststellung der magnetischen Resonanz _{che um} *

zu erleichtern, kann zusatzlich das Feld H₀ durch die ^ 2

Spule 50 mit Niederfrequenz moduliert werden, und 5 drehen und dann ausgeschaltet werden. Solch ein

zwar mit Hilfe eines Niederfrequenzschwingkreises 49, Impuls soll hier als ein 90 "-Impuls bezeichnet werden,

der an eine Spule 50 auf dem Magneten angeschlossen Wenn der 90 "-Impuls ausgeschaltet wird, liegt das

ist. Dies bewirkt, daß sich die Amplitude des Signals41, gesamte makroskopische Moment in der Äquator-

das am Eingang des phasenempfindlichen Detektors 29 ebene, die durch die mitrotierenden Achsen x' und y'

liegt, mit Niederfrequenz proportional der in der Probe io bestimmt ist.

einduzierten magnetischen Resonanz ändert. Der Das totale makroskopische Moment M der zu

Niederfrequenzausgang des phasenempfindlichen De- untersuchenden Probe besteht aber in Wirklichkeit

tektors 29 kann an einem Niederfrequenzverstärker 51 aus den einzelnen makroskopischen Momenten der

und von hier einem phasenempfindlichen Detektor 52 verschiedenen Volumenelemente. Infolge der Tatsache,

angeschlossen werden, der durch ein empfindlich 15 daß das konstante Feld H₀ nicht vollständig homogen

machendes Signal vom Niederfrequenzschwingkreis 49 ist, liegen einige der Volumenelemente in Feldern, die

her über den Leiter 53 und den Phasenschieber 53' größer sind als H₀, einige in Feldern, die kleiner sind

erregt wird. Auf diese Weise wird die Niederfrequenz- als H₀. Während des Intervalls der freien Präzession

modulation durch den phasenempfindlichen Detektor wird das makroskopische Moment/M₁, das zu Vo-

52 festgestellt und kann an einem Gleichstrom- ao lumenelementen in einem Feld gehört, das größer als

instrument 54 angezeigt werden. H₀ ist, die Präzession mit einer Frequenz ausführen,

In einem typischen Beispiel können, wenn ρ = 2 ist, die größer ist als /₀ [siehe Gleichung (1)]. Das ma-

wie in Fig. 4, und es erwünscht ist, Protonenresonanz kroskopische Moment m₂, das zu Volumenelementen

in der Probe 12 festzustellen, und wenn γ = 2,67-10⁴ in einem Feld gehört, das kleiner als H₀ ist, wird die

ist, die folgenden Werte verwendet werden: 25 Präzession mit einer Frequenz ausführen, die kleiner

H = 500 G uß ^a*^s -^⁰ *^st" ^^{om rot}'^erenc^^en Bezugssystem aus gesehen,

⁰ ~ erscheinen die Momente m_x und m₂ fächerartig aus-

F₁ ο = 2,12 Megahertz/sec einandergezogen, wie in Fig. l,Ezu sehen ist.

H₁ = 10 Gauß Wenn nun nach der fächerartigen Aufspaltung ein

I₁ = t_z = 23,6 μβεΰ 3o 180°-Impuls der gleichen Phase wie der 90°-Impuls

j __ 250 "see zugeführt wird, werden die y'-Komponenten der

Momente Wi₁ und m₂ rasch um 180° gedreht. Wie in

Für Fachleute ist es klar, daß auch andere Arten Fig. 1,.F zu sehen ist, behalten sie jedoch ihre relativen von Detektorkreisen verwendet werden können. Bei Lagen bei. Während des Zeitintervalls freier Präzession, der Einrichtung gemäß Fig. 3 kehrt sich, wenn die 35 das diesem 180°-Impuls folgt, haben die Momente/M₁ Impulsbreiten gleich ττ statt 2 π sind, die Signal- und m₂ das Bestreben, sich der y'-Achse zu nähern, polarität in der Detektorspule nicht um, und die wie in Fig. 1, G zu sehen ist. Wenn sie die y-Achse betreffenden Schaltungen können durch Streichen erreichen, kann ein verhältnismäßig starkes Signal des Verzögerungskreises 34 vereinfacht werden. Es festgestellt werden, das ein »Echo« genannt wird. Wie kann auch zusätzlich der Gatterkreis 32 dazu ver- 40 in Fig. 1, / dargestellt ist, spalten die Momente m_x wendet werden, um nach Wunsch irgendwelche ge- und m₂ wieder fächerartig auf. Es kann wieder ein wünschten Kreise während der Periode T_t unan- 180°-Impuls angelegt (Fig. 1, K) und das Verfahren sprechbar zu machen, um den Rauschpegel noch weiter wiederholt werden,
zu verringern. Die vorstehende Erläuterung reicht aus, wenn die

Wenn die in Verbindung mit Fig. 2, E oben be- 45 Inhomogenität des Feldes klein ist, z. B. wenige schriebene weitere Ausführungsform verwendet wird, hundertstel eines Prozentes. Wenn jedoch das Feld kann der Kreis in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise eine erhebliche Inhomogenität hat, gilt die oben vereinfacht werden, indem man die Resonanzmessung gegebene Erläuterung nicht mehr. Die Momente m_x während der Perioden freier Präzession durchführt, und m₂, die sich in Feldern befinden, die erheblich von in denen kein Hochfrequenzimpuls an der Probe liegt. 50 H₀ oder H₁ abweichen, werden nicht um 90° herum-In Fig. 5, in der gleiche Zahlen Elemente bezeichnen, gedreht, wie in Fig. 1, E gezeigt, sondern beide um die denjenigen in Fig. 1 ähnlich sind, steuert ein die einen größeren Betrag 90° + Δ Θ. Der nächste Zeit regelnder Grundkreis 55 die Kreise 20 und 20' so, Impuls dreht die Momente Tn₁ und m₂ nicht um 180° daß die Hochfrequenzimpulse in der in Fig. 2, E an- wie in Fig. 1, F, sondern um 180° + 2 Δ Θ oder im gegebenen Weise aufeinanderfolgen. Der Zeitgeber- 55 ganzen um 3 Δ Θ aus der Äquatorebene heraus. Da kreis 55 steuert auch den Gatterkreis 56, um während die Wirkung kumulativ ist, dreht der nächste 180°- der Zeitintervalle 11 in Fig. 2, E eine Verbindung Impuls die Momente m_x und m₂ noch weiter aus der zwischen der Detektorspule 23, dem Verstärker 57, Äquatorebene heraus, und zwar um einen Betrag von dem Detektor 58 und der Meßeinrichtung 59 her- 5 Δ Θ usw. Wenn die Inhomogenität erheblich ist, zustellen. 60 kann man Δ Θ nicht vernachlässigen, und die sich

Bei einer zweiten Ausführung der Erfindung kann ergebende Unordnung bewirkt, daß die Echosignale die »Spin-Echo-Methode« gemäß der Erfindung an- sehr rasch schwächer werden, wodurch der Betrag des gewendet werden. Es soll hierzu eine kurze Erläuterung beobachtbaren Signals in den einzelnen Zyklen vergegeben werden, was man üblicherweise unter dieser ringert wird, so daß das Verhältnis von Meßpegel zu Methode versteht, und zwar mit Hilfe von Fig. 1. 65 Rauschpegel erheblich abnimmt.
Wie im Zusammenhang mit Fig. 1, A bis C erläutert, Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese

dreht der erste Hochfrequenzimpuls das gesamte Unordnung und das sich ergebende Absinken in makroskopische Moment M um einen Winkel Θ, wie weitem Maße beseitigt. Bei einem Beispiel für die

oben beschriebene Spin-Echo-Technik dreht der erste 90°-Impuls diejenigen Momente Tn₁ und m₂, die nicht in den Feldern der Größe H₀ oder H₁ liegen, um einen Betrag von 90° + Δ Θ. Für den nächsten Impuls indessen wird die Phase des Hochfrequenzfeldes um 180° verschoben, so daß die Momente entgegen der Uhrzeigerrichtung rotieren. Dieser negative Impuls hat eine solche Dauer, daß das makroskopische Moment M um —180° gedreht wird. Diejenigen Momente m_x und m₂ jedoch, die nicht in Feldern von der Größe H₀ oder H₁ liegen, werden um —180° —2 Δ Θ gedreht. Es ist hieraus also zu ersehen, daß die Momente m_x und m₂ nur um —Δ Θ von der Äquatorebene entfernt sind.

Der nächste 180°-Impuls ist positiv, er dreht die Momente m_x und m_z nur um Δ Θ von der Äquatorebene fort. Hierauf halten abwechselnd negative und positive Impulse den Grad der Unordnung weiter so niedrig und bringen dadurch die durch die Inhomogenität der Felder H₀ und H₁ bedingte Abschwächung auf ein Minimum. Auf diese Weise wird die Amplitude der Echos in den Intervallen freier Präzession zwischen 180 "-Impulsen wesentlich vergrößert.

Es wird dann, vorzugsweise vor dem Relaxationsintervall, ein letzter 90°-Impuls angelegt, der das makroskopische Moment M wieder in die Richtung des i?o-Feldes parallel zur z-Achse bringt, mit dem Ergebnis, daß das Relaxationsintervall wie bei der ersten Ausführungsform abgekürzt werden kann.

Eine typische Ausführung einer Spinn-Echo-An-Ordnung gemäß der Erfindung ist in Fig. 6 zu sehen. Es wird eine Probe 60 in ein starkes konstantes magnetisches Feld gelegt, das durch einen Magneten 61 erzeugt wird. Letzterer kann, wie dargestellt, ein permanenter Magnet sein, vorzugsweise ist es aber ein Elektromagnet. Es sei angenommen, daß die Bedingungen die gleichen sind, wie in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben, d. h., die Probe 60 wird durch den Magneten 61 einem Feld Ji₀ = 500 Gauß ausgesetzt. Wenn die Probe 60 Wasser ist, ist für die Protonenresonanz γ = 2,67 ■ 10⁴, und die Präzessionsfrequenz ist wieder 2,12 Megahertz.

Rechtwinklig zu Feld H₀ liegt eine Spule 62, die ein gepulstes Hochfrequenzfeld von der Größe H₁ erzeugen kann. Ein kristallgesteuerter Schwingkreis 64 führt dem Phasenaufspaltungstransformator 65 ständig Hochfrequenz mit einer Frequenz /₀ zu, so daß der Eingang 66 zu dem Gatterkreis 67 die eine Phase hat und der Eingang 68 zu dem Gatterkreis 67' die entgegengesetzte Phasen. Wenn der Gatterkreis 67 vom Zeitgeberkreis 69 über den Leiter 70 eine positive Spannung erhält, dann ist der Leiter 66 mit dem Hochfrequenzverstärker 71 verbunden. Wenn der Gatterkreis 67' eine negative Spannung erhält, ist der Leiter 68 mit dem Verstärker 71 verbunden. Sonst ist die Verbindung zwischen den Leitern 66 und 68 mit dem Eingang des Verstärkers 71 unterbrochen. Der Ausgang des Verstärkers 71 ist an eine Spule 62 gelegt.

Die Spule 62 ist auch mit dem Gatterkreis 72 verbunden, der die Spule 71 mit dem Impulsverstärker 73 verbindet, wenn vom Zeitgeberkreis 69 ein positiver Impuls über den Leiter 74 erhalten wird. Der Ausgang des Impulsverstärkers 73 wird zu einer geeigneten Meßvorrichtung 75 geführt, z. B. einem Kathodenstrahloszilloskop, das durch ein Kippsignal vom Zeitgeberkreis 69 über den Leiter 76 synchronisiert ist.

Im Betrieb wird der Leiter 66 ständig mit einer Hochfrequenzspannung von der Frequenz/₀ und einer gegebenen Phase gespeist. Der Leiter 68 wird mit einer Hochfrequenzspannung von der Frequenz/₀, aber mit umgekehrter Phase gespeist. Zu der Zeit t = 0, nachdem die Probe 60 lange genug in H₀ gewesen ist, um den thermischen Gleichgewichtszustand einzustellen, wird dem Gatterkreis ein positiver Gatterimpuls 77 zugeführt (Fig. 7). Dieser Gatterimpuls 77 ist gerade lang genug, um einen 90°-positiven Impuls 78 vom Leiter 16 über den Verstärker 71 der Spule 62 zuführen zu können [bestimmt durch Gleichung (2)

für Θ = γ]. Wenn das durch die Spule 62 erzeugte

Feld H₀ = 10 Gauß ist, sollte die Dauer des 90°- Impulses 5,9 μεεΰ sein. Nach einer freien Präzessionsperiode t — τ, ζ. B. 15 μβεϋ, wird dem Gatterkreis 67' ein negativer Gatterimpuls 79, der doppelt so breit ist wie der Impuls 77, zugeführt, so daß der Spule 62 ein negativer 180°-Impuls zugeleitet wird, da bei dieser Apparatur die »positiven« und »negativen« Felder die gleiche Größe H₁ haben. Während dieses Zeitraumes ist der Verstärker 73 gegenüber der Spule 62 durch Gatterkreis 72 blockiert.

Nachdem der Impuls 80 abgeklungen ist, wird ein Gatterimpuls 81 dem Gatterkreis 72 zugeführt. Zu der Zeit 2 τ wird ein Echo 82 in der Spule 62 auftreten, das durch den Verstärker 73 verstärkt wird und am Oszilloskop 75, durch die Sägezahnwelle 83 gekippt, als Impuls 82' erscheint. Zusätzlich positive und negative Impulse 84, 85 usw. führen der Spule 12 Hochfrequenzimpulse 86, 87 usw. mit positiver und negativer Phase zu, die ihrerseits Echos 88, 89 usw. schaffen, die als schwächer werdende Impulse 38', 39' erscheinen. Nachdem das letzte Echo 90 erhalten ist, wird ein negativer 90 "-Impuls 91 zugeführt, und die Hochfrequenzenergie wird für genügend lange Zeit ausgeschaltet, um die Einstellung des thermischen Gleichgewichtes in der Probe 60 zu ermöglichen. Dann wird die Reihenfolge wiederholt. Wie oben erläutert, bewirken die abwechselnden positiven und negativen Impulse 78, 80, 86, 87 usw. im wesentlichen die Beseitigung der durch die Inhomogenität bedingten Unordnung. Der letzte Impuls bringt das makroskopische Moment in die Richtung des Feldes H₀.

Es ist ersichtlich, daß vorstehend nur eine vorzugsweise Impulsfolge behandelt ist und daß auch andere Impulsfolgen gemäß der Erfindung verwendet werden können, z. B. kann während eines Zyklus an Stelle von abwechselnden positiven und negativen Impulsen eine Reihe von positiven Impulsen verwendet werden, denen eine Reihe von negativen Impulsen folgt. Zusätzlich können außer

+90°, -180°, +180°

+180°, -90°

auch viele andere Spin-Echo-Folgen verwendet werden. Zum Beispiel wird zu der Zeit t = 0 ein positiver 90°-Impuls angelegt, gefolgt von einer freien Präzessionszeit τ. Dann wird ein negativer 180°-Impuls angelegt, gefolgt von einer freien Präzessionszeit von 2 τ, Während der das Echo festgestellt wird. Dann wird ein positiver 90 "-Impuls, gefolgt von einem negativen 90 "-Impuls, ohne ein Intervall freier Präzession zwischen ihnen zugeführt. Nach einer freien Präzessionszeit τ wird ein positiver 180°-Impuls, gefolgt von einer freien Präzessionszeit von 2 τ, angelegt, während der ein zweites Echo festgestellt wird. Dann wird ein negativer 90 "-Impuls, unmittelbar gefolgt von einem positiven 90°-Impuls, angelegt, der dem ersten 90°-Impuls entspricht; die

Folge wird während eines Zyklus wiederholt, und die Zyklen werden nach Zeitintervallen wiederholt, während denen das thermische Gleichgewicht eingestellt wird.

Ohne Rücksicht auf das angewendete Feststellungsverfahren kann die Erfindung, wenn der Wert des Feldes H₀ bekannt ist, für chemische Analysen von unbekannten Proben oder, wenn die Probe bekannt ist, zur Bestimmung der Größe des Feldes H₀, z. B. des Erdfeldes, verwendet werden. Die Erfindung ist besonders bei der kommerziellen Anwendung vorteilhaft, bei der ein hoher Grad von Feldhomogenität praktisch nicht vorhanden ist, z. B. in der Bohrlochuntersuchungstechnik, bei der Messungen der kernmagnetischen Relaxationszeiten zur Analyse von Substanzen verwendet werden oder bei Bohrlochuntersuchungsmethoden und -vorrichtungen unter Verwendung von Kernresonanz.

Es ist klar, daß viele verschiedene Arten von Geräten verwendet werden können, um die erwünschte Phasenumkehr auszuführen. Zum Beispiel kann — an Stelle einer Schaltanordnung für eine periodische Phasenumkehr des das magnetische Hochfrequenzfeld erzeugenden Wechselstromes — die Phase des Ausgangs des Hochfrequenzschwingkreises unmittelbar umgekehrt werden. Es könnte ein durch eine Reaktanzröhre gesteuerter Schwingkreis verwendet werden, um das Hochfrequenzsignal zu erzeugen, und wenn eine Phasenverschiebung um 180° erwünscht ist, könnte die Frequenz der Schwingungen augenblicklich geändert werden, bis die gewünschte Phasenverschiebung eintritt. Dieser Schwingkreis könnte durch einen zweiten Schwingkreis synchronisiert werden, nämlich durch einen kristallgesteuerten Schwingkreis mit einer Frequenz, die doppelt so groß ist wie die gewünschte Hochfrequenz. In diesem Falle würde der Ausgang des Schwingkreises mit der Reaktanzröhre mit dem kristallgesteuerten Oszillator bei 0 oder 180° gekoppelt sein, könnte aber rasch von einer Phase auf die andere umgeschaltet werden. Dies ist ein Äquivalent für ein Phasenmodulationssystem, bei dem eine konstante Frequenz verwendet wird und die Phasenabweichung 180° beträgt.

Claims (7)

Patentansprüche: 45

1. Vorrichtung für die paramagnetische Resonanz-Spektrometrie, insbesondere zur Vergrößerung des beobachtbaren Signals, wobei an die Teilchen ein senkrecht zu einem seine Richtung beibehaltenden magnetischen Feld liegendes hochfrequentes magnetisches Wechselfeld mit der Resonanz-Präzessions-Frequenz der Teilchen angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks periodischer Änderung des hochfrequenten Wechsel-Ifeldes eine Phasen-Umkehrvorrichtung angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen-Umkehrvorrichtung in periodischer Folge zwei gewählte Phasen des hochfrequenten Wechselfeldes mit der Resonanz-Präzessions-Frequenz der Teilchen der Sendespule (15) zuführt und daß die Umkehrvorrichtung derart arbeitet, daß die algebraische Summe der entgegengesetzt gerichteten Nutationswinkel der Momente für die gesamte Aufeinanderfolge annähernd gleich Null ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Einrichtung das in der Phase periodisch geänderte hochfrequente Wechselfeld für eine bestimmte Zeit unterdrückt wird, wobei diese Zeitspanne im Verhältnis zur Dauer des nicht unterdrückten Wechselfeldes lang ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Einteilung der Zeit dienende Vorrichtung die Herstellung zweier unterschiedlicher Zeitintervalle ermöglicht, die Nutationen der makroskopischen magnetischen Momente nach entgegengesetzten Richtungen um den Winkeln; (im Bogenmaß) verursachen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die das in der Phase geänderte hochfrequente magnetische Wechselfeld während der Beobachtungsperioden zeitweise unterdrückt, und zwar in den Zeiten, in denen das makroskopische Moment etwa senkrecht zu dem seine Richtung beibehaltenden Feld gerichtet ist, und daß eine Einrichtung zur Erregung einer Anzeigevorrichtung vorgesehen ist, um Anzeigen während dieser Beobachtungsperioden zu ermöglichen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hochfrequente magnetische Wechselfeld die Form von getrennten Impulsen abwechselnd entgegengesetzter Phase besitzt, wobei die Dauer des ersten und letzten Impulses dazu dient, die magnetischen Momente der Teilchen in der Probensubstanz um einen einem Quadranten entsprechenden Winkel zu drehen, während die Zwischenimpulse eine doppelte Dauer besitzen, so daß die magnetischen Momente abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden, und die Anzeigevorrichtung zwischen den Impulsen auf »Spin-Echo-Wirkungen« der Teilchen anspricht.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung zwischen- der Empfangsspule und dem Detektor einen Verstärker aufweist, der mit einer Einrichtung gekoppelt ist, um eine etwaige Signalkomponente in seinem Ausgang festzustellen, die von der unmittelbaren Kopplung zwischen der Sendespule (15) und der Empfangsspule (23) entsteht, und daß die Einrichtung dem Eingang des Verstärkers die Spannung dieser unmittelbaren Komponente mit 180° Phasenverschiebung zuführt und daß die Einrichtung eine Einstellvorrichtung für die Amplitude der um 180° phasenverschobenen Spannung aufweist, so daß der Detektor nicht auf die unerwünschte Signalkomponente anspricht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Die Naturwissenschaften, 1949, S. 98 bis 104 und 338, insbesondere S. 103.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

. 309 748/279 11.63