DE1199879B - Einrichtung zur Intensitaetsmessung eines schwachen magnetischen Feldes - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

GOIr

Deutsche Kl.: 21 e -12

1199 879
C20667IXd/21e
29.Januar 1960
2. September 1965

Gegenstand der Patentanmeldung C 16599 IXd/ 21 e ist eine Einrichtung zum Messen der Intensität eines schwachen magnetischen Feldes unter etwa 10 Gauß, insbesondere des Erdfeldes. Diese Einrichtung umfaßt im wesentlichen einen Behälter, der eine Flüssigkeit mit Kernen mit einem bestimmten gyromagnetischen Verhältnis sowie eine in der Flüssigkeit gelöste Substanz enthält, eine Vorrichtung zur Sättigung mindestens einer Elektronenresonanzlinie dieser Substanz und einen mit der als Lösungsmittel dienenden Flüssigkeit in Energieaustausch stehenden, auf die Resonanzfrequenz der Kerne derselben abstimmbaren Resonanzkreis sowie Mittel zum Messen der Resonanzfrequenz. Nach einem besonderen Kennzeichen der Erfindung wird dabei eine paramagnetische Substanz verwendet, deren Elektronenresonanzfrequenz im Magnetfeld Null einen endlichen Wert hat.

Eine genaue Messung selbst schwacher magnetischer Felder mit einer derartigen Probe ist möglich, da erstens die Kernresonanzfrequenz (auch Larmor-Frequenz genannt) der Kerne des Lösungsmittels zur Stärke des Magnetfeldes, in dem sich die Probe befindet, proportional ist und da ferner nach den von den Erfindern gemachten Feststellungen durch das Hinzufügen einer paramagnetischen Substanz besonderer Art bei Sättigung der Elektronenresonanzlinie dieser Substanz eine Steigerung der Kernpolarisation des Lösungsmittels erzielt wird.

Bei Sättigung einer der Elektronenresonanzlinie der paramagnetischen Substanz tritt eine Energieabsorption oder -emission mit der Kernresonanzfrequenz der Kerne des Lösungsmittels auf, wobei die Intensität durch eine dauernde oder dynamische Überführung von Energie von den Elektronenspins auf die Kernspins gesteigert werden kann. Diese Überführung von Energie wird als dynamische Polarisation bezeichnet.

Es kann ferner angenommen werden, daß bei einem schwachen zu messenden Magnetfeld, wie beispielsweise das Erdfeld in der Größenordnung von 0,5 Gauß, die beobachtete Steigerung der Polarisation der Atomkerne des Lösungsmittels davon herrührt, daß das paramagnetische Einzelelektron nicht nur unter der Einwirkung des schwachen äußeren Magnetfeldes steht, sondern auch unter der des Feldes, das von dem magnetischen Moment eines Kernes dieses paramagnetischen Stoffes erzeugt wird, mit dem es durch die Hyperfeinstruktur gekoppelt ist.

In der Hauptpatentanmeldung ist weiterhin dargelegt, daß bei Verwirklichung gewisser Bedingungen hinsichtlich des Vorzeichens des magnetischen Mo-Einrichtung zur Intensitätsmessung eines
schwachen magnetischen Feldes

Zusatz zur Anmeldung: C16599IX d/21 e Auslegeschrift 1191 480

Anmelder:
Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris

Vertreter:

Dr. phil. W. P. Radt und
_ao Dipl.-Ing. E. E. Finkener, Patentanwälte,
Bochum, Heinrich-König-Str. 12

Als Erfinder benannt:

Anatole Abragam, Gif-Sur-Yvette, Seine-et-Oise; Jean Combrisson,

Montgeron, Seine-et-Oise;
Ionel Solomon, Chatillon-sous-Bagneux, Seine

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 30. Januar 1959 (785 391)

ί

mentes eine Energieaussendung mit der Kernresonanzfrequenz an Stelle der üblichen Energieabsorption erzielt wird. In den Fig. 4 und 5 der Haupt-Patentanmeldung sind Einrichtungen dargestellt, mit denen die Stärke von Magnetfeldern ohne Zuhilfenahme einer Frequenz- oder Magnetfeldmodulation gemessen werden kann. Diese auf einer derartigen Energieaussendung beruhenden Einrichtungen enthalten im wesentlichen Mittel zur Sättigung einer elektronischen Resonanzfrequenz der paramagnetischen Substanz, Mittel zum Empfangen der mit der

509 659/191

Kernresonanzfrequenz der Kerne des Lösungsmittels ausgesandten Energie und Mittel zum Messen der Frequenz der empfangenen Energie. Der Behälter mit der Probe enthält nach der Hauptpatentanmeldung vorzugsweise eine wäßrige Lösung von Kalium- oder Natrium-Nitrosodisulfonat.

Die Erfinder haben nun festgestellt, daß die tatsächliche Verstärkung des Kernresonanzsignals durch eine dynamische Polarisation unter Ausnutzung eines hochfrequenten Wechselfeldes zur Sättigung der Elektronenresonanzlinie häufig, insbesondere bei schwachen Magnetfeldern, kleiner ist als die theoretische Verstärkung, und zwar aus Gründen, die nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert werden.

Die Erfinder haben weiterhin die überraschende Feststellung gemacht, daß eine größere Verstärkung des effektiven Kernresonanzsignals dadurch erzielt werden kann, daß die Elektronenresonanzlinie mittels eines kreisförmig polarisierten Feldes (Drehfeld) gesättigt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht daher bei einer Einrichtung zur Intensitätsmessung eines schwachen magnetischen Feldes unter etwa 10 Gauß, insbesondere des Erdfeldes, mit einem Behälter, der eine in einer Flüssigkeit gelöste paramagnetische Substanz enthält, und einer Vorrichtung zur Sättigung einer Elektronenresonanzlinie dieser Substanz nach Patentanmeldung C 16599 IXd/21 e, die Sättigungsvorrichtung aus einem ein zum Meßfeld senkrechtes Drehfeld erzeugenden Generator.

Nach einer Ausführungsform der Einrichtung der Erfindung bestehen die Mittel zum Erzeugen des Drehfeldes aus zwei Spulen, deren Achsen mit der Richtung des zu messenden Magnetfeldes einen Trieder mit drei rechten Winkeln bilden, aus einem mit der Frequenz der Elektronenresonanzlinie arbeitenden Oszillator und aus Mitteln, die aus diesem Oszillator zwei um 90° in der Phase gegeneinander verschobene Ströme ableiten, die je einer der beiden vorgenannten Spulen zugeführt werden. Zur Bildung von zwei um 90° in der Phase gegeneinander verschobenen Ströme können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zwei Drehkondensatoren vorgesehen werden, deren jeder mit einer der Spulen einen Reihenresonanzkreis bildet, der von dem Oszillator gespeist wird und derart abgestimmt ist, daß einer der Resonanzkreise mit einer Voreilung von Vs Periode gegenüber dem Oszillator und der andere Kreis mit einer Verzögerung von Ve Periode gegenüber dem Oszillator schwingt.

Gemäß der Erfindung können die Mittel zur Erzeugung von zwei um 90° in der Phase gegeneinander verschobenen Strömen auch durch zwei Koaxialkabel gebildet werden, die an einem Ende von dem Oszillator gespeist werden und am anderen Ende mit je einem die erste bzw. die zweite Spule enthaltenden Parallelschwingkreis verbunden sind, wobei die Längen der beiden Koaxialkabel um eine Viertelwellenlänge für die Frequenz der Elektronenresonanzlinie verschieden sind.

Durch die vorgenannte Weiterbildung der Einrichtung nach der Hauptpatentanmeldung ergeben sich folgende Vorteile:

a) eine zusätzliche Vergrößerung der effektiven Stärke des Kernresonanzsignals, die beispielsweise bei der Messung des Erdfeldes von 0,5 Gauß das 20fache erreichen kann,

b) eine Vergrößerung des Verhältnisses Signal/Störpegel (bzw. Signal/Grundrauschen),

c) eine gesteigerte Genauigkeit,

d) ein stabileres Arbeiten als selbsterregter Oszillator oder Maser-Oszillator,

e) einen größeren Mitnahmebereich beim Arbeiten als selbsterregter Oszillator und

f) den Fortfall einer positiven Rückkopplung bzw. einer zusätzlichen Spule mit hohem Gütefaktor Q.

Die Weiterbildung der Einrichtung nach dem Hauptpatent ergibt eine stabile und sehr genaue Vorrichtung, die eine genaue Messung selbst sehr schwacher Felder (unter 0,2 Gauß) gestattet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Diagramm mit den Kurven, die die Abhängigkeit der Energiepegel (oder erlaubten Energiewerte) von dem zu messenden Magnetfeld H für den Fall einer polarisierten Lösung einer paramagnetischen Substanz, z. B. Nitrosodisulfonat, zeigen,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Intensitätsmessung magnetischer Felder,

F i g. 3 die Mittel zur Erzeugung des Sättigungsdrehfeldes der Einrichtung nach F i g. 2 und

Fig. 4 eine andere Ausführungsform der Mittel zur Erzeugung des Sättigungsdrehfeldes.

Das Diagramm in F i g. 1 entspricht dem Diagramm nach Fig. 2 des Hauptpatentes; es zeigt die sechs Kurven Ea, Eb, Ec, Ed, Ef und Eg von Energiepegeln, welche von der Kopplung eines Elektronenspins Γ = Vä mit dem Kernspin I = I eines Nitrosodisulfonations herrühren.

Bekanntlich besitzt ein Atomkern mit der Quantenspinzahl I in einem Magnetfeld Ή (die überstrichenen Größen bezeichnen Vektoren) 21 + 1-Werte für seine meßbaren Komponenten. Dies rührt davon her, daß definitionsgemäß der Spin I gleich dem

2 π

fachen des beobachtbaren Höchstwerts des zeitlichen Mittelwerts der Komponente des kinetischen Moments Ti in einer gegebenen Richtung, z. B. der des Magnetfeldes Ή ist, d. h. R_n. Die erlaubten Werte von Ru sind nun durch folgenden Ausdruck gegeben:

R_H =-φ—, worin m die magnetische Quantenzahl ist,

welche die Werte I, 1-1, 1-2 ... —1+1, —I annehmen kann, d. h. 21 + 1-Werte. Da ein System, welches durch zwei diskrete charakteristische Zustände gekennzeichnet ist, welche zwei verschiedenen Werten von m entsprechen und durch eine Energie/!E getrennt sind, aus dem einen in den anderen Zustand durch Aussendung oder Absorption eines Photons übergehen kann, kann ein Kern mit dem Spin I, welcher in einem Magnetfeld 21 + 1 charakteristische Zustände und somit 21 + 1-Energiepegel hat, zwischen diesen Übergänge ausführen, welche natürlich den Regeln der Quantenauswahl genügen müssen, welche nur gewisse Übergänge erlauben, (die Auswahlregel der Magnetquanten kann insbesondere in der Form Am + 1 geschrieben werden, d. h. daß nur die Übergänge erlaubt sind, welche die ganze Zahl/n um —1 oder +1 verändern, wobei die Energieänderung AE zwischen zwei Energiepegeln,

zwischen welchen ein Übergang erlaubt ist durch die Formel Δ E = —=— gegeben ist).

Ferner kann man bekanntlich die gegenseitigen Wechselwirkungen der gebundenen Hyperfeinstruktur, z. B. eines paramagnetischen Ions, durch eine Russel-Saunders-Kopplung erklären, welche den Vektor mit dem kinetischen Kernmoment Έ mit dem Vektor des kinetischen Elektronenmoments kombiniert, d. h. durch die Kopplung eines Kernspins I mit einem Elektronenspin Γ. Jeder der dem Kernspin I entsprechenden 21 + 1-Energiepegel wird somit in dem Elektronenspin Γ entsprechende 2 Γ + 1-Unterpegel unterteilt. Es sind daher (21 + 1) · (2 Γ + 1) Energiepegel vorhanden. Da bei dem Nitrosodisulfo-

nation I = I und Γ = y (Elektronenspin) ist, erzeugt die Kopplung 3-2 = 6 Energiepegel (oder erlaubte Energiewerte), welche durch die Kurven Ea bis Eg der F i g. 1 dargestellt sind, in welcher der Unterschied DE der Energiepegel für ein Magnetfeld Null als Energieeinheit genommen wurde, während die Magnetfelder in Gauss aufgetragen sind.

Der Verlauf dieser Kurven ist für andere zur Ausübung der Erfindung benutzbare paramagnetische Stoffe mit Hyperfeinstruktur der gleiche.

Wie bereits in der Hauptpatentanmeldung erläutert, wird die Verstärkung des Kernresonanzsignals des Lösungsmittels (z. B. der Wasserprotonen) dadurch erhalten, daß eine Elektronenresonanzlinie des paramagnetischen Radikals gesättigt wird, z. B. die dem Übergang α in F i g. 1 entsprechende, wodurch ein Kernresonanzemissionssignal (des Lösungsmittels) entsteht, d. h. ein Signal, welches Energie mit der Kernresonanzfrequenz liefert. Praktisch unterscheidet sich jedoch bei sehr schwachen Magnetfeldern (kleiner als 1 Gauß), insbesondere dem magnetischen Erdfeld (welches in der Nähe von 0,5 Gauß liegt und durch die gestrichelte lotrechte Linie dargestellt ist), die dem Übergangs entsprechende Änderung des Energiepegels von den Energiepegeländerungen bei den anderen erlaubten Übergängen b_, c. und d nur um eine Energie, welche in der Größenordnung derjenigen liegt, welche der Breite einer Elektronenlinie entspricht (z. B. der dem Übergang α entsprechenden).

Dies hat somit zur Folge, daß man bei Sättigung des Übergangs α durch ein hochfrequentes Wechselfeld gleichzeitig wenigstens teilweise die Übergänge b, c und/oder d sättigt. Nun erzeugt aber die Sättigung gewisser anderer Übergänge, z.B. des Übergangs c und d bei dem betrachteten Sonderfall, eine Energieabsorption, da das durch die Übergänge q und d erzeugte Kernsignal das entgegengesetzte Zeichen wie das durch den Übergangs (und auch den Übergang b) erzeugte Signal hat. Hierdurch entsteht ein teilweiser Ausgleich zwischen den verschiedenen Verstärkungen entgegengesetzten Zeichens des Kernsignals, und das resultierende Signal ist z. B. in dem Erdfeld bisweilen größenordnungsmäßig nur ein Zehntel des Signals, welches man durch selektive Sättigung nur des Übergangs α (oder der gleichsinnige Kernsignale ergebenden Übergänge α und b) erhalten würde.

Wenn man dagegen erfindungsgemäß die Sättigung durch ein Drehfeld vornimmt, welches in einer zu dem Magnetfeld senkrechten Ebene liegt, zeigt sich überraschenderweise, daß man bei Drehung dieses Drehfeldes in einem ersten Sinn nur die Energie aussendenden Linien a, b_ und bei Drehung im Gegensinn nur die eine Energieabsorption erzeugenden Linien c und d sättigt, da nur eine der rotierenden Komponenten des Wechselfeldes bei der Sättigung einer besonderen Elektronenlinie wirksam wird.

Man kann somit eine selektive Sättigung nur der eine Energieaussendung bewirkenden Linien vornehmen, wodurch die makroskopisch beobachtbare

ίο Kernpolarisation vergrößert und das Arbeiten der Vorrichtung als selbsterregter Oszillator oder Maser-Oszillator erleichtert wird.

Eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in F i g. 2 dargestellt. Sie enthält eine flüssige Probe 1 der erwähnten Art, z. B. eine wässerige Nitrosodisulfonatlösung, in einem Behälter 2 (z. B. aus Methylmetacrylat mit der handelsüblichen Bezeichnung »Plexiglas« oder »Lucite«), welcher von zwei Spulen 3 a, 3 b zur Anlegung des Hochfrequenzstromes umgeben ist, deren Achsen zueinander und zu dem zu messenden FeIdH₀ senkrecht liegen, wobei diese Spule aus einigen Windungen eines verhältnismäßig dicken Drahtes (z.B. mit einem Durchmesser von 2 bis 3 mm) gebildet wird.

Ferner wird der Behälter von einer Spule 4 zum Auffangen der Niederfrequenzenergie umgeben, welche zahlreiche Windungen (z. B. etwa 3500) aus dünnem Draht (z. B. von */io mm) enthält und von den Hochfrequenzspulen 3 α und 3 b durch eine mit dem Körper verbundene metallische Abschirmung 5 getrennt ist.

Die Spulen 3 α und 3 b gehören Stromkreisen an, welche auf die Elektronenresonanzfrequenz der betreffenden Probe (55 MHz für eine Lösung von Nitrosodisulfonationen in Wasser in einem schwachen Magnetfeld, z. B. dem Erdfeld) oder auf benachbarte Frequenzen durch Drehkondensatoren 6 a und 6 b abgestimmt sind, um selektiv eine einer Energieaussendung entsprechende Elektronenresonanzlinie zu sättigen, z. B. die Linie a (F i g. 1).

Die Spule 4 liegt in einem Stromkreis, welcher durch einen nicht dargestellten Drehkondensator auf die Kernresonanzfrequenz der Kerne des Lösungsmittels (2100Hz in dem magnetischen Erdfeld für die Protonen des als Lösungsmittel dienenden Wassers) abgestimmt ist, so daß sie das.Resonanzsignal dieser Kerne auffängt.

Der gemeinsame Eingang 7 des Hochfrequenzstroms, welcher durch ein Koaxialkabel 8 mit einem

so stabilen Oszillator 9, z. B. einem Quarzoszillator, verbunden ist, dessen Frequenz gleich der der Elektronenresonanz ist, ist durch Leiter 10 α, 10 & mit einem Ende einer jeden Spule 6a, 6b verbunden, deren andere Enden Körperschluß haben, z. B. über einen mit der (wie erwähnt an den Körper gelegten) Abschirmung 5 verbundenen gemeinsamen Leiter 11, wobei ein Ende der Spule 4 ebenfalls Körperschluß hat.

Der das Magnetresonanzsignal mittels der Spule 4 auffangende Niederfrequenzkreis besitzt einen hohen Überspannungskoeffizienten oder Gütefaktor Q, welcher jedoch infolge der erfindungsgemäßen Verstärkung der effektiven Stärke des Kernresonanzsignals ohne besondere Hilfsmittel erhalten werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Ausgangsklemme 12 der Hochfrequenzspule 4 (oder das nicht an den Körper gelegte Ende dieser Spule) durch ein Koaxialkabel 13 — vorzugsweise über einen Vorver-

stärker 14 mit positiver Rückkopplung (z. B. der in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen Art, welcher auch den Drehkondensator des abgestimmten Niederfrequenzkreises enthält) und einen Verstärker 15 geringer Bandbreite, welcher vorzugsweise regelbar ist (zur Verhütung der Verstärkung von Störsignalen, welche aus dem Speisenetz kommen oder von von der Abschirmung 5 nicht abgeschirmter Hochfrequenz herrühren) — an einen Zähler 16 angeschlossen, welcher z. B. durch vier Dekaden ge- ίο bildet wird, welche die Zählung von 10⁴, d. h. 10000, Larmor-Perioden gestatten und nach dieser Zahl von Perioden einen Impuls in eine (z. B. durch einen Multivibrator gebildete) Auslösestufe 17 schicken, welche dann ein in der nachstehend erläuterten Weise benutztes Signal zur Auslösung und zur Rückführung auf Null liefert.

Ferner steuert eine mit einem Quarzoszillator 18 üblicher Bauart versehene, mit 100 kHz arbeitende Uhr einen Umformer 19, der z. B. durch aufeinanderfolgende Amplitudenbegrenzungen und Verstärkungen (in der z. B. in dem Buch von Frederick E. Terman, »Electronic and Radio Engineering«, 4. Ausgabe, 1955, S. 637, erläuterten Art) die Sinuswelle in Rechteckimpulse umwandelt und diese mit as der gleichen Frequenz, d. h. alle Mikrosekunden, einem Zähler 20 zuführt, welcher z. B. durch sechs Dekaden gebildet wird und die Uhrimpulse, d. h. die Zeitintervalle von 10 Mikrosekunden, zählt. Die Zählung dieser Uhrimpulse in dem Zähler 20 wird nach 10000 Larmor-Perioden durch den Auslöser 17 unterbrochen, welcher einen Sperrimpuls auf jede Stufe des Zählers 20 gibt, wobei der Zustand des Zählers (welcher die Dauer von 10000 Larmor-Perioden in 10~⁵ Sekunden angibt, d. h. die Larmor-Periode in IO-⁹ Sekunden, welche zu der Stärke des Magnetfeldes H₀ umgekehrt proportional ist) ein Registrierwerk 21 der Bauart MECI übertragen wird.

Zweckmäßig wird auf das Registrierwerk 21 nur der Zustand von zwei aufeinanderfolgenden Dekaden des Zählers 20 übertragen, wobei die Wahl des übertragenen Dekadenpaars die Genauigkeit der Zählung bestimmt. Wenn z. B. die beiden ersten Dekaden von rechts gewählt werden, erhält man die größte Genauigkeit (0,1 Gamma), während durch andere entsprechende Verbindungen eine Genauigkeit von 1 Gamma oder 10 Gamma erhalten werden kann (wobei ein Gamma 10~⁵ Gauß entspricht).

In F i g. 3 und 4 sind zwei bevorzugte Ausführungsformen der Einrichtung zur Herstellung eines Dreh- feldes in einer zu H₀ senkrechten Ebene dargestellt.

Bei der der Anordnung der F i g. 2 entsprechenden Ausführungsform der F i g. 3 speist der mit der Elektronenresonanzfrequenz (55 MHz für das Erdfeld) schwingende Oszillator 9 durch das Koaxialkabel 8 die beiden Schwingkreise 3 a-6 α und 3b-6b, deren eines Ende durch eine Leitung 10 a, 10 b mit dem gemeinsamen Eingang 7 verbunden ist, während das andere Ende eines jeden Schwingkreises Körperschluß hat (z. B., wie in F i g. 2 dargestellt, durch Verbindung mit der Abschirmung 5 durch einen Leiter 11). Zur Erzeugung eines Drehfeldes genügt es, die Drehkondensatoren 6 a und 6 b beiderseits der Resonanz einzustellen, wobei einer der Schwingkreise (z. B. der Kreis 3 a-6 α) mit einer Voreilung von Vs Periode in bezug auf den Oszillator 9 schwingt, während der andere Schwingkreis (z.B. 3b-6b) mit einer Verzögerung von Vs Periode gegenüber dem Oszillator 9 schwingt, so daß die Gesamtanordnung ein kreisförmig polarisiertes Hochfrequenzfeld in der zu Ή_ο senkrechten Ebene erzeugt, da die Achsen der Spulen a und 3 b zueinander und zu dem Vektor H senkrecht stehen, wie in Fi g. 3 dargestellt.

Bei einer in Fig. 4 dargestellten anderen Ausführung erfolgt die kreisförmige Polarisierung des Hochfrequenzfeldes zur Sättigung mit Hilfe von zwei Koaxialkabeln 22 a und 22 b, deren Längen sich um einen Betrag unterscheiden, welcher für die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der benutzten Hochfrequenz einer Viertelperiode entspricht, so daß eine Phasenverschiebung von einer Viertelperiode zwischen den den beiden Schwingkreisen 23 a, 23 b zugeführten Strömen entsteht, wobei diese Schwingkreise auf die gleiche Frequenz abgestimmt sind und je eine der Spulen3a,3b enthalten, deren Achsen zueinander und zu dem Vektor H₀ senkrecht liegen, wobei Drehkondensatoren 24 a, 24 b die Abstimmung dieser Kreise (wie die Kondensatoren 6a, 6b bei der Ausführungsform der F i g. 2 und 3) ermöglichen, während Kondensatoren 25 a, 25 b die Anpassung der Impedanzen gestatten.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Intensitätsmessung eines schwachen magnetischen Feldes unter etwa 10 Gauß, insbesondere des Erdfeldes, unter Verwendung einer Flüssigkeit mit Kernen mit einem bestimmten gyromagnetischen Verhältnis sowie einer darin gelösten paramagnetischen Substanz und einer Vorrichtung zur Sättigung einer Elektronenresonanzlinie dieser Substanz nach Patentanmeldung C 16599IXd/21 e, dadurch gekennzeichnet, daß die Sättigungsvorrichtung aus einem Generator besteht, der ein zum Meßfeld senkrechtes, mit der Elektronenresonanzfrequenz umlaufendes Drehfeld erzeugt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen des Drehfeldes durch eine erste und eine zweite Spule (3 a, 3 b), deren Achsen mit der Richtung des Magnetfeldes (H₀) einen Trieder mit drei rechten Winkeln bilden, durch einen mit der Frequenz der Elektronenresonanzlinie arbeitenden Oszillator (9) und durch Einrichtungen gebildet werden, welche aus diesem Oszillator zwei um 90° in der Phase gegeneinander verschobene Ströme ableiten und diese je einer der beiden obigen Spulen zuführen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bildung von zwei um 90° in der Phase gegeneinander verschobenen Strömen durch ein Paar von Drehkondensatoren (6 a, 6 b) gebildet werden, deren jeder mit einer der Spulen (3 a, 3 b) einen Reihenresonanzkreis bildet, welcher von dem Oszillator (9) gespeist wird und so abgestimmt ist, daß einer der Resonanzkreise mit einer Voreilung von Vs Periode gegenüber dem Oszillator und der andere Kreis mit einer Verzögerung von Vs Periode gegenüber dem Oszillator schwingt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen von zwei um 90° in der Phase gegeneinander verschobenen Strömen durch zwei Koaxialkabel

(22 α, 226) gebildet werden, welche an einem ersten Ende von dem Oszillator (9) gespeist werden und mit einem zweiten Ende einen ersten die erste Spule (3 a) enthaltenden Parallelschwingkreis (23 a) bzw. einen zweiten die zweite Spule (3 b) enthaltenden Parallelschwingkreis (23 b) speisen, wobei die Längen der beiden Koaxial-

10

kabel um eine Viertelwellenlänge für die Frequenz der Elektronenresonanzlinie verschieden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Belgische Patentschriften Nr. 566 137, 542 191; »Comptes rendue de PAcademie des Sciences«, 8. 7. 1957, S. 157 bis 160.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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