DE1670508C - Solution pairs with gyromagnetic properties for magnetic measurements with nuclear resonance and electronic resonance - Google Patents
Solution pairs with gyromagnetic properties for magnetic measurements with nuclear resonance and electronic resonanceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Lösungspaare mit gyromagnetischen Eigenschaften, die für magnetische Messungen mit Kernresonanz und elektronischer Resonanz, und zwar insbesondere in Magnetometern, verwendbar sind. Ein Magnetometer dieser Art ist in der deutschen Auslegeschrift 1 516 924 beschrieben.The invention relates to pairs of solutions with gyromagnetic properties for magnetic Measurements with nuclear and electronic resonance, especially in magnetometers, are usable. A magnetometer of this type is described in German Auslegeschrift 1,516,924.
In der vorgenannten Patentschrift sind zwei Lösungspaare mit gyromagnetischen Eigenschaften angegeben, die in dem beschriebenen Magnetometer benutzt werden, und zwarIn the aforementioned patent, two pairs of solutions with gyromagnetic properties are given, which are used in the magnetometer described, namely
a) ein erstes Paar, das durch eine erste Lösung von Ditertiobutyl-Nitroxyd (nachstehend abgekürzt DTBN genannt), das in einem Lösungsmittel gelöst ist, das (volumeninäßig) zur Hälfte durch Wasser und zur Hälfte durch Azeton gebildet wird, und eine zweite Lösung von Triazetonamin-Nitroxyd (nachstehend abgekürzt TANO genannt), das in einem Lösungsmittel gelöst ist, das durch sieben Teile Wasser und drei Teile Äthylenglykol gebildet wird, wobei die gemeinsame elektronische Resonanzlinie 68,5 MHz beträgt; a) a first pair formed by a first solution of ditertiobutyl nitroxide (hereinafter abbreviated DTBN called), which is dissolved in a solvent that (in terms of volume) half through Water and half formed by acetone, and a second solution of triacetonamine nitroxide (hereinafter referred to as TANO for short), which is dissolved in a solvent that is divided by seven parts of water and three parts Ethylene glycol is formed with the common electronic resonance line being 68.5 MHz;
b) ein zweites Paar, das durch eine erste Lösung von TANO und eine zweite Lösung von TANOXIM oder Tetramethyl-2,2,6,6-Azo-1-Cyclohexynonoxim-4-Oxyd-l gebildet wird.b) a second pair that is replaced by a first solution of TANO and a second solution of TANOXIM or tetramethyl-2,2,6,6-azo-1-cyclohexynonoxime-4-oxide-1 is formed.
Diese beiden Lösungspaare, die zwei verschiedene paramagnetische Stoffe enthalten, liefern gute Ergebnisse, sie besitzen jedoch eine gewisse Zahl von Nachteilen, nämlich folgende:These two pairs of solutions, which contain two different paramagnetic substances, give good results, however, they have a number of disadvantages, namely the following:
Das TANOXIM besitzt einen geringen Polarisationsfaktor, so daß die Amplitude der Linie des TANOXIM viel schwächer als die der entsprechenden Linie des TANO ist, so daß bei Benutzung des zweiten genannten Lösungspaares keine gute Kompensation der Energieemission und -absorption möglich ist.The TANOXIM has a low polarization factor, so that the amplitude of the line of the TANOXIM is much weaker than that of the corresponding line of TANO, so that when using the second mentioned solution pair no good compensation of the energy emission and absorption is possible.
Das DTBN ist nur in sehr reinem Zustand stabil, aber in diesem Zustand nur sehr schwer herstellbar (praktisch mußte die DTBN-Lösung, die sich veränderte, häufig ersetzt werden); außerdem waren die Lösungen des ersten obigen Paares stark wäßrige Lösungen, deren Gefrierpunkt nur wenig unter O0C lag, so daß die Gefahr ihres Gefrierens während der Einlagerung bestand.The DTBN is only stable in a very pure state, but can only be produced with great difficulty in this state (in practice, the DTBN solution, which has changed, often had to be replaced); In addition, the solutions of the first pair above were strongly aqueous solutions, the freezing point of which was only a little below 0 ° C., so that there was a risk of them freezing during storage.
Es wurde nun entdeckt, daß das TANO, das die Nachteile des TANOXIM und des DTBN nicht aufweist (insbesondere, weil es in reinem Zustand hergestellt werden kann und in diesem eine sehr gute Stabilität besitzt), die Herstellung von zwei Lösungen gestattet, die für die gleiche Hochfrequenz die gleiche Resonanzlinie mit entgegengesetzten Wirkungen in den beiden Lösungen besitzen, d. h., die bei ihrer SättigungIt has now been discovered that the TANO, which does not have the disadvantages of the TANOXIM and the DTBN (Especially because it can be produced in its pure state and in this a very good one Stability), which allows the production of two solutions which are the same for the same high frequency Have a resonance line with opposite effects in the two solutions, d. i.e., those at their saturation
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eine Energieabsorption bei der Kernfrequenz des einem Magnetfeld mit der Stärke H durch die Formelan energy absorption at the core frequency of a magnetic field with strength H by the formula
Lösungsmittels in einer der Lösungen und eine /= γΗβπ gegeben ist, und andererseits durch einenSolvent in one of the solutions and a / = γΗβπ is given, and on the other hand by a
Energieemission bei der Kernfrequenz des Lösungs- in diesem Lösungsmittel gelösten paramagnetischenEnergy emission at the core frequency of the paramagnetic solution dissolved in this solvent
mittels in der anderen Lösung erzeuge.!. Stoff gebildet wird, der in seinem Molekül ein un-using in the other solution.!. Substance is formed, which in its molecule an un-
überraschenderweise wurde ferner festgestellt, daß 5 paariges Elektron aufweist, das in WechselwirkungSurprisingly, it was also found that 5 has paired electron that interacts
für eine TANO-Lösung die dem unpaarigen Elektron mit einem Atomkern dieses Stoffes steht, der einefor a TANO solution that represents the unpaired electron with an atomic nucleus of this substance, the one
des TANO entsprechende elektronische Resonanz- elektronisch sättigbare Resonanzlinie mit einer vonof the TANO corresponding electronic resonance - electronically saturable resonance line with one of
frequenz in nicht vernachlässigbarem Maße in Funk- null verschiedenen Frequenz in einem Magnetfeldfrequency to a non-negligible extent in radio zero different frequency in a magnetic field
tion des benutzten Lösungsmittels verändert wird. von der Größe null besitzt.tion of the solvent used is changed. of size zero.
Diese Eigenschaft gestattet es, die Zusammen- io Das Magnetometer enthält ferner EinrichtungenThis property allows the co- io The magnetometer also contains devices
Setzungen der beiden Probenhälften so einzustellen, zur Sättigung dieser elektronischen Resonanzhnie.Adjust the subsidence of the two halves of the sample to saturate this electronic resonance.
daß bei Anlegung eines Höchstfrequenzfeldes mit der die durch einen Höchstfrequenzoszillator 7 mit derthat when applying a maximum frequency field with the by a maximum frequency oscillator 7 with the
Frequenz 62,65 MHz die beiden entgegengesetzten Frequenz dieser Linie und einer Spule 8 εε^ιΐ£ΐε1 Frequency 62.65 MHz the two opposite frequencies of this line and a coil 8 ε ε ^ ιΐ £ ΐε1
Linien der elektronischen Resonanz gesättigt werden. werden, die von diesem Generator gespeist wird undLines of electronic resonance become saturated. that is fed by this generator and
Gemäß der Erfindung ist für derartige magnetische 15 in die flüssige Probe 12 in dem Behälter 6 eintauchtAccording to the invention, such magnetic 15 is immersed in the liquid sample 12 in the container 6
Messungen mit Kernresonanz und elektronischer (zur Verdeutlichung der F i g. 1 sind die Spulen 2 und 8Measurements with nuclear magnetic resonance and electronic (to clarify FIG. 1, coils 2 and 8 are
Resonanz, insbesondere mittels eines Magnetometers, von dem Behälter 6 getrennt dargestellt),Resonance, in particular by means of a magnetometer, shown separately from the container 6),
ein Lösungspaar vorgesehen, das durch Triazeton- Ein nicht dargestellter elektromagnetischer Schirma pair of solutions provided by triacetone, an electromagnetic screen, not shown
Nitroxyd in zwei verschiedenen Lösungen gebildet ist zwischen der in den Behälter 6 eintauchenden wird, wobei die beiden Triazetonaminlösungen die 20 Spule 8 einerseits und den den Behälter 6 umgebendenNitroxide is formed in two different solutions between the one immersed in the container 6 the two triacetonamine solutions, the coil 8 on the one hand and the container 6 surrounding it
gleiche elektronische Resonanzlinie besitzen und die Spulen 1 und 2 andererseits vorgesehen, der bei derhave the same electronic resonance line and the coils 1 and 2 are provided on the other hand, in the
Sättigung dieser gemeinsamen elektronischen Re- Kernresonanzfrequenz durchlässig und_ bei der elek-Saturation of this common electronic nuclear magnetic resonance frequency permeable and_ in the case of the elec-
sonanzlinie in einer der Lösungen eine Energieab- tronischen Resonanzfrequenz undurchlässig ist.sonanzlinie in one of the solutions an energy ab- tronic resonance frequency is impermeable.
sorption und in der anderen Lösung eine stimulierte Ferner ist an den Klemmen der Spule 1 ein Konden-Energieemission bei der gemeinsamen Kernresonanz- 25 sator 9 angeordnet, der mit dieser einen Resonanzkreissorption and in the other solution a stimulated Furthermore, there is a condensation energy emission at the terminals of the coil 1 Arranged at the common nuclear resonance generator 9, which forms a resonance circuit with this
frequenz der beiden Lösungen erzeugt. bildet, welcher auf die Kernresonanzfrequenz j a D-generated frequency of the two solutions. forms, which is based on the nuclear magnetic resonance frequency j a D-
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das erste gestimmt ist und einen geringen Güte- oder Uoer-In a further embodiment of the invention, the first is tuned and a low quality or Uoer-
Lösungsmittel reines Dimethoxyäthan (abgekürzt spannungskoeffizienten Q (von größenordnungsma-Solvent pure dimethoxyethane (abbreviated to stress coefficient Q (of the order of magnitude)
DME) und das zweite Lösungsmittel reines Methanol. ßig 5) hat, um eine Frequenzmitnahme (pulUng) zuDME) and the second solvent pure methanol. 30 5) has to take the frequency (pulUng) too
Es können nach der weiteren Erfindung auch 30 verringern, die auftreten würde, wenn Q sehr groisAccording to the further invention, it can also reduce 30 that would occur if Q was very large
folgende Konzentrationen angewendet werden: wäre. .the following concentrations are used: would. .
• , m.c . · ., , Schließlich ist ein Frequenzmesser 10 an dem Aus-•, m . c . ·.,, Finally, a frequency meter 10 is at the output
a) als erstes Losungsmittel DME in reinem Zustand Verstärkers 5 angeordnet, um die Kern- und als zweites Losungsmittel ein Gemisch von * nanzfreauenz oder Larmorfrequenz / zu messen, etwa 73 Volumprozent DME und etwa 27 Volum- ^^Ά^^^ unmittelbar in magneprozent Wasser, tjschen Feldstärken geeicht werden kann, da H a) as the first solvent DME in the pure state amplifier 5 arranged to measure the core and as the second solvent a mixture of * n ananzfreauenz or Larmor frequency /, about 73 volume percent DME and about 27 volume ^^ Ά ^^^ immediately in magnetic percent water, tjschen field strengths can be calibrated , since H
b) als erstes Lösungsmittel ein Gemisch von etwa _ infly b) as the first solvent a mixture of about _ infly
73 Volumprozent DME und etwa 27 Volum- ,m Bet'rjeb erzeugt die Sättigung der elektronischen73 percent by volume DME and about 27 vol- ume, m bet ' r j e b produces the saturation of the electronic
prozent Wasser und als zweites Lösungsmittel Resonanzlinie eine Umkehrung der Besetzung derpercent water and, as a second solvent, a reversal of the occupation of the resonance line
ein Gemisch von etwa 88 Volumprozent Methanol 40 Kernspins in der Probe des Behälters 6, was diea mixture of about 88 percent by volume methanol 40 nuclear spins i n the sample of the container 6, which the
und etwa 12 Volumprozent Wasser. stimulierte Energieemission bei der Kernresonanz-and about 12 percent by volume water. stimulated energy emission in nuclear magnetic resonance
In weiterer Ausbildung der Erfindung liegt die frequenz durch die auf das untere Niveau zuruck-In a further embodiment of the invention, the frequency is due to the back to the lower level.
bevorzugte Konzentration an Triazetonamin-Nitro- kehrenden Kernspins zur Folge hat. Diese stimui.eriepreferred concentration of triacetonamine-nitro-sweeping nuclear spins result. This stimui.erie
oxyd in jeder Lösung in der Nähe der millimolekularen Emission äußert sich in einem Moment aas sicn πOxide in every solution near the millimolecular emission expresses itself in a moment aas sicn π
Konzentration. 45 der Kernresonanzfrequenz (etwa 2100 Hz ur dasConcentration. 45 of the nuclear magnetic resonance frequency (about 2100 Hz ur das
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme Proton in dem magnetischen Erdfeld).arent una ■eiThe invention is described below with reference to the proton in the earth's magnetic field
auf die Zeichnung beispielshalber erläutert. erhebliche Kopplung m zwischen den (nor™ler™explained on the drawing by way of example. considerable coupling m between the ( nor ™ ler ™
F i g. 1 zeigt schematisch den Schaltungsaufbau entkoppelten) Spulen 1 und 2, jedoch mit dieserF i g. 1 schematically shows the circuit structure of decoupled coils 1 and 2, but with this
eines einfachen Magnetometers mit einem Oszillator Frequenz, herstellt. Hierdurch ««m™ mit Spinkopplung· 50 gekoppelter Oszillator, bei dem die KernresonanzKurve.a simple magnetometer with an oscillator frequency. As a result «« m ™ with spin coupling · 50 coupled oscillator in which the nuclear magnetic resonance curve.
F i g. 2 zeigt schematisch den Schaltungsaufbau eines welche verhältnismäßig spitz ist (da die ^rnresonanz-F i g. 2 schematically shows the circuit structure of one which is relatively pointed (since the resonance
Magnetometers, bei dem ein Lösungspaar gemäß der linien schmal sind), die gleiche Rolle spielt w e aieMagnetometer, in which a pair of solutions are narrow according to the lines), plays the same role as
Frfindune benutzt wird Resonanzkurve eines Schwingkreises η einem uDiicnenFrfindune uses the resonance curve of an oscillating circuit η a uDiicnen
EtÄSS3,™ .«f F ί g. 1 sei zunächst daran rückgekoppelten Oszillator, wobei g™^*<. » E tÄSS3, ™. «F F ί g. 1 is initially an oscillator that is fed back to it, where g ™ ^ * <. »
erinnert, daß ein Oszillator mit Spinkopplung im 55 die Mitnahme und somit fur'das^sachliche Arbeitenreminds that an oscillator with spin coupling in the 55 is the entrainment and thus for the factual work
wesentlichen zwei Blochsche Spulen 1 und 2 enthält, darin besteht, daß die Vf^^jXessentially contains two Bloch coils 1 and 2, is that the Vf ^^ jX
die an den Eingang 3 bzw. den Ausgang 4 eines einen bestimmten Schwellen wert uberste g- we ^which at the input 3 or the output 4 of a certain threshold value surpasses g- we ^
linearen Verstärkers 5 angeschlossen sind. D.e Spulen für jeden Oszillator mit Spinkopp ""S bereche 1^linear amplifier 5 are connected. De coils for each oscillator with Spinkopp "" S calculate 1 ^
1 und 2 sind elektromagnetisch möglichst weitgehend ist (wöbe, auch zu berucksicht.gen '£ daß em Te 1 de1 and 2 are electromagnetic as far as possible (wöbe, also to be considered. '£ that em Te 1 de
entkoppelt, wobei die Richtungen A-, Y ihrer Achsen 60 Energie des Oszillators bei Il zur Übertragung autdecoupled, the directions A-, Y of their axes 60 energy of the oscillator at II for transmission aut
senkrecht aufeinanderstehen. Frequenzmesser ">eninomme" ^1™^ und der stand vertically on top of each other. Frequency meter "> en i nomme" ^ 1 ™ ^ and the
Die Spulen 1 und 2 sind auf einen Behälter 6 auf- Nach dieser Erauterung des Aufbau und JeThe coils 1 and 2 are on a container 6 according to this explanation of the structure and each
gewickelt, der eine flüssige Probe 12 enthält, die einer- Arbeitsweise der Magnetomete mit Spnkgwound, which contains a liquid sample 12, the one- working method of magnetometers with Spnkg
sdts durch ein Lösungsmittel mit Atomkernen (ins- mit einer einzigen Losung mit J^^f^ sdts by a solvent with atomic nuclei (ins- with a single solution with J ^^ f ^
besondere Protonen) mit einem von null verschiedenen 65 Eigenschaften soll jetzt unter .^ugnahmespecial protons) with a different from zero 6 5 properties should now be accepted
magnetischen und kinetischen Moment, d. h. einem ein Magnetometer nut Spinkopplungmagnetic and kinetic moment, d. H. a magnetometer with spin coupling
genau bestimmten gyromagnetischen Verhältnis,,, werden, welches ein ^ungsgemaBe. ^exactly determined gyromagnetic ratio ,,, which a ^ gemaBe. ^
wobei die Resonanzfrequenz / dieser Atomkerne in mit gyromagnetisch Eigenschaften benutzt.where the resonance frequency / these atomic nuclei are used in with gyromagnetic properties.
Das Magnetometer der F i g. 2 enthält zunächst einen ersten und einen zweiten Behälter 6a, 6b, welche daserlindungsgemäße Lösungspaar 12a, 126 mit gyromagnetischen Eigenschaften enthüllen.The magnetometer of FIG. 2 initially contains a first and a second container 6a, 6b, which reveal the inventive pair of solutions 12a, 126 with gyromagnetic properties.
Bei einer ersten Ausführungsform enthält der Behälter 6a eine Lösung 12a, welche durch eine millimolekulare Lösung von TANO in reinem DME gebildet wird, während der zweite Behälter 6b eine zweite Lösung Mb enthält, welche durch eine milli-In a first embodiment, the container 6a contains a solution 12a, which is formed by a millimolecular solution of TANO in pure DME, while the second container 6b contains a second solution Mb , which is formed by a millimolecular solution.
einen Kondensator 9, welcher mit den Spulen Xa und 1 b einen Resonanzkreis für die Kernresonanzfrequenz bildet.forming a capacitor 9, with the coils Xa and 1 b a resonant circuit for NMR frequency.
Die Arbeitsweise des Magnetometers mit einem erlindungsgemäßen Lösungspaar mit gyromagnetische η Eigenschaften ist folgende:The operation of the magnetometer with a solution pair according to the invention with a gyromagnetic η Features is the following:
Der Oszillator 7 speist mit Höchslfrequenz die beiden Spulen 8g und 86, weiche in die Lösungen 12a The oscillator 7 feeds the two coils 8g and 86 at a maximum frequency, which feed into the solutions 12a
molekulare Lösung von TANO in einem Gemisch von io und 126 der Behälter 6a und 66 tauchen wobei sie 73 Volumprozent DME und 27 Volumprozent Wasser die elektronische Resonanzlinie des TANO in jeder i.ehildet wird dieser Losu"Sen sättigen.molecular solution Tano in a mixture of io and 126 of the container 6a and 66 appear being 73 volume percent DME and 27 volume percent water is i.ehildet electronic resonance line of TANO in each of these Losu saturate "Sen.
Bei einer zweiten Ausführungsform ist die Lösung Die Sättigung der elektronischen Resonanzlin.eIn a second embodiment, the solution is the saturation of the electronic resonance lines
12a eine millimolekulare Lösung von TANO in einem einer der Lösungen erzeugt (infolge der Kopplung Gemisch von 73 Volumprozent DME und 27 Volum- .5 zwischen den elektronischen Spins und den Kernspins nrozent Wasser während die zweite Lösung 126 dieser Lösung) eine Steigerung der Energieabsorption Lrrh eine millimolekulare Lösung von TANO in bei der Kernresonanzfrequenz dieser Lösung, während einem Gemisch von 88 Volumprozent Methanol und die Sättigung der elektronischen Resonanzlinie der 1 ■> Volumprozent Wasser gebildet wird. zweiten Lösung (infolge der Kopplung zwischen den12a produces a millimolecular solution of TANO in one of the solutions (due to the coupling mixture of 73 volume percent DME and 27 volume percent water between the electronic spins and the nuclear spin percent water while the second solution 126 of this solution) increases the energy absorption Lrrh an Millimolecular solution of TANO in at the nuclear resonance frequency of this solution, while a mixture of 88 volume percent methanol and the saturation of the electronic resonance line of 1 ■> volume percent water is formed. second solution (due to the coupling between the
~Bei einer dritten Ausführungsform, welche übrigens *<> elektronischen Spins und den Kernspins dieser zweiten die bevorzugte ist ist die Lösung 12e eine milli- Lösung) eine stimulierte Energieemission mit der molekulare ösung von TANO in reinem DME und Kernresonanzfrequenz dieser zweiten Lösung erzeugt, die zweite Lasung 126 eine millimolekulare Lösung die übrigens die gleiche wie die Kernfrequenz der von TANO in reinem Methanol. ersten Lösung ist, nämlich die Resonanzfrequenz des~ In a third embodiment, which by the way * <> electronic spins and the nuclear spins of this second is the preferred solution 12e is a milli solution) a stimulated energy emission with the molecular solution of TANO in pure DME and nuclear resonance frequency of this second solution generates the second solution 126 a millimolecular solution which, by the way, is the same as the core frequency of TANO in pure methanol. first solution is, namely the resonance frequency of the
Die eemeinsame elektronische Resonanzlinie für die 25 Wasserstoffkerns oder Protons des Lösungsmittels beiden Proben dieser Paare beträgt größenordnungs- (DME. Methanol oder Wasser) in dem Magnetfeld. mälJie 62 65 MHz während die Kernresonanz- in welchem sich die Behälter 6a und 6b befinden, frequenz in dem magnetischen Erdfeld die des Wasser- Zwischen den Spulen la und la des ersten PaaresThe common electronic resonance line for the 25 hydrogen nuclei or protons of the solvent in both samples of these pairs is of the order of magnitude (DME, methanol or water) in the magnetic field. MalJie 62 65 MHz during the nuclear magnetic resonance in which the containers 6a and 6b are located, frequency in the magnetic earth field that of the water between the coils la and la of the first pair
Stoffs ist, nämlich etwa 2100 Hz. und den Spulen 16 und 26 des zwe.ten Paares bestehtSubstance is, namely about 2100 Hz. And the coils 16 and 26 of the second pair
In Kombination mit diesen beiden Behältern enthält 30 eine Kopplung über die Kernspins, die in der unterIn combination with these two containers, 30 contains a coupling via the nuclear spins that are in the below
das Magnetometer der F i g. 2 folgende Teile:the magnetometer of FIG. 2 following parts:
einen Oszillator 7, welcher eine elektromotorische Kraft mit der Höchstfrequenz der elektronischenan oscillator 7 which generates an electromotive force at the highest frequency of the electronic
Bezugnahme auf F i g. 1 erläuterten Weise wirkt. Da die Achsen der Empfangsspulen Io und 16 parallel aber gegensinnig angeordnet sind, werden durch Kompensation die elektromotorischen KräfteReferring to FIG. 1 acts as explained. Since the axes of the receiving coils Io and 16 are parallel but are arranged in opposite directions, the electromotive forces are compensated
Resonanzlüiie der beidenLösungen 12a und 12 35 geschieden, die in diesen Spulen durch das äußereResonance liquid of the two solutions 12a and 12 35 separated, which in these coils through the outer
liefert, d. h., mit der Frequenz von 62,65 MHz bei den obigen Ausführungsformen, zwei Spulen Sa und 86 (mit z. B. zwei Windungen), welche parallel von dem Oszillator 7 gespeist werden und in die Lösungen 12a bzw. 126 eintauchen, um in jeder derselben die elektronische Resonanzlinie mit 62,65 MHz zu sättigen,supplies, that is, with the frequency of 62.65 MHz in the above embodiments, two coils Sa and 86 (with e.g. two windings), which are fed in parallel by the oscillator 7 and immerse in the solutions 12a and 126, respectively, in order to saturate the electronic resonance line with 62.65 MHz in each of these,
elektromagnetische Feld und die Bewegungen des Magnetometers induziert werden. Die Erregerspulen la, Ib sind in Reihe geschaltet, wobei ihre Achsen die gleiche Richtung wie die Achsen der Spulen 1 a, 16 haben. Da die beiden Spulen 2a und la einerseits und 26 und 16 andererseits nicht auf natürliche Weise entkoppelt sind, richtet man es so ein, daß die Kopplungskoeffizienten der gegenseitigen Induktion ma zwischen den Spulen 2a und la und mj zwischenelectromagnetic field and the movements of the magnetometer are induced. The excitation coils 1 a, 1 b are connected in series, their axes having the same direction as the axes of the coils 1 a, 16. Since the two coils 2a and la of the one part 26 and 16 on the other hand not decoupled and in a natural way, it directs it so that the coupling coefficient of mutual induction m a between the coils 2a and la and mj between
einen linearen Verstärker 5a linear amplifier 5
zwei Paare von zueinander parallelen Spuien 45 den Spulen 26 und i 6 einander enigegengeseizi sind: two pairs of coils 45 parallel to one another, the coils 26 and 6 are opposed to one another:
1α-2σ und 16-26, wobei das erste Paar 1α-2α mit d.h. mb -ma. Die Aufhebung der induzierten 1α-2σ and 16-26, where the first pair 1α-2α with dh m b -m a . The lifting of the induced
der ersten Lösung 12a und das zweite Paar 16-26 mit der zweiten Lösung 126 gekoppelt ist, wobei die erste Spule la des ersten Paares in Reihe mit der ersten Spule 1 6 des zweiten Paares an die the first solution 12a and the second pair 16-26 is coupled to the second solution 126 , the first coil la of the first pair in series with the first coil 1 6 of the second pair to the
angeschlossen ist, während die zweite Spule la is connected, while the second coil la des ersten Paares und die zweite Spule Ib desof the first pair and the second coil Ib of the zweiten Paares parallel an den Ausgang 4 dessecond pair in parallel to output 4 of the
elektromotorischen Kräfte an den Eingangsklemmen 3 des Verstärkers 5 wird mittels des Potentiometers 13 vervollständigt.electromotive forces at the input terminals 3 of the amplifier 5 are completed by means of the potentiometer 13.
Damit die von den Kernen herrührenden, in den beiden Empfangsspulen la, 16 induzierten elektromotorischen Kräfte sich an den Eingangsklemmen 3 des Verstärkers 5 addieren, ist es notwendig (undSo that those originating from the nuclei, in the two receiving coils 1 a, 16 induced electromotive forces at the input terminals 3 of the amplifier add 5, it is necessary (and hinreichend), daß die makroskopischen Resultierendensufficient) that the macroscopic resultant
Atomkerne der beiden Proben in Gegenphase sind, da die Spulen Xa und 16 gegensinnig aufgewickelt und die Kopplungen zwischen den beiden Spulen la, la einerseits and 16, Ib andererseits konstruktions-Verstärkers 60 gemäß vorgegeben sind.Atomic nuclei of the two samples are in phase opposition, since the coils Xa and 16 are wound in opposite directions and the couplings between the two coils la, la on the one hand and 16, Ib on the other hand are specified in accordance with the construction amplifier 60.
ist die durch die beiden parallelen Spulen la und 26 gebildete Anordnung zwischen eine Ausgangsklemme des Verstärkers und den Körper über ein Ausgleichspotentiometer 13 geschähet, während die andere Ausgangsklemme des Körperschluß hat,the arrangement formed by the two parallel coils la and 26 between an output terminal of the amplifier and the body is geschähet via a compensation potentiometer 13, while the other output terminal has the body shortage,
einen Frequenzmesser 10, welcher bei 11 an die Komponenten wird nun durch die Anwendung eines Ausgangsklemme des Verstärkers angeschlossen Lösungspaares lla and 126 mit den obigen Eigenist, welche keinen Körperschluß hat, um die schäften erzielt, wobei die Sättigung der gemeinsamen Frequenz der Aosgangsspannung des Verstärkers 6s elektronischen Resonanzlinie der beiden Lösungen in zu messen, welche zu dem Magnetfeld proportional den beiden Lösungen gegeasnmige makroskopische ist. in weichem die beiden Behälter 6a und 66 Komponenten erzeugt, nebeneinander angeordnet sind, und Man erhält also schließlich am Aasgang des linearen a frequency meter 10, which at 11 is connected to the components through the use of an output terminal of the amplifier solution pair lla and 126 with the above characteristic, which has no body contact around the shaft, the saturation of the common frequency of the output voltage of the amplifier 6s to measure the electronic resonance line of the two solutions in, which is proportional to the magnetic field of the two solutions, mutually macroscopic. in which the two containers 6a and 66 components are produced, arranged side by side, and so one finally obtains at the path of the linear
Verstärkers 5 erne Spannung mit einer Frequenz, die genau zu der Stärke des Magnetfeldes proportional ist, die in der Zone herrscht, in welcher sich die beiden Behälter 6a und 66 befinden. Diese Frequenz wird durch einen Frequenzmesser 10 bekannter Bauart gemessen, insbesondere einen Frequenzmesser, der zur Messung einer Frequenz in der Größenordnung von 2100 Hz geeignet ist, falls es sich um die Messung der Stärke des magnetischen Erdfeldes handelt.Amplifier 5 erne voltage with a frequency which is exactly proportional to the strength of the magnetic field which prevails in the zone in which the two containers 6a and 66 are located. This frequency is measured by a frequency meter 10 of known design, in particular a frequency meter which is suitable for measuring a frequency in the order of magnitude of 2100 Hz if it is a question of measuring the strength of the earth's magnetic field.
Die erfindungsgemäßen Lösungspaare besitzen gegenüber den beiden in der genannten deutschen Patentschrift beschriebenen Paaren, an deren Nachteile eingangs erinnert wurde (schwache Polarisation des TANOXlM, Unstabilität des DTBN und Gefahr des Gefrierens der wäßrigen Lösungen), folgende Vorteile: Das DME kann in sehr reinem Zustand hergestellt werden. In diesem Zustand ist es sehr stabil und greift das TANO nicht an, insbesondere, wenn es wasserfrei ist. Es ist also zweckmäßiger, DME in reinem Zustand als Lösungsmittel des TANO zu benutzen.The solution pairs according to the invention have compared to the two in the aforementioned German The pairs described in the patent, whose disadvantages were mentioned at the beginning (weak polarization of the TANOXIM, instability of the DTBN and risk of freezing of the aqueous solutions), the following advantages: The DME can be produced in a very pure state. In this state it is very stable and grips do not turn on the TANO, especially if it is anhydrous. So it is more convenient to have DME in its pure state to use as a solvent of the TANO.
Das Methanol ist ebenfalls eine stabile Verbindung und greift das TANO nicht an. Die Gefriergefahr ist sehr gering, insbesondere, wenn als Lösungsmittel Methanol und DME in reinem Zustand benutzt werden, da die Gefriertemperatur des DME etwa —58°C und des Methanol etwa -95°C beträgt.The methanol is also a stable compound and does not attack the TANO. The risk of freezing is very low, especially when pure methanol and DME are used as solvents because the freezing temperature of DME is about -58 ° C and of methanol about -95 ° C.
Das Lösungspaar gemäß der Erfindung wird also durch TANO in reinem DME zur Bildung der ersten Lösung und TANO in reinem Methanol zur Bildung der zweiten Lösung gebildet.The pair of solutions according to the invention is thus by TANO in pure DME to form the first solution and TANO in pure methanol to form the second solution formed.
Mit diesem bevorzugten Paar können Magnetometer mit magnetischer Resonanz hergestellt werden, S die während zahlreicher Monate und sogar zahlreicher Jahre, insbesondere in einem Flugzeug, arbeiten können, ohne daß die Lösungen mit gyromagnetischen Eigenschaften ausgewechselt werden müssen. Ein derartiges Magnetometer besitzt die Vorteile des ίο Magnetometers gemäß F i g. 3 der genannten Patentschrift, nämlich:With this preferred pair, magnetometers with magnetic resonance can be made, S who work for many months and even many years, especially in an airplane without having to change the solutions with gyromagnetic properties. A Such a magnetometer has the advantages of the ίο magnetometer according to FIG. 3 of said patent specification, namely:
sehr genaue Messung schwacher Magnetfelder, z. B. des magnetischen Erdfeldes;very accurate measurement of weak magnetic fields, e.g. B. the earth's magnetic field;
die Messung ist für etwaige Bewegungen und für äußere elektromagnetische Felder unempfindlich;the measurement is insensitive to any movement and to external electromagnetic fields;
es ist nur eine einzige verbotene Achse vorhanden (wenn das Magnetfeld längs dieser Achse verläuft, kann es nicht gemessen werden), nämlich die gemeinsame Richtung der vier Achsen der Spulen Ia-Ib, ao Ia-Ib. In einem Flugzeug wird diese Richtung so gewählt, daß sie mit der Achse des Flugzeuges zusammenfällt oder zu dieser parallel ist.there is only one forbidden axis (if the magnetic field runs along this axis, it cannot be measured), namely the common direction of the four axes of the coils Ia-Ib, ao Ia-Ib. In an airplane, this direction is chosen so that it coincides with the axis of the airplane or is parallel to it.
Die erfindungsgemäßen Lösungspaare können in verschiedenen Magnetometertypen angewandt wer- »5 den, auch in solchen, die von dem in der genannter Patentschrift beschriebenen abweichen, insbesondert in einem Magnetometer der in der deutschen Auslege schrift 1 591 867 beschriebenen Art.The pairs of solutions according to the invention can be used in different types of magnetometers »5 den, also in those of the in the named Patent specification differ, in particular in a magnetometer in the German interpretation 1 591 867 described Art.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (5)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR98064A FR1521587A (en) | 1967-03-09 | 1967-03-09 | sample with gyromagnetic properties, usable in particular in magnetometry |
FR98064 | 1967-03-09 | ||
FR138924A FR94075E (en) | 1967-03-09 | 1968-02-07 | Sample with gyromagnetic properties, usable in particular in magnetometry. |
FR138924 | 1968-02-07 | ||
DEC0044768 | 1968-03-05 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1670508A1 DE1670508A1 (en) | 1972-03-02 |
DE1670508B2 DE1670508B2 (en) | 1973-01-25 |
DE1670508C true DE1670508C (en) | 1973-08-09 |
Family
ID=
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