DE1423461C

DE1423461C - Arrangement for the temporally linear modulation of a magnetic field

Info

Publication number: DE1423461C
Authority: DE
Inventors: William Earl Palo Alto; Packard Martin Everett Menlo Park; Calif. Bell (V.St.A.)
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Publication date: 1972-06-08

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung ein linear durch eine »Sweepa-ModulationsfrequenzThe invention relates to an arrangement linear by a »Sweepa modulation frequency

zur zeitlich linearen Modulation eines Magnetfeldes moduliertes Magnetfeld ohne Beeinträchtigung derfor the temporally linear modulation of a magnetic field modulated magnetic field without impairment of the

unter gleichzeitiger Ausschaltung unerwünschter linearen Modulation zu stabilisieren.to stabilize while switching off undesired linear modulation.

Schwankungen. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Er-Fluctuations. Another preferred embodiment of the

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine 5 findung sieht vor, daß in dem StromversorgungskreisIn particular, the invention relates to a 5 invention that provides that in the power supply circuit

Anordnung für spektralanalytische Messungen ma- des zu stabilisierenden Elektromagneten zur Einstel-Arrangement for spectral analytical measurements made of electromagnets to be stabilized for setting

gnetischer Kernresonanzen mit hohem Auflösungs- lung der magnetischen Feldstärke ein einstellbaresmagnetic nuclear resonance with high resolution of the magnetic field strength an adjustable

vermögen. Bei derartigen Anordnungen findet eine Potentiometer vorgesehen ist und daß der Potentio-assets. In such arrangements, a potentiometer is provided and that the potentiometer

»Sweep«-Modulation des Magnetfeldes Anwendung, meterabgriff desselben mit einem eine Gleichspan-"Sweep" modulation of the magnetic field application, meter tapping of the same with a DC voltage

und gleichzeitig ergibt sich die Aufgabe, unerwünschte io nung erzeugenden Generator verbunden ist, der beiand at the same time there is the task of generating an undesired ion generation which is connected to the

Schwankungen des Magnetfeldes, die das Meßresultat Betätigen des Potentiometerabgriffes eine Kompen-Fluctuations in the magnetic field, which compensate the measurement result by pressing the potentiometer tap.

verfälschen, auszuschalten. sationsspannung erzeugt, die dem Eingangskreis derfalsify, switch off. generation voltage generated by the input circuit of the

Um ein Magnetfeld konstant zu halten, ist es bei- Integralionsvorrichtung der Stabilisierungsanordnung spielsweise bekannt, das Magnetfeld mit Hilfe einer zugeführt wird zu dem Zweck, die zur Stabilisierung Hall-Sonde zu messen und durch die Hall-Sonde eine 15 des Magnetfeldes vorgesehene Stabilisierungsvorrich-Regelanordnung zu steuern, welche den das Magnet- tung während des Einstellvorganges des Potentiofeld erzeugenden Elektromagneten mit Strom ver- meterabgriffes unwirksam zu machen,
sorgt. Eine andere bekannte Anordnung zur Rege- Bei spektralanalytischen Messungen zur' Unterlung des von einem Elektromagneten erzeugten Ma- suchung von magnetischen Kernresonanzen bei gnetfeldes besteht in einer servomechanischen An- 20 hohem Auflösungsvermögen verwendet man Üblicherordnung, die in Abhängigkeit von der Spannung ge- weise ein Magnetfeld, dessen Stärke etwa 7000 bis steuert wird, welche sich an der Erregerspule des 14000 G beträgt. An dieses .Magnetfeld ist neben der Elektromagneten ausbildet. Forderung der Homogenität die Forderung höchsterIn order to keep a magnetic field constant, it is known, for example, in the integration device of the stabilization arrangement, the magnetic field is supplied with the aid of a Hall probe for the purpose of measuring the stabilization and a stabilization device control arrangement provided by the Hall probe for the magnetic field to control which of the electromagnets that generate the magnet during the adjustment process of the potentiometer field with current meter tap ineffective,
cares. Another known arrangement for measuring the magnetic core resonances generated by an electromagnet in a magnetic field consists in a servomechanical arrangement of high resolution, the usual order that uses a magnetic field as a function of the voltage , the strength of which is about 7000 to controlled, which is at the excitation coil of the 14000 G. At this .Magnetfeld is trained next to the electromagnet. The requirement of homogeneity is the highest requirement

Derartige Anordnungen haben zwar den Vorteil, zeitlicher Konstanz der erzeugten Feldstärke .zuSuch arrangements have the advantage that the field strength generated is constant over time .zu

daß sich das Magnetfeld beim Einschalten auf den 25 stellen.that the magnetic field is set to 25 when switching on.

durch die Regelanordnung vorbestimmten Wert So ist bei derartigen Messungen während einerby the control arrangement predetermined value So is in such measurements during a

selbsttätig einstellt. Es ist jedoch die mit derartigen Zeitspanne von mindestens 30 Sekunden eine Stabi-automatically adjusts. However, with such a time span of at least 30 seconds, a stable

Anordnungen erzielbare Stabilität des Magnetfeldes lität von > 10⁷ zu verlangen.Arrangements achievable stability of the magnetic field quality of> 10 ⁷ to demand.

beschränkt, liegt in der Größenordnung von 10³ Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ge-limited, is of the order of 10 ³ A circuit arrangement according to the invention is

bis 10¹. 30 stattet es, mit derartiger Präzision ein linear modu-up to 10 ¹ . 30 enables a linear modular

Die Erfindung sieht Mittel zur Kompensation un- liertes Magnetfeld zu erzielen.The invention provides means for compensating for an unleaded magnetic field.

erwünschter Schwankungen des zur Anwendung vor- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in derdesired fluctuations of the prior to application. An embodiment of the invention is shown in FIG

gesehenen Magnetfeldes vor; diese Mittel sind bei nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mitseen magnetic field; these means are in connection with the description below

der Erfindung so ausgebildet, daß zwar unerwünschte den Figuren erörtert. Von den Figuren zeigtof the invention designed so that although undesirable discussed the figures. From the figures shows

Schwankungen des Magnetfeldes durch Kompensa- 35 Fig. 1 eine teilweise geschnittene schematischeFluctuations in the magnetic field due to compensation 35 Fig. 1 is a partially sectioned schematic

tion unterdrückt werden, daß aber bei dem Kompen- Wiedergabe eines im Rahmen der Erfindung zur An-tion are suppressed, but that in the case of the compensation playback of a within the scope of the invention to

sationsvorgang der gewünschte zeitlineare Anstieg des wendung vorgesehenen Elektromagneten,the desired linear increase in time of the electromagnet provided,

Magnetfeldes nicht beeinträchtigt wird. F i g. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungs-Magnetic field is not affected. F i g. 2 a block diagram of an inventive

Eine Anordnung zur zeitlich linearen Modulation gemäßen Stabilisierungsanordnung,
eines Magnetfeldes unter gleichzeitiger Ausschaltung 40 In F i g. 1 ist ein Elektromagnet gezeigt, der Polunerwünschter Schwankungen kennzeichnet sich ge- stücke 11 und 12 besitzt, die von elektrischen Spulen maß der Erfindung dadurch, daß im Magnetfeld eine 13 und 14 umschlossen sind. Der erregende Gleicherste Spulenanordnung vorgesehen ist, die ein den strom wird von einer Stromquelle 15 geliefert. Zwei Feldstärkeschwankungen proportionales Signal an Anordnungen von je drei ringförmigen Spulen 16,17 eine Integrationsstufe abgibt, daß im Magnetfeld eine 45 und 18 bzw. 19, 20 und 21 sind auf den Polstücken zweite Spulenanordnung vorgesehen ist, die vom 11 und 12 vorgesehen und dienen als Aufnahme-Ausgang der Integrationsstufe gespeist wird, und spulen und als Gegenspulen für die genaue Stabilidaß eine einstellbare hochkonstante Spannungsquelle sierung des magnetischen Feldes in dem Luftspalt, vorgesehen ist, die im Modulationsrhythmus zusatz- In dem Luftspalt der F i g. I befinden sich, senkrecht lieh an den Eingang der Integrationsstufe anschließ- 50 aufeinander angeordnet, die Hochfrequenz-Sendebar ist. spule 22, die Hochfrequenz-Empfangsspule 23 undAn arrangement for temporally linear modulation in accordance with the stabilization arrangement,
a magnetic field with simultaneous deactivation 40 in FIG. 1 shows an electromagnet which is characterized by unwanted pole fluctuations and has pieces 11 and 12; The energizing equatorial coil assembly is provided, which is a power supplied by a power source 15. Two field strength fluctuations proportional signal to arrangements of three ring-shaped coils 16,17 emits an integration stage that in the magnetic field a 45 and 18 or 19, 20 and 21 are provided on the pole pieces second coil arrangement, which are provided by 11 and 12 and serve as Recording output of the integration stage is fed, and coils and as counter coils for the exact Stabilidass an adjustable high-constant voltage source sierung of the magnetic field in the air gap, is provided, which is added in the modulation rhythm in the air gap of the F i g. I are located, vertically borrowed from the input of the integration stage 50 on top of each other, which can be transmitted at high frequencies. coil 22, the high-frequency receiving coil 23 and

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zwei Durchlaufspulen 24,25, eine Anordnung, wie sieht vor, daß die zur Anwendung vorgesehene Inte- sie bei der Durchführung magnetischer Kemresonanzgrationsvorrichtung ein Drehspul-Spiegelgalvano- messungen mit gekreuzten Spulen bekannt ist. Die meter mit einem im Eingangskreis eines Differenz- 55 Spulen 22, 23, 24 und 25 bilden den Probekörper 26 Verstärkers angeordneten, von einem für den Galvano- zur Messung der kernmagnetischen Resonanzen, der meterspiegel geleiteten Lichtstrahl beaufschlagten in F i g. 2 dargestellt ist. In F i g. 2 sind der HF-Fotozellenpaar ist. Sender 27, der HF-Empfänger 28, die Anzeigeanord-A preferred embodiment of the invention has two pass-through coils 24,25, an arrangement such as provides that the integration provided for use in the implementation of a magnetic nuclear resonance device a moving coil mirror electroplating with crossed coils is known. The meter with one in the input circle of a differential 55 coils 22, 23, 24 and 25 form the test specimen 26 Amplifier arranged, from one for the galvanic to measure the nuclear magnetic resonance, the light beam guided by a meter mirror impinged on in FIG. 2 is shown. In Fig. 2 are the pair of HF photocells is. Transmitter 27, the RF receiver 28, the display arrangement

Durcheine Veröffentlichung von Wy η η-Williams nung 28'. und der Modulationsgenerator 29 darin der Zeitschrift »Proceedings of the Royal Society 60 gestellt.From a publication by Wy η η-Williams nung 28 '. and the modulation generator 29 therein of the journal Proceedings of the Royal Society 60.

of London«, Serie A, 1934, S. 250 ff., ist es an Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind dieof London ", Series A, 1934, p. 250 ff., it is on. In the embodiment according to FIG

sich bekanntgeworden, ein konstantes Magnetfeld Spulen 19,17 und 18 in Serie geschaltet und dienenbecame known, a constant magnetic field coils 19, 17 and 18 connected in series and used

durch Anwendung eines Fluxmeters in Form eines als Aufnahmespulen, in welchen Ströme entsprechendby using a flux meter in the form of a pick-up coil, in which currents accordingly

aperiodisch gedämpften Drehspulgalvanometers mit den Schwankungen des magnetischen Flusses in denaperiodically damped moving-coil galvanometer with the fluctuations of the magnetic flux in the

nachgeschalteten Fotozellen zur Erzeugung einer 65 Polschuhen 11 und 12 erzeugt werden. Die Spulendownstream photocells for generating a 65 pole pieces 11 and 12 are generated. The spools

kompensierenden Differenzspannung zu verwenden. 16, 20 und 21 sind ebenfalls in Serie geschaltet undto use compensating differential voltage. 16, 20 and 21 are also connected in series and

Es handelte sich bei dieser Anordnung jedoch nicht wirken als Kompensationsspulen, indem ihnen StromThis arrangement did not act as compensation coils by giving them current

um die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, zugeführt wird, der von den unerwünschten Schwan-to the task underlying the invention, is supplied, which is caused by the undesirable swan

klingen des magnetischen Flusses, welche durch die Aufnahmespulen festgestellt werden, abhängt, dergestalt, daß gleiche und entgegengesetzte Magnetflüsse in den magnetischen Polschuhen erzeugt werden, welche die unerwünschten Schwankungen des Magnetflusses kompensieren. Ein Galvanometer 31 ist mit der Aufnahmespule gekoppelt und wirkt als Integrationselement in dem Übertragungskreis zwischen den Aufnahmespulen und den Gegenspulen. Das Galvanometer ist ein Drehspulgalvanometer mit Galvanometerspule 32.sound of the magnetic flux, which are detected by the pick-up coils, depends, in such a way, that equal and opposite magnetic fluxes are generated in the magnetic pole pieces, which compensate for the undesirable fluctuations in the magnetic flux. A galvanometer 31 is coupled to the take-up coil and acts as an integration element in the transmission circuit between the take-up coils and the counter coils. The galvanometer is a moving coil galvanometer with Galvanometer coil 32.

Ein von Hand betätigter Nockenschalter steuert eine Mehrzahl Kontakte des Schalters 33 und besitzt drei Schaltstellungen. Die erste Schaltstellung kann als »Anfangsabgleich« bezeichnet werden; diese Stellung wird durch den unteren Pfeil 34 der Fig. 2 charakterisiert. Die zweite Stellung ist die »Normalstellung« und die Mittelstellung die »Ausstellung«; in diesen Stellungen befindet sich normalerweise das System, wenn es nicht anfänglich abgeglichen ist oder zur Untersuchung einer chemischen Substanz benutzt wird. Die dritte, nämlich die obere Stellung ist die »Einstellung«, welche der Durchführung eines Versuches mit hoher Auflösung entspricht; diese Stellung ist durch den Pfeil 35 bezeichnet.A manually operated cam switch controls a plurality of contacts of the switch 33 and has three switch positions. The first switch position can be referred to as "initial adjustment"; this The position is characterized by the lower arrow 34 in FIG. The second position is the "normal position" and the middle position the "exhibition"; in these positions is usually the System when not initially calibrated or used to study a chemical substance will. The third, namely the upper position, is the "attitude", which is the implementation of an experiment corresponds to high resolution; this position is indicated by arrow 35.

Nachdem die Anlage eingeschaltet wurde und elektrische Energie den verschiedenen Stufen und Anordnungen zugeführt wird, ist es erforderlich, einen Anfangsabgleich der Anlage vorzunehmen und das Galvanometer auf seine ursprüngliche Null-Lage einzustellen. Danach ergibt sich nur selten die Notwendigkeit, einen Anfangsabgleich durchzuführen, denn nachdem das System einmal anfänglich abgeglichen ist, können viele magnetische Kernresonanzspektren durchgemessen werden, ohne daß sich eine Notwendigkeit eines neuen Abgleichs ergibt. Um anfänglich den Abgleich vorzunehmen, wird von Hand der Nockenschalter 33 nach unten gelegt, so daß die Schalterkontakte 36 und 37 geschlossen werden. Es ergibt sich dann ein Stromkreis von Erde durch den kritisch das Galvanometersystem dämpfenden Widerstand 38, über die Kontakte 37 und 39, über die Drehspule 32 und den Widerstand 41 nach Erde hin. Das Galvanometer kann dann von Hand in bekannter Weise eingestellt werden, bis das Galvanometer auf Null zeigt. Der Differentialverstärker 42 wird so abgeglichen, daß dann der Strom durch das Mikroamperemeter Null ist.After the system has been switched on and electrical energy the various levels and arrangements is supplied, it is necessary to carry out an initial calibration of the system and the galvanometer to its original zero position. After that there is seldom the need to carry out an initial adjustment, because after the system initially adjusted is, many nuclear magnetic resonance spectra can be measured without any Necessity of a new adjustment results. To initially carry out the adjustment, it is done manually the cam switch 33 is placed down so that the switch contacts 36 and 37 are closed. It there is then a circuit from earth through the resistor, which is critical at damping the galvanometer system 38, via the contacts 37 and 39, via the rotating coil 32 and the resistor 41 to earth. The galvanometer can then be adjusted by hand in a known manner until the galvanometer pointing to zero. The differential amplifier 42 is adjusted so that the current through the microammeter Is zero.

Während der Messung mit hohem Auflösungsvermögen wird der Schalter 33 in seine obere Stellung, d.h. die »Einstellung«, gebracht. Die Aufnahmespule 19,17,18 ist dann über den Kontakt 44 des Schalters mit der Galvanometerspiile 32 verbunden und über den Galvanometerwiderstand 41 mit Erde. Der Strom, der in der Aufnahmespule infolge von Änderungen des magnetischen Flusses der Magnetpole 11 und 12 induziert wird, wird durch die Galvanometerspule 32 geleitet und bewirkt eine Drehung des Galvanometerspiegels 45, der mit der Spule 32 verbunden jst. Licht, welches von einer Lichtquelle 46 von dem Spiegel 45 reflektiert wird, wird von zwei Fotozellen 47 und 48 angezeigt. Der Strom der beiden Fotozellen ist proportional der Aufteilung des Lichtes zwischen den beiden Zellen, die durch die Ablenkung des Spiegels 45 bestimmt ist. Eine Ablenkung des Lichtstrahls nach der einen oder anderen Seite hat eine Zunahme des Stromes in der einen oder der anderen Fotozelle zur Folge, je nach der Entfernung und der Richtung der Ablenkung. Die Ausgangsströme der Fotozellen werden zu einem Differenzverstärker 42 geleitet, der ein Ausgangssignal liefert, dessen Amplitude von der Amplitude des Stromes abhängt, der in der Aufnahmespulc induziert wurde.During the measurement with high resolution, the switch 33 is in its upper position, i.e. the "attitude" brought. The take-up coil 19, 17, 18 is then via the contact 44 of the switch is connected to the galvanometer coil 32 and via the galvanometer resistor 41 with Earth. The current flowing in the take-up coil as a result of changes in the magnetic flux of the Magnetic poles 11 and 12 is induced, is passed through the galvanometer coil 32 and causes a Rotation of galvanometer mirror 45 connected to coil 32. Light that comes from a Light source 46 reflected by mirror 45 is indicated by two photocells 47 and 48. the The current of the two photocells is proportional to the division of the light between the two cells, which is determined by the deflection of the mirror 45. A deflection of the light beam after one or on the other hand results in an increase in the current in one or the other photocell, depending on the the distance and direction of the distraction. The output currents of the photocells become one Differential amplifier 42 passed, which provides an output signal, the amplitude of the amplitude depends on the current that was induced in the receiving pulc.

Das Gleichstromausgangssignal des Verstärkers 42 wird über das Mikroamperemeter 43 zu dem Schalterkontakt 49, den Gegenspulen 16, 20, 21 und überThe DC output signal of the amplifier 42 is passed through the micro-ammeter 43 to the switch contact 49, the counter coils 16, 20, 21 and above

ίο einen verhältnismäßig niedrigen variablen Widerstand 51 nach Erde geleitet. Auf diese Weise durchfließt das Gleichstromausgangssignal des Differentialverstärkers 42 die Gegenspule und bewirkt eine Änderung des Magnetflusses in den Polstücken 11 und 12, welche in Richtung entgegengesetzt und in Amplitude gleich ist der Änderung des Flusses, die durch· die Aufnahmespule angezeigt wurde. Der an dem Widerstand 51 entstehende Spannungsabfall wirkt sich auf den Strom in den Hauptspulen 13,14 aus und unterstützt den Kompensationsvorgang.ίο a relatively low variable resistor 51 headed to earth. In this way, the DC output signal flows through the differential amplifier 42 the counter coil and causes a change in the magnetic flux in the pole pieces 11 and 12, which is opposite in direction and equal in amplitude to the change in flux caused by · the Take-up reel was displayed. The voltage drop that occurs across resistor 51 has an effect the current in the main coils 13,14 and supports the compensation process.

Der Strom, der durch die Gegenspulen fließt, ist imstande, Magnetfeldänderungen bis zu ungefähr 1 Gauß zu kompensieren. Das dem Spannungsversorgungsgerät 15 zugeführte Kompensationssignal kann größere Feldänderungen, beispielsweise von 10 Gauß, korrigieren. Dieser Gegenkopplungskreis führt von der einen Seite des einstellbaren Widerstandes 51 zu einem Potentiometer 52 mit Gleitkontakt 53. Änderungen im Spannungsgefälle am Widerstand 51, die sich infolge von Stromänderungen in den Gegenspulen 16, 20, 21 ergeben, steuern die Energiezufuhr in solcher Weise, daß der Ausgangsstrom des Versorgungsgerätes 15, der zu den Magnetspulen 13 und 14 führt, proportional schwankt. Der Verbindungskreis des Versorgungsgerätes 15 mit dem Gleitkontakt 53 besitzt ein in der Figur nicht gezeigtes Tiefpaßfilter, so daß nur langsame Signalschwankungen in der Gegenspule das Versorgungsgerät beeinflussen können. Auf diese Weise wird das magnetische Feld der Magneten 11,12 automatisch dadurch verändert, daß die Spannungsversorgung durch das Gerät 15 langsame Schwankungen des Magnetfeldes kompensiert, beispielsweise über einen Bereich von 10 Gauß. Die kurzzeitig wirkenden Schwankungen im Magnetfluß werden durch den Stromfluß in den Gegenspulen, wie zuvor erörtert, kompensiert. Der Widerstand 51 ist einstellbar, so daß die Verstärkerleistung der Gegenkopplung zu der Spannungsquelle 15 einstellbar ist.The current flowing through the counter coils is capable of magnetic field changes of up to approximately 1 Gaussian to compensate. The compensation signal fed to the voltage supply device 15 can correct larger field changes, e.g. of 10 Gauss. This negative feedback loop leads from one side of the adjustable resistor 51 to a potentiometer 52 with sliding contact 53. Changes in the voltage gradient across resistor 51, which arise as a result of current changes in the counter coils 16, 20, 21 result, control the energy supply in such a way that the output current of the supply device 15, which leads to the solenoids 13 and 14, fluctuates proportionally. The connecting circle of the supply device 15 with the sliding contact 53 has a low-pass filter, not shown in the figure, so that only slow signal fluctuations in the counter coil affect the supply unit be able. In this way, the magnetic field of the magnets 11, 12 is automatically changed by that the power supply through the device 15 compensates for slow fluctuations in the magnetic field, for example over a range of 10 Gauss. The short-term fluctuations in the magnetic flux are compensated for by the flow of current in the counter coils, as previously discussed. Resistance 51 is adjustable so that the amplifier power of the negative feedback to the voltage source 15 can be adjusted is.

In dem Stromkreis des Spannungsversorgungsgerätes 15 des Magneten befindet sich ferner ein Widerstand 54, eine Batterie 55 und das Potentiometer 52. Durch Einstellung des Gleitkontaktes 53 wird dem Steuerkreis des Spannungsversorgungsgerätes 15 ein Gleichstrom zugeführt, dessen Amplitude und Richtungssinn derart ist, daß er in gewünschter Weise den Strom durch die Magnetspulen 13 und 14 und damit die Stärke des Magnetfeldes vergrößert oder verkleinert. Darin liegt eine bequeme Art, das Magnetfeld von Hand zu ändern. Wenn man die Stärke des Magnetfeldes durch Ändern des Widerstandsabgriffes 51 ändert, registrieren die Aufnahmespulen 17, 18, 19 eine entsprechende Flußänderung, und es wird daher ein Stromfluß induziert, der von der Amplitude und der Größe der Flußänderung abhängt. Wenn dieser induzierte Strom durch die Galvanometerspule 32 geleitet wird, würde eine schnelle Bewegung des Galvanometers über die Skala hinausThere is also a resistor in the circuit of the voltage supply device 15 of the magnet 54, a battery 55 and the potentiometer 52. By adjusting the sliding contact 53 is the Control circuit of the voltage supply device 15 is supplied with a direct current, its amplitude and direction is such that he in the desired manner the current through the solenoids 13 and 14 and thus the strength of the magnetic field increases or decreases. There is a convenient way of doing this, the magnetic field to be changed by hand. If you increase the strength of the magnetic field by changing the resistance tap 51 changes, the take-up coils 17, 18, 19 register a corresponding change in flux, and it becomes therefore induces a current flow which depends on the amplitude and the size of the change in flow. If this induced current were passed through the galvanometer coil 32, it would move quickly of the galvanometer beyond the scale

resultieren, und damit würde das Galvanometersystem versuchen, einen kompensierenden Strom der Gegenspulc zuzuführen. Es finden Mittel Anwendung, um eine solche Reaktion des Galvanometersystems bei Ändern des Magnetfeldes zu verhindern. Ein kleiner Gleichstromgenerator 56 ist vorgesehen, dessen Rotor mechanisch mit dem Gleitkontakt 53 gekoppelt ist, so daß eine Veränderung des Gleitkontaktes 53 eine Drehung des Rotors des Generators 56 bewirkt. Wenn daher das Magnetfeld mit Hilfe des Gleitkontaktes53 verändert wird, erzeugt der Generator 46 einen Gleichstrom, dessen Größe und Richtung von der Richtung der Magnetfeldänderung abhängt, und dieser Strom dauert an, solange der Gleitkontakt 53 bewegt wird und das Magnetfeld sich ändert. Dieser Gleichstrom wird von dem Generator 56 auf einen einstellbaren Widerstand 57 übertragen und durch den normalerweise geschlossenen Schaltkontakt 58 den Kontakten 59 der Schalteranordnung der Galvanometerspule 32 zugeleitet. Die Größe des Wider-Standes 57 ist derart, daß der Gleichstrom, der in der Galvanonieterspule erzeugt wird, infolge der Wirkung des Generators 56 ebenso groß ist wie der Gleichstrom, den die Galvanometerspule 32 von den Aufnahmespulen 17, 18, 19 zugeführt erhält. Es ist daher der resultierende Strom in der Galvanometerspule Null, und es ergibt sich, daß eine Änderung des Magnetfeldes, die von einer Bedienungsperson hervorgerufen wird, durch das Galvanometersystem nicht angezeigt wird. Wenn die absichtliche Änderung des Magnetfeldes durch Betätigen des Kontaktes 53 aufhört, so verschwindet auch der Gleichstrom des Generators 56. Der Schalter 58 ist für den Fall vorgesehen, daß der Wert des Widerstandes 57 derart sein sollte, daß der Gleichstrom, den der Generator 56 erzeugt, nicht genau den richtigen Wert besitzt, um den durch die Änderung des Magnetflusses im Galvanometer induzierten Strom auszugleichen. Dies tritt üblicherweise nur dann auf, wenn das Magnetfeld sehr beträchtlich geändert wird. Sollte daher bei einer Einstellung des Magnetfeldes das Galvanometer •sich bewegen, so kann der Schalter58 geöffnet und der Gleitkontakt 53 in einer Richtung bewegt werden, welche die Rückkehr des Galvanometers auf die Skalenmitte zur Folge hat. Während dieses Vorganges wird von dem Galvanometer 32 kein Strom des Generators 56 aufgenommen. Nachdem die Nullstellung wieder staltgefunden hat, wird der Schalter 58 wieder geschlossen, und es findet eine weitere Einstellung des Einstcllmittels 53 statt.result, and thus the galvanometer system would try to compensate the counter-coil current to feed. Means are used to prevent such a reaction of the galvanometer system To prevent changing the magnetic field. A small DC generator 56 is provided, its Rotor is mechanically coupled to the sliding contact 53, so that a change in the sliding contact 53 causes the rotor of the generator 56 to rotate. Therefore, if the magnetic field with the help of the sliding contact53 is changed, the generator 46 generates a direct current, the magnitude and direction of which is from depends on the direction of the change in the magnetic field, and this current continues as long as the sliding contact 53 is moved and the magnetic field changes. This direct current is from the generator 56 to a adjustable resistor 57 transmitted and through the normally closed switching contact 58 the contacts 59 of the switch arrangement of the galvanometer coil 32 are supplied. The size of the resistance 57 is such that the direct current generated in the galvanizing coil is due to the effect of the generator 56 is as large as the direct current that the galvanometer coil 32 from the Receiving bobbins 17, 18, 19 fed. It is therefore the resulting current in the galvanometer coil Zero, and it results that a change in the magnetic field caused by an operator is not displayed by the galvanometer system. If the intentional change to the If the magnetic field is stopped by actuating the contact 53, the direct current of the generator also disappears 56. The switch 58 is provided in the event that the value of the resistor 57 is such it should be that the direct current generated by generator 56 is not exactly the correct value, to compensate for the current induced by the change in magnetic flux in the galvanometer. this usually only occurs when the magnetic field is changed very significantly. Should therefore be at an adjustment of the magnetic field the galvanometer • move, the switch58 can be opened and the sliding contact 53 can be moved in a direction which allows the galvanometer to return to the Results in the middle of the scale. During this process, no current of the galvanometer 32 is Generator 56 added. After the zero position has been restored, the switch 58 closed again, and a further setting of the setting means 53 takes place.

Bei spektroskopischen Messungen der magnetischen Kernresonanz unter Anwendung eines extrem hohen Auflösungsvermögens ist es erforderlich, das Gebiet einer magnetischen Linienbreite zu durchlaufen, um das magnetische Resonanzspektrum anzuzeigen. Die Modulationsfrequenz wird üblicherweise von dein niederfrequenten Modulationsgenerator 29 geliefert, der mit Spulen 24 und 25 zusammenwirkt, weiche im Magnetspalt angeordnet sind. Gemäß der Erfindung wird ein Durchlauf system verwendet, welches das Galvanometer und die zugehörigen Kreise ausnützt, um eine sehr exakt wählbare Modulationsfrequenz zu erzeugen, weiche das magnetische Gleichfcld über den gewünschten Bereich einer Linienbreite moduliert. Diese Modulationsanordnung umfaßt die Batterien 61 und 62, das Potentiometer 63, das Potentiometer 64 sowie einen Schalter mit drei Schaltstellungen 65 im Stromkreis der Galvanometerspule 32. Die drei Stellungen des Wählschalters 65 sind die Ausschaltstellung (Mittelstellung), in welcher kein Gleichstrom der Galvanometerspule 32 zugeführt wird, sowie zwei Einschaltstellungen, von denen die eine als Feldzunahmestellung und die andere als Feldabnahmestellung bezeichnet werden kann. Wenn eine Modulation des Magnetfeldes gewünscht wird, die von dem Galvanometer gesteuert wird, wird der Schalter in die Zunahmeoder Abnahmestellung gelegt, je nachdem, ob die Änderung des Magnetfeldes im Sinne zunehmenden oder abnehmenden Magnetfeldes stattfinden soll. Dies äußert sich in der Einführung eines schwachen Gleichstromes in der Galvanometerspule, wobei der Stromkreis von dem Kontakt 65 über den Widerstand 66, den Schaltkontakt 59 zur Galvanometerspule 32 führt. Das Galvanometersystem dreht sich dann langsam und erzeugt einen sich langsam ändernden Ausgangsstrom durch die Gegenspulen 16, 20, 21, was in der Erzeugung einer langsamen Modulationsfrequenz des Magnetfeldes resultiert. Die Potentiometer 63 und 64 sind zu dem Zweck vorgesehen, daß nach Wunsch die Geschwindigkeit der Magnetfeldänderung gewählt werden kann. Bei einer Ausführungsform der Erfindung war die Änderungsgeschwindigkeit des' Magnetfeldes zwischen 0,01 mG/sek bis auf 12 mG/ sek oder mehr veränderlich, wobei die Zeitdauer des Durchlaufens durch ein magnetisches Kernresonanzspektrum zwischen einer Sekunde und drei Minuten veränderbar war. Es kann sich aber auch ergeben, daß das Galvanometer aus anderen Gründen als durch Änderungen des Magnetflusses in den Polstücken in den Bewegungszustand versetzt wird. Es können sich beispielsweise kleine Gleichströme in den Galvanometerkreisen durch die Wirkung thermoelektrischer Potentiale an Lötstellen ergeben oder durch Temperaturänderungen des Gerätes. Solche Gleichströme bewirken ein sehr langsames Wandern der Galvanometerspule und damit langsame Änderungen des Magnetfeldes. Eine Kontrolle für diese Erscheinungen besteht aus dem Parallelzweig zu den Batterien 61 und 62, nämlich dem Potentiometer 67 und dem Widerstand 68, welche mit der Galvanometerspule gekoppelt sind und einen Gleichstrom von einer Amplitude und einer Richtung bewirken, wie er durch die Stellung des Gleitkontaktes des Potentiometers 67 gewünscht ist; dadurch wird der unerwünschte Gleichstrom in der Spule 32, welcher das langsame Wandern des Galvanometers und des Magnetfeldes mit sich brachte, kompensiert.In the case of nuclear magnetic resonance spectroscopic measurements using an extreme high resolution it is necessary to traverse the area of a magnetic line width, to display the magnetic resonance spectrum. The modulation frequency is usually supplied by your low-frequency modulation generator 29, which cooperates with coils 24 and 25, soft are arranged in the magnetic gap. According to the invention, a pass-through system is used, which uses the galvanometer and the associated circles to produce a very precisely selectable Modulation frequency to produce soft the magnetic equilibrium over the desired range modulated to a line width. This modulation arrangement comprises the batteries 61 and 62, the potentiometer 63, the potentiometer 64 and a switch with three switch positions 65 in the circuit the galvanometer coil 32. The three positions of the selector switch 65 are the switch-off position (middle position), in which no direct current is fed to the galvanometer coil 32, as well as two switch-on positions, one of which is referred to as the field increase position and the other as the field decrease position can be. If modulation of the magnetic field is desired, use the galvanometer is controlled, the switch is placed in the increase or decrease position, depending on whether the Change of the magnetic field in the sense of increasing or decreasing magnetic field should take place. This manifests itself in the introduction of a weak direct current in the galvanometer coil, the Circuit from contact 65 via resistor 66, switching contact 59 to galvanometer coil 32 leads. The galvanometer system then rotates slowly creating a slowly changing output current through the counter coils 16, 20, 21, resulting in the generation of a slow modulation frequency of the magnetic field results. The potentiometers 63 and 64 are provided for the purpose that after If desired, the speed of the change in the magnetic field can be selected. In one embodiment of the Invention was the rate of change of the 'magnetic field between 0.01 mG / sec up to 12 mG / sec or more variable, the time duration of sweeping through a nuclear magnetic resonance spectrum was changeable between one second and three minutes. But it can also arise that the galvanometer for reasons other than changes in the magnetic flux in the pole pieces is put into the state of motion. For example, there can be small direct currents in the Galvanometer circles result from the effect of thermoelectric potentials at soldering points or due to temperature changes in the device. Such direct currents cause a very slow migration the galvanometer coil and thus slow changes in the magnetic field. A check for this Phenomena consists of the parallel branch to the batteries 61 and 62, namely the potentiometer 67 and resistor 68 coupled to the galvanometer coil and supplying a direct current of an amplitude and a direction, as determined by the position of the sliding contact of the potentiometer 67 is desired; thereby the undesired direct current in the coil 32, which the slow migration of the galvanometer and the magnetic field brought with it, compensated.

Es kann von Zeit zu Zeit erforderlich sein, daß das sehr empfindliche Galvanometer wieder nachjustiert werden muß. Zu diesem Zweck wird der Nockenschalter 33 in seine mittlere, d. h. Normalstellung, gelegt. Es liegt dann ein Stromkreis vor, der von einem kleinen von Hand betätigten Gleichstromgenerator 69 über einen Widerstand 71 und die Kontakte 72, die Galvanometerspule 32 und die Kontakte 39 und 73 zu Erde führt. Indem der Rotor des Gleichstromgenerators 69 von Hand gedreht wird, durchfließt ein kleiner Gleichstrom geeigneter Polarität das Galvanometer und bringt es in seine NuIIage.From time to time it may be necessary to readjust the very sensitive galvanometer must become. For this purpose, the cam switch 33 is in its central, i.e. H. Normal position, laid. There is then a circuit, that of a small hand-operated direct current generator 69 via a resistor 71 and the contacts 72, the galvanometer coil 32 and the contacts 39 and 73 leads to earth. By rotating the rotor of the direct current generator 69 by hand, flows in small direct current of suitable polarity the galvanometer and brings it into its NuIIage.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for the temporal linear modulation of a magnetic field with simultaneous deactivation undesirable fluctuations,

characterized in that a first coil arrangement (17, 18, 19) is provided in the magnetic field which is a sienal to the field strength fluctuations proportional to an integration stage (31, 32, 45, 46, 47, 48, 42) indicates that a second coil arrangement (16, 20, 21) is provided from the output of the integration stage (31, 32, 45, 46, 47, 48, 42) is fed, and that an adjustable hochkonstanle Voltage source (61, 62, 63, 64, 65) is provided, which in addition to the modulation rhythm the input of the integration stage can be connected.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the Inlegrationsvorrichtung a Drehspiri mirror galvanometer (31, 32, 45) with one in the input circuit of a differential amplifier (42), one for the galvanometer mirror (45) guided light beam (46) acted upon by a pair of photocells (47, 48).

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the electromagnet current supplying power supply device (15) a control device (51, 52, 53, 54, 55) comprises, of the integration device (31, 32, 45, 46, 47, 48, 42) a controlling Electricity is supplied.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the the second coil arrangement (16, 20, 21) current flowing through a preferably adjustable resistor (51) of the Power supply device (15) flows through.

5. Arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the power supply device (15) has a fixed voltage source (55) with a parallel connected potentiometer (52, 53).

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the potentiometer tap (53) the rotor of a DC voltage generator (56) is mechanically coupled and that of the generator (56) when the potentiometer tap (53) is actuated, the voltage generated is compensating Sense of the input circuit (32) of the integration device (31 ^ 32, 45, 46, 47, 48, 42) supplied will.

1 sheet of drawings