JP2002303662A - Electron spin resonance device - Google Patents

Electron spin resonance device

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JP2002303662A JP2001106114A JP2001106114A JP2002303662A JP 2002303662 A JP2002303662 A JP 2002303662A JP 2001106114 A JP2001106114 A JP 2001106114A JP 2001106114 A JP2001106114 A JP 2001106114A JP 2002303662 A JP2002303662 A JP 2002303662A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically set parameters of ESR to optimum values. SOLUTION: While magnetic field modulation width is sequentially varied, the absorption quantity of a peak is detected and the magnetic field variation width right before the proportional relation between the absorption quantity corresponding to last magnetic field modulation width and the absorption quantity corresponding to current magnetic field modulation width is lost is set as an optimum value. While microwave output is sequentially varied, the maximum value of the absorption quantity of the peak is detected and the microwave output right before the proportional relation between the absorption quantity corresponding to last microwave output and the absorption quantity corresponding to current microwave output is lost is set as an optimum value. As for a response time, while the time constant of a circuit behind a detector is varied in specific steps, the half-value width of a couple of peaks is detected and the time constant right before the half-value width exits from its fixed- value state is set as a time constant which gives an optimum response time. While a magnetic field sweep time is sequentially varied, the magnetic field intensity position of the peak is detected and the magnetic sweep time right before the magnetic field intensity position exits from its fixed state is set as an optimum value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子スピン共鳴装
置(以下、ESR(electron spin resonance)と称
す)に係り、特に、ESRで測定する場合に必要とな
る、磁場掃引範囲、磁場変調幅、マイクロ波出力、検出
器より後段の回路の応答時間(以下、単に応答時間と称
す)、磁場掃引時間の5つのパラメータを自動的に最適
値に設定するESRに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron spin resonance apparatus (hereinafter, referred to as ESR (electron spin resonance)), and more particularly to a magnetic field sweep range, a magnetic field modulation width, and a magnetic field modulation width required for ESR measurement. The present invention relates to an ESR that automatically sets five parameters of microwave output, response time of a circuit subsequent to a detector (hereinafter simply referred to as response time), and magnetic field sweep time to optimum values.

【0002】[0002]

【従来の技術】ESRの構成は周知であるが、図6に、
ESRの概略の構成を示す。図中、1は試料管、2は空
洞共振器、3は電磁石、4はマイクロ波発生装置、5は
磁場変調/掃引装置、6は検出器、7は増幅器、8はノ
イズフィルタ、9は制御装置を示す。
2. Description of the Related Art Although the structure of an ESR is well known, FIG.
1 shows a schematic configuration of an ESR. In the figure, 1 is a sample tube, 2 is a cavity resonator, 3 is an electromagnet, 4 is a microwave generator, 5 is a magnetic field modulation / sweep device, 6 is a detector, 7 is an amplifier, 8 is a noise filter, and 9 is control. The device is shown.

【0003】試料は試料管1に納められ、空洞共振器2
の中に配置されている。空洞共振器2内にはマイクロ波
発生装置4で発生されたマイクロ波が導波管により導か
れている。また、空洞共振器2の外側には電磁石3が配
置されており、その磁場は磁場変調/掃引装置5によっ
て変調され、且つ磁場強度が掃引される。そして、検出
器6で検出された信号は、増幅器7、ノイズをカットす
るためのノイズフィルタ8を介して図示しないA/D変
換器によってデジタル化されて制御装置9に取り込ま
れ、ハードディスク等の記憶装置(図示せず)に記憶さ
れる。その後、モニタやプロッタ(何れも図示せず)に
出力することによって、オペレータは測定されたスペク
トルを観察することができることになる。なお、図6で
は増幅器7とノイズフィルタ8は別個なものとしている
が、増幅器にノイズフィルタの機構を持たせるように構
成することも可能である。
A sample is placed in a sample tube 1 and a cavity resonator 2
Is located inside. The microwave generated by the microwave generator 4 is guided into the cavity resonator 2 by a waveguide. An electromagnet 3 is arranged outside the cavity resonator 2, and its magnetic field is modulated by a magnetic field modulation / sweep device 5, and the magnetic field intensity is swept. The signal detected by the detector 6 is digitized by an A / D converter (not shown) via an amplifier 7 and a noise filter 8 for cutting noise, is taken into a control device 9, and is stored in a hard disk or the like. It is stored in a device (not shown). Thereafter, by outputting the data to a monitor or a plotter (neither is shown), the operator can observe the measured spectrum. In FIG. 6, the amplifier 7 and the noise filter 8 are separate, but it is also possible to configure the amplifier to have a noise filter mechanism.

【0004】ESRで得られるスペクトルは、図7に示
すように、ベースラインBLの上下にピークが現れる一
次微分波形となることが知られている。スペクトルの横
軸は磁場強度であり、縦軸はマイクロ波吸収量(以下、
単に吸収量と称す)を示している。そして、図7の左側
のピークのようにベースラインBLより上側に出るピー
クを正のピーク、図7の右側のピークのようにベースラ
インBLより下側に出るピークを負のピークということ
にすると、図7の△Hで示す、対をなす正のピークの極
大値と、負のピークの極小値との間の磁場強度の幅を半
値幅という。
It is known that a spectrum obtained by ESR is a first-order differential waveform in which peaks appear above and below a base line BL, as shown in FIG. The horizontal axis of the spectrum is the magnetic field strength, and the vertical axis is the amount of microwave absorption (hereinafter, referred to as
Simply referred to as absorption amount). Then, a peak appearing above the base line BL as a left peak in FIG. 7 is referred to as a positive peak, and a peak appearing below the base line BL as a right peak in FIG. 7 is referred to as a negative peak. 7, the width of the magnetic field intensity between the local maximum value of the positive peak and the local minimum value of the negative peak, which is indicated by ΔH in FIG.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】さて、ESRにより測
定を行う場合、良好なスペクトルを得るためには、磁場
掃引範囲、磁場変調幅、マイクロ波出力、応答時間、磁
場掃引時間の5つのパラメータを最適に設定する必要が
ある。即ち、試料から得られる正負のピークは全て取得
できなければならないことは当然である。従って、磁場
掃引範囲を狭く設定してしまうと、全てのピークを取得
できない可能性が生じる。これに対して、非常に広い範
囲を磁場掃引すると全てのピークを取得することができ
るが、測定時間が無駄に長くなってしまう。従って、効
率よく測定するためには、磁場掃引範囲を最適に設定す
る必要がある。
When measuring by ESR, five parameters of a magnetic field sweep range, a magnetic field modulation width, a microwave output, a response time, and a magnetic field sweep time are required to obtain a good spectrum. It must be set optimally. That is, it is natural that all positive and negative peaks obtained from the sample must be able to be obtained. Therefore, if the magnetic field sweep range is set narrow, there is a possibility that not all peaks can be obtained. On the other hand, if the magnetic field is swept over a very wide range, all the peaks can be obtained, but the measurement time is unnecessarily long. Therefore, in order to measure efficiently, it is necessary to optimally set the magnetic field sweep range.

【0006】また、磁場変調幅を大きくする程感度が良
く、スペクトルの正負のピークも強く、はっきり現れる
が、あまり大きくするとスペクトルが歪んでしまうこと
が知られている。従って、スペクトルが歪まない範囲で
磁場変調幅を大きく設定することが望まれる。
It is known that the sensitivity is improved as the magnetic field modulation width is increased, and the positive and negative peaks of the spectrum are strong and clearly appear. Therefore, it is desired to set the magnetic field modulation width as large as possible without distorting the spectrum.

【0007】マイクロ波出力についても磁場変調幅と同
様に、マイクロ波出力を大きくする程感度が良く、スペ
クトルの正負のピークも強く、はっきり現れるが、あま
り大きくするとスペクトルが歪んでしまうことが知られ
ている。従って、マイクロ波出力は、スペクトルが歪ま
ない範囲で大きく設定することが望まれる。
[0007] Similarly to the magnetic field modulation width, the microwave output is higher in sensitivity as the microwave output is increased, and the positive and negative peaks of the spectrum are strong and clearly appear. ing. Therefore, it is desired that the microwave output is set to be large as long as the spectrum is not distorted.

【0008】また、検出器より後段の増幅器7やノイズ
フィルタ8の回路の応答時間は短い方が望ましい。応答
時間が短ければスパイク状の鋭い波形の信号に対しても
応答できるからである。しかし、応答時間があまりに短
い場合にはスパイク状のノイズにも応答してしまうこと
になる。しかし、応答時間が長すぎるとスペクトルの正
負のピークの波形が鈍ってくることが知られている。そ
こで、回路の応答時間は、スパイク状のノイズには応答
せず、しかもスペクトルのピークの波形が歪まないよう
に設定することが望まれる。
It is desirable that the response time of the amplifier 7 and the noise filter 8 downstream of the detector be short. This is because if the response time is short, it can respond to a signal having a sharp spike waveform. However, if the response time is too short, it will also respond to spike-like noise. However, it is known that if the response time is too long, the waveform of the positive and negative peaks of the spectrum becomes dull. Therefore, it is desired that the response time of the circuit be set so that it does not respond to spike noise and that the waveform of the peak of the spectrum is not distorted.

【0009】更に、上記の磁場掃引範囲が設定された場
合、当該磁場掃引範囲をどのような時間で掃引するかが
問題になる。勿論、設定された磁場掃引範囲を時間をか
けてゆっくりと掃引すれば良好なスペクトルが得られる
のであるが、作業効率を考えると、磁場掃引はできるだ
け短時間で行うのが望まれる。しかし、磁場掃引をあま
りに短時間で行うとスペクトルのピークが現れる磁場強
度の位置が変わってくることが知られている。そこで、
磁場掃引時間は、スペクトルのピークの磁場強度の位置
が変わらない範囲で、できるだけ短いことが望まれる。
Further, when the above-described magnetic field sweep range is set, it becomes a problem how long the magnetic field sweep range is swept. Of course, a good spectrum can be obtained by slowly sweeping the set magnetic field sweep range over time. However, in view of work efficiency, it is desirable to perform the magnetic field sweep in as short a time as possible. However, it is known that if the magnetic field sweep is performed in a very short time, the position of the magnetic field strength at which the spectrum peak appears changes. Therefore,
It is desirable that the magnetic field sweep time be as short as possible within a range where the position of the magnetic field strength at the peak of the spectrum does not change.

【0010】このように、ピークの波形の歪みのない良
好なスペクトルを取得でき、しかも作業効率を良くする
ためには、磁場掃引範囲、磁場変調幅、マイクロ波出
力、応答時間、磁場掃引時間という5つのパラメータを
最適に設定する必要があるのであるが、従来において
は、測定すべき試料を用いて、オペレータがこれらのパ
ラメータ値を適宜に変更しながら何度か実際に測定し、
得られたスペクトルを観察して、経験に基づいて最適と
思われるパラメータ値を定めていたので、熟練を要する
ものであった。
As described above, in order to obtain a good spectrum without distortion of the peak waveform and to improve the working efficiency, the magnetic field sweep range, the magnetic field modulation width, the microwave output, the response time, and the magnetic field sweep time are required. It is necessary to optimally set the five parameters. Conventionally, using a sample to be measured, the operator actually measures several times while appropriately changing the values of these parameters.
Observing the obtained spectrum and determining the optimal parameter values based on experience, it required skill.

【0011】そこで、本発明は、磁場掃引範囲、磁場変
調幅、マイクロ波出力、応答時間、磁場掃引時間の5つ
のパラメータ値を、自動的に、最適に設定することがで
きる電子スピン共鳴装置を提供することを目的とするも
のである。
Therefore, the present invention provides an electron spin resonance apparatus capable of automatically and optimally setting five parameter values of a magnetic field sweep range, a magnetic field modulation width, a microwave output, a response time, and a magnetic field sweep time. It is intended to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1記載の電子スピン共鳴装置は、少なくと
も、磁場の掃引範囲、磁場の変調幅、マイクロ波出力、
検出器より後段の回路の応答時間、磁場掃引の掃引時間
の5つのパラメータを自動的に最適値に設定するための
処理を行う手段を備えることを特徴とする。請求項2記
載の電子スピン共鳴装置は、十分に広い磁場強度範囲を
掃引したときに得られる信号に基づいて正または負のピ
ークの個数を検出し、正または負のピークが偶数個であ
る場合には、最も小さい磁場強度の正のピークの磁場強
度位置と、最も大きい磁場強度にある負のピークの磁場
強度位置に基づいて磁場掃引範囲を設定し、正または負
のピークが奇数個である場合には、真ん中の正のピーク
の極大値の位置と、その正のピークと対をなす負のピー
クの極小値の位置を求め、更にその極大値の位置と極小
値の位置の中央の位置を中心磁場とし、その中心磁場か
ら磁場強度の大きい方と小さい方へ、それぞれ、当該真
ん中の対をなす正負のピークの半値幅を所定倍数した範
囲を磁場掃引範囲として設定する処理を行う手段を少な
くとも備えることを特徴とする。請求項3記載の電子ス
ピン共鳴装置は、一つのピークに着目し、磁場変調幅を
順次変化させながら当該ピークの吸収量を検出し、前回
の磁場変調幅の時の吸収量と、今回の磁場変調幅の時の
吸収量が比例関係にあるか否かを判断し、比例関係が成
り立たなくなる直前の磁場変調幅を最適値として設定す
る処理を行う手段を少なくとも備えることを特徴とす
る。請求項4記載の電子スピン共鳴装置は、一つのピー
クに着目し、マイクロ波出力を順次変化させながら当該
ピークの吸収量の極大値を検出し、前回のマイクロ波出
力の時の吸収量と、今回のマイクロ波出力の時の吸収量
が比例関係にあるか否かを判断し、比例関係が成り立た
なくなる直前のマイクロ波出力を最適値として設定する
処理を備える手段を少なくとも備えることを特徴とす
る。請求項5記載の電子スピン共鳴装置は、一対の正負
のピークに着目し、検出器より後段の回路の時定数を所
定のステップで変化させながら、当該対のピークの半値
幅を検出し、半値幅が一定である状態から外れる直前の
時定数を最適な応答時間を与えるものとして設定する処
理を行う手段を少なくとも備えることを特徴とする。請
求項6記載の電子スピン共鳴装置は、一つのピークに着
目し、磁場掃引時間を順次変化させながら当該ピークの
磁場強度位置を検出し、前回の磁場掃引時間の時の磁場
強度位置と、今回の磁場掃引時間の時の磁場強度位置が
誤差の範囲内で同じか否かを判断し、当該ピークの磁場
強度位置が誤差の範囲内で一定である状態から外れる直
前の磁場掃引時間を最適な値として設定する処理を行う
手段を少なくとも備えることを特徴とする。請求項7記
載の電子スピン共鳴装置は、一対の正負のピークに着目
し、磁場掃引時間を順次変化させながら当該対のピーク
の半値幅を検出し、半値幅が一定である状態から外れる
直前の磁場掃引時間を最適な値として設定する処理を行
う手段を少なくとも備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an electron spin resonance apparatus according to claim 1 comprises at least a sweep range of a magnetic field, a modulation width of a magnetic field, a microwave output,
It is characterized by comprising means for performing processing for automatically setting the five parameters of the response time of the circuit subsequent to the detector and the sweep time of the magnetic field sweep to optimal values. An electron spin resonance apparatus according to claim 2, wherein the number of positive or negative peaks is detected based on a signal obtained when a sufficiently wide magnetic field intensity range is swept, and the number of positive or negative peaks is even. The magnetic field sweep range is set based on the magnetic field strength position of the positive peak of the smallest magnetic field strength and the magnetic field strength position of the negative peak at the largest magnetic field strength, and the number of positive or negative peaks is odd. In this case, the position of the maximum value of the middle positive peak and the position of the minimum value of the negative peak paired with the positive peak are obtained, and the position of the maximum value position and the center position of the minimum value position are obtained. Is a central magnetic field, and means for performing a process of setting a range obtained by multiplying the half value width of the positive and negative peaks forming the middle pair by a predetermined multiple as the magnetic field sweeping range from the central magnetic field to the larger and smaller magnetic field intensities, respectively. at least Characterized in that it obtain. The electron spin resonance apparatus according to claim 3 focuses on one peak, detects the absorption amount of the peak while sequentially changing the magnetic field modulation width, and detects the absorption amount at the previous magnetic field modulation width and the current magnetic field modulation width. It is characterized in that at least means is provided for determining whether or not the amount of absorption at the time of the modulation width is in a proportional relationship, and performing processing for setting the magnetic field modulation width immediately before the proportional relationship no longer holds as an optimum value. The electron spin resonance apparatus according to claim 4 focuses on one peak, detects the maximum value of the absorption amount of the peak while sequentially changing the microwave output, and detects the absorption amount at the time of the previous microwave output, It is characterized by comprising at least means for determining whether or not the amount of absorption at the time of this microwave output is in a proportional relationship, and setting a microwave output immediately before the proportional relationship is no longer established as an optimum value. . The electron spin resonance apparatus according to claim 5 focuses on a pair of positive and negative peaks, detects a half width of a peak of the pair while changing a time constant of a circuit subsequent to the detector in a predetermined step, and At least means for performing processing for setting a time constant immediately before departure from a state where the value width is constant as giving an optimum response time is provided. The electron spin resonance apparatus according to claim 6, paying attention to one peak, detects the magnetic field intensity position of the peak while sequentially changing the magnetic field sweep time, and detects the magnetic field intensity position at the time of the previous magnetic field sweep time and this time. Determine whether the magnetic field intensity position at the time of the magnetic field sweep time is the same within the range of the error, and optimize the magnetic field sweep time immediately before the magnetic field intensity position of the peak deviates from the state where it is constant within the range of the error. It is characterized by comprising at least means for performing a process of setting as a value. The electron spin resonance apparatus according to claim 7 focuses on the pair of positive and negative peaks, detects the half-width of the pair of peaks while sequentially changing the magnetic field sweep time, and detects the half-width immediately before the half-width deviates from a constant state. At least means for performing a process of setting the magnetic field sweep time as an optimum value is provided.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明に係るESR
の一実施形態の構成を示す図であり、図中、10はキー
ボードやポインティングデバイスあるいは操作パネル等
からなる入力装置を示す。なお、図1において図6に示
す構成要素と同等なものについては同一の符号を付して
いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an ESR according to the present invention.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of one embodiment, in which reference numeral 10 denotes an input device including a keyboard, a pointing device, an operation panel, and the like. In FIG. 1, the same components as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

【0014】このESRでは、マイクロ波発生装置4、
磁場変調/掃引装置5、増幅器7、ノイズフィルタ8は
制御装置9からの制御信号によって、それぞれ、マイク
ロ波出力、増幅率、時定数が制御可能となされている。
また、制御装置9は、以下に説明する、磁場掃引範囲、
磁場変調幅、マイクロ波出力、応答時間、磁場掃引時間
の5つのパラメータ値を自動的に、最適に設定する処理
を行うためのソフトウェアを搭載している。
In this ESR, the microwave generator 4,
The microwave output, amplification factor, and time constant of the magnetic field modulation / sweep device 5, the amplifier 7, and the noise filter 8 can be controlled by control signals from the control device 9, respectively.
In addition, the control device 9 controls a magnetic field sweep range described below,
Software for automatically and optimally setting the five parameter values of the magnetic field modulation width, the microwave output, the response time, and the magnetic field sweep time is installed.

【0015】なお、以下の説明においては、応答時間は
ノイズフィルタ8の時定数を調整することにより行うも
のとするが、検出器6や増幅器7のフィルタの時定数を
調整することにより行ってもよい。要するに、検出器6
より後段の回路の時定数を調整することで行うことが可
能である。
In the following description, the response time is determined by adjusting the time constant of the noise filter 8. However, the response time may be adjusted by adjusting the time constant of the filters of the detector 6 and the amplifier 7. Good. In short, the detector 6
This can be achieved by adjusting the time constant of a circuit at a later stage.

【0016】以下、動作について説明する。ある試料の
測定を行う場合、オペレータは、試料を試料管1に納め
て空洞共振器2の内部にセットし、入力装置10を操作
してパラメータ設定のメニューを選択する。これによ
り、制御装置9は5つのパラメータ値を自動的に設定す
る動作を開始する。5つのパラメータの設定順序は任意
に定めることができるが、ここでは、制御装置9は、磁
場掃引範囲、磁場変調幅、マイクロ波出力、応答時間、
磁場掃引時間の順に最適値を設定する動作を行うものと
する。
The operation will be described below. When measuring a certain sample, the operator places the sample in the sample tube 1 and sets it inside the cavity resonator 2, operates the input device 10, and selects a parameter setting menu. Thereby, the control device 9 starts an operation of automatically setting the five parameter values. The setting order of the five parameters can be arbitrarily determined. Here, the control device 9 controls the magnetic field sweep range, the magnetic field modulation width, the microwave output, the response time,
The operation of setting the optimum value in the order of the magnetic field sweep time is performed.

【0017】(1)磁場掃引範囲の設定の動作 制御装置9は、パラメータ設定のメニューが選択された
ことを検知すると磁場変調/掃引装置5に対して、予め
定められた掃引時間、変調幅で、予め定められた磁場強
度の範囲を掃引するための制御信号を通知する。このと
きに掃引する磁場強度範囲は、十分に広い範囲、例えば
当該ESRで測定可能な全磁場強度範囲とするように予
め制御装置9に設定しておけばよい。また、このときに
は制御装置9は、マイクロ波発生装置4に対しては予め
定められたマイクロ波出力とするための制御信号を、増
幅器7に対しては予め定められた増幅率とするための制
御信号を、ノイズフィルタ8に対しては予め定められた
時定数とする制御信号をそれぞれ通知する。
(1) Operation for Setting Magnetic Field Sweep Range When the control device 9 detects that the parameter setting menu is selected, the control device 9 instructs the magnetic field modulation / sweep device 5 to perform a predetermined sweep time and modulation width. , A control signal for sweeping a predetermined range of the magnetic field strength is notified. The magnetic field strength range to be swept at this time may be set in the control device 9 in advance to be a sufficiently wide range, for example, the entire magnetic field strength range measurable by the ESR. At this time, the control device 9 controls the microwave generation device 4 to output a control signal for obtaining a predetermined microwave output, and controls the amplifier 7 to output a control signal for obtaining a predetermined amplification factor. A signal is transmitted to the noise filter 8 with a control signal having a predetermined time constant.

【0018】磁場変調/掃引装置5は、制御信号に基づ
いて、指示された掃引時間、変調幅で、指示された磁場
強度範囲を掃引する電流を生成して、電磁石3に供給す
る。そして制御装置9は、このとき検出器6で検出さ
れ、増幅器7、ノイズフィルタ8を介してデジタル化さ
れた信号を取り込む。そして、制御装置9は、取り込ん
だ信号中の正のピークと負のピークを求める。この正負
のピークを求める処理は、例えば、取り込んだ信号の各
サンプル点の値の平均値及び標準偏差を求め、平均値か
ら正負の方向に標準偏差の3倍以内にある信号はノイズ
と見なし、それを越える値、及びそれを下回る値の信号
のみを有効とし、その有効な信号中の極大値を正のピー
ク、極小値を負のピークとするようにすればよい。この
ようにして正負のピークを検出すると、制御装置9は次
に正または負のピークの数を計数して、偶数個か奇数個
かに応じて掃引する掃引する磁場強度範囲を決定する。
ここでは正のピークの数を計数するものとする。
The magnetic field modulation / sweep device 5 generates a current for sweeping the specified magnetic field intensity range with the specified sweep time and modulation width based on the control signal, and supplies the current to the electromagnet 3. At this time, the control device 9 takes in the signal detected by the detector 6 and digitized via the amplifier 7 and the noise filter 8. Then, the control device 9 obtains a positive peak and a negative peak in the acquired signal. In the process of obtaining the positive and negative peaks, for example, an average value and a standard deviation of the values of the sample points of the acquired signal are obtained, and a signal within three times the standard deviation in the positive and negative directions from the average value is regarded as noise. Only a signal having a value exceeding the value and a value below the value may be made valid, and the maximum value in the valid signal may be a positive peak, and the minimum value may be a negative peak. When the positive and negative peaks are detected in this manner, the control device 9 next counts the number of positive or negative peaks and determines the range of the magnetic field intensity to be swept according to whether the peak is even or odd.
Here, the number of positive peaks is counted.

【0019】正のピークが偶数個である場合には、最も
小さい磁場強度にある正のピークについて、磁場強度が
小さい側にある最も値が小さい有効な信号の位置を求
め、その位置から、磁場強度が小さくなる方向に所定の
マージン幅を付加して、そのマージン幅の磁場強度が小
さい方の磁場強度の位置を磁場掃引の一方の端点とす
る。図2(a)は上述した処理を説明するための図であ
り、Pmin は最も小さい磁場強度にある正のピークを示
し、Aは当該ピークPmin の磁場強度が小さい方向にあ
る最も値が小さい有効な信号の位置を示し、Mはマージ
ン幅を示し、Sはマージン幅Mの磁場強度が小さい方の
磁場強度の位置であり、磁場掃引の一方の端点となされ
る位置を示している。なお、マージン幅Mは実験や経験
に基づいて適宜な値に設定しておけばよい。また、制御
装置9は、最も大きい磁場強度にある負のピークについ
て、磁場強度が大きい側にある最も値が大きい有効な信
号の位置を求め、その位置から、磁場強度が大きくなる
方向に所定のマージン幅を付加して、そのマージン幅の
磁場強度が大きい方の磁場強度の位置を磁場掃引のもう
一方の端点とする。図2(b)は上述した処理を説明す
るための図であり、Pmax は最も大きい磁場強度にある
負のピークを示し、Bは当該ピークPmax の磁場強度が
大きい方向にある最も値が大きい有効な信号の位置を示
し、Mはマージン幅を示し、Eはマージン幅Mの磁場強
度が大きい方の磁場強度の位置であり、磁場掃引のもう
一方の端点となされる位置を示している。そして、制御
装置9は、上記の処理によって求めた二つの端点の範
囲、即ち図2(a)のSで示す位置から、図2(b)の
Eで示す位置までの範囲を最適な磁場掃引範囲として設
定する。
If the number of the positive peaks is even, for the positive peak at the smallest magnetic field strength, the position of the effective signal having the smallest value on the side with the smaller magnetic field strength is obtained, and the magnetic field is determined from the position. A predetermined margin width is added in the direction in which the intensity decreases, and the position of the magnetic field intensity having the smaller magnetic field intensity of the margin width is set as one end point of the magnetic field sweep. FIG. 2A is a diagram for explaining the above-described processing, wherein P min indicates a positive peak at the smallest magnetic field strength, and A indicates the largest value at which the magnetic field strength of the peak P min is smaller. M indicates a position of a small effective signal, M indicates a margin width, and S indicates a position of a magnetic field intensity having a smaller magnetic field intensity of the margin width M, and indicates a position to be one end point of the magnetic field sweep. Note that the margin width M may be set to an appropriate value based on experiments and experiences. Further, the control device 9 obtains the position of the effective signal having the largest value on the side where the magnetic field strength is large with respect to the negative peak at the largest magnetic field strength, and from the position, the predetermined position in the direction in which the magnetic field strength becomes large. A margin width is added, and the position of the magnetic field strength having the larger magnetic field strength of the margin width is set as the other end point of the magnetic field sweep. FIG. 2B is a diagram for explaining the above-described processing, where P max indicates a negative peak at the largest magnetic field intensity, and B indicates the largest value at the peak P max in the direction of increasing magnetic field intensity. M indicates a position of a large effective signal, M indicates a margin width, E indicates a position of a magnetic field intensity having a larger magnetic field intensity of the margin width M, and indicates a position to be the other end point of the magnetic field sweep. . Then, the controller 9 optimally sweeps the range of the two end points obtained by the above-described processing, that is, the range from the position indicated by S in FIG. 2A to the position indicated by E in FIG. Set as a range.

【0020】以上が、正のピークが偶数個である場合で
あり、正のピークが奇数個である場合にも同じ処理によ
って磁場掃引範囲を設定することができるが、ここでは
別な処理を説明する。
The above description is for the case where the number of positive peaks is an even number. When the number of positive peaks is an odd number, the magnetic field sweeping range can be set by the same processing. However, another processing will be described here. I do.

【0021】制御装置9は、まず、真ん中の正のピーク
の極大値の位置と、その正のピークと対をなす負のピー
クの極小値の位置を求め、更にその極大値の位置と極小
値の位置の中央の位置を中心磁場とする。そして、その
中心磁場から、当該真ん中の対をなす正負のピークの半
値幅を第1の所定倍数して、その半値幅を第1の所定倍
数した幅を、中心磁場から磁場強度の小さい方と大きい
方へそれぞれ取り、その磁場強度範囲内に全ての正負の
ピークが入るか否かを判断する。その磁場強度範囲内に
全ての正負のピークが入っていれば、その磁場強度範囲
を磁場掃引範囲として設定するが、入っていない場合に
は、当該半値幅を第2の所定倍数して、その幅を中心磁
場から磁場強度の小さい方と大きい方へそれぞれ取り、
その磁場強度範囲内に全ての正負のピークが入るか否か
を判断する処理を繰り返し、全ての正負のピークが入る
範囲が求められたら、その磁場強度範囲を最適な磁場掃
引範囲として設定する。なお、第1の所定倍数は、例え
ば10倍とし、第2の所定倍数は11倍、第3の所定倍
数は12倍というように、ある倍数から所定のステップ
で順次増加させていくようにすればよい。
The controller 9 first finds the position of the maximum value of the middle positive peak and the position of the minimum value of the negative peak paired with the positive peak, and further determines the position of the maximum value and the minimum value. The central position of the position is defined as the central magnetic field. Then, from the center magnetic field, the half value width of the positive and negative peaks forming the middle pair is multiplied by a first predetermined multiple, and the width obtained by multiplying the half value width by a first predetermined multiple is defined as the smaller magnetic field intensity from the central magnetic field. Each is taken in the larger direction, and it is determined whether all positive and negative peaks fall within the magnetic field strength range. If all the positive and negative peaks fall within the magnetic field strength range, the magnetic field strength range is set as the magnetic field sweep range.If not, the half width is multiplied by a second predetermined multiple, and Take the width from the central magnetic field to the smaller and larger magnetic field strengths respectively,
The process of determining whether or not all the positive and negative peaks fall within the magnetic field strength range is repeated. When the range in which all the positive and negative peaks fall is determined, the magnetic field strength range is set as the optimum magnetic field sweep range. The first predetermined multiple is, for example, 10 times, the second predetermined multiple is 11 times, and the third predetermined multiple is 12 times. I just need.

【0022】図3に上記の処理の概念を示す。図3にお
いて、Pは真ん中の正のピーク、P′は正のピークPと
対をなす負のピーク、Pmax は最も大きい磁場強度にあ
る負のピーク、Pmin は最も小さい磁場強度にある正の
ピークを示し、Tは正のピークPの極大値の位置と負の
ピークP′の極小値の位置の中央の位置である中心磁場
の位置を示し、△Hは、真ん中の正のピークPと負のピ
ークP′の半値幅を示している。この状態で、半値幅△
Hをm倍して、その磁場強度幅m×△Hを中心磁場Tか
ら磁場強度の大きい方と小さい方へとったとき、図のS
からEまでのT±m×△Hの磁場強度の範囲内に、最も
小さい磁場強度にある正のピークPminから、最も大き
い磁場強度にある負のピークPmax までの全ての正負の
ピークが含まれたとすると、制御装置9は、図3のSか
らEまでの磁場強度範囲を最適な磁場掃引範囲として設
定するのである。
FIG. 3 shows the concept of the above processing. In FIG. 3, P is the middle positive peak, P 'is the negative peak paired with the positive peak P, Pmax is the negative peak at the highest magnetic field strength, and Pmin is the positive peak at the lowest magnetic field strength. T indicates the position of the central magnetic field which is the center position between the position of the maximum value of the positive peak P and the position of the minimum value of the negative peak P ′, and ΔH indicates the position of the central positive peak P And the half width of the negative peak P '. In this state, half width △
When H is multiplied by m and the magnetic field strength width mx △ H is shifted from the central magnetic field T to the larger and smaller magnetic field strengths, S
All the positive and negative peaks from the positive peak P min at the lowest magnetic field strength to the negative peak P max at the highest magnetic field strength are within the range of the magnetic field strength of T ± m × △ H from to E. If it is included, the control device 9 sets the magnetic field strength range from S to E in FIG. 3 as the optimum magnetic field sweep range.

【0023】以上の処理によって、正のピークが偶数個
の場合にも、奇数個の場合にも、自動的に最適な磁場掃
引範囲が設定される。そして、制御装置9は以上の処理
によって、最適な磁場掃引範囲を設定して記憶すると、
吸収量が最大である正のピークの磁場強度位置、及びそ
の正のピークと対をなす負のピークの磁場強度位置を検
出して記憶しておく。これらは後述するパラメータの最
適設定のために用いられる。
By the above processing, the optimum magnetic field sweep range is automatically set regardless of whether the number of the positive peaks is even or the number of the positive peaks. Then, the control device 9 sets and stores the optimum magnetic field sweep range by the above processing.
The magnetic field intensity position of the positive peak having the maximum absorption amount and the magnetic field intensity position of the negative peak paired with the positive peak are detected and stored. These are used for optimal setting of parameters described later.

【0024】(2)磁場変調幅の設定の動作 制御装置9は磁場掃引範囲の設定を終了すると、磁場変
調幅の設定の動作を行う。ところで、ESRにおいて
は、スペクトルに現れる吸収量は磁場変調幅と関係があ
ることが知られており、図4に示すように、磁場変調幅
が小さいところでは吸収量は磁場変調幅と線形関係にあ
り、磁場変調幅が大きくなるにつれて、吸収量と磁場変
調幅の線形性は崩れてくることが知られている。つま
り、磁場変調幅が小さい範囲では、磁場変調幅をn倍す
れば、吸収量もn倍になるのである。
(2) Operation for Setting Magnetic Field Modulation Width When the controller 9 finishes setting the magnetic field sweep range, it performs an operation for setting the magnetic field modulation width. In ESR, it is known that the amount of absorption appearing in the spectrum has a relationship with the magnetic field modulation width. As shown in FIG. 4, when the magnetic field modulation width is small, the absorption amount has a linear relationship with the magnetic field modulation width. It is known that as the magnetic field modulation width increases, the linearity of the absorption amount and the magnetic field modulation width deteriorates. That is, in the range where the magnetic field modulation width is small, if the magnetic field modulation width is multiplied by n, the absorption amount is also multiplied by n.

【0025】さて、吸収量と磁場変調幅が図4に示すよ
うな関係にある場合、磁場変調幅をどのようにすれば望
ましいかを考えると、検出器6の出力信号は大きい方が
望ましい。検出器6の出力信号が大きければスペクトル
の正負のピークは大きくなるので、スペクトルは見易い
ものとなり、またノイズの影響も受け難くなるからであ
る。従って、磁場変調幅はできるだけ大きい方が望まし
いことになるが、吸収量と磁場変調幅の関係が非線形に
なるのは望ましいことではない。そこで、ここでは、図
4のAで示すように、吸収量と磁場変調幅との線形性が
崩れる直前の磁場変調幅を最適な磁場変調幅とする。
In the case where the absorption amount and the magnetic field modulation width have the relationship shown in FIG. 4, it is desirable that the output signal of the detector 6 be large in consideration of how the magnetic field modulation width is desired. If the output signal of the detector 6 is large, the positive and negative peaks of the spectrum are large, so that the spectrum is easy to see and is not easily affected by noise. Therefore, it is desirable that the magnetic field modulation width be as large as possible, but it is not desirable that the relationship between the absorption amount and the magnetic field modulation width be non-linear. Therefore, here, as shown by A in FIG. 4, the magnetic field modulation width immediately before the linearity between the absorption amount and the magnetic field modulation width is broken is set as the optimum magnetic field modulation width.

【0026】そして、このような、吸収量と磁場変調幅
との線形性が崩れる直前の磁場変調幅を自動的に見出す
ための手法として、一つのピークに着目し、磁場変調幅
を順次変化させながら当該ピークの吸収量を検出し、前
回の磁場変調幅の時の吸収量と、今回の磁場変調幅の時
の吸収量が比例関係にあるか否かを判断し、比例関係が
成り立たなくなる直前の磁場変調幅を最適値として設定
するという手法を用いる。
As a method for automatically finding the magnetic field modulation width immediately before the linearity between the absorption amount and the magnetic field modulation width is broken, attention is paid to one peak, and the magnetic field modulation width is sequentially changed. While detecting the absorption amount of the relevant peak, it is determined whether the absorption amount at the time of the previous magnetic field modulation width and the absorption amount at the current magnetic field modulation width are in a proportional relationship, and immediately before the proportional relationship does not hold. The technique of setting the magnetic field modulation width as an optimum value is used.

【0027】このときに着目するピークは、ノイズによ
る影響等を避けるためにも吸収量が最大の正のピークを
用いればよい。そこで、上述したように磁場掃引範囲の
設定の際に、吸収量が最大である正のピークの磁場強度
位置を記憶するようにしたのであるが、この磁場変調幅
の設定を行う時に、上記の磁場掃引範囲の設定で定めら
れた最適磁場掃引範囲を掃引して、吸収量が最大の正の
ピークを探索するようにしても良いことは勿論である。
At this time, the positive peak having the largest absorption amount may be used as the peak of interest in order to avoid the influence of noise and the like. Therefore, when setting the magnetic field sweep range as described above, the magnetic field intensity position of the positive peak where the amount of absorption is the maximum is stored.However, when setting the magnetic field modulation width, It goes without saying that the optimum magnetic field sweep range determined by the setting of the magnetic field sweep range may be swept to search for the positive peak having the largest absorption amount.

【0028】さて、制御装置9は、磁場変調/掃引装置
5に対して、制御信号により、磁場変調幅を予め定めら
れた第1の磁場変調幅とするように指示する。この第1
の磁場変調幅は小さい値とする。このときの磁場掃引範
囲は上記吸収量が最大である正のピークの極大値を含む
所定の範囲だけでよい。具体的には、当該正のピークの
極大値の磁場強度位置から磁場強度の小さい方と大きい
方の両側に所定の磁場強度幅だけとればよい。また、掃
引時間は適宜でよい。このような制御信号を磁場変調/
掃引装置5に通知するのである。更に、このときには制
御装置9は、マイクロ波発生装置4に対しては予め定め
られたマイクロ波出力とするための制御信号を、増幅器
7に対しては予め定められた増幅率とするための制御信
号を、ノイズフィルタ8に対しては予め定められた時定
数とする制御信号をそれぞれ通知する。なお、この磁場
変調幅の設定の処理において、磁場掃引範囲、掃引時
間、マイクロ波出力及びノイズフィルタ8の時定数は一
定値に維持される。
The control device 9 instructs the magnetic field modulation / sweep device 5 to set the magnetic field modulation width to a predetermined first magnetic field modulation width by a control signal. This first
Is a small value. At this time, the magnetic field sweep range only needs to be a predetermined range including the maximum value of the positive peak having the maximum absorption amount. Specifically, only a predetermined magnetic field strength width is required on both sides of the smaller and larger magnetic field strengths from the magnetic field strength position of the maximum value of the positive peak. Further, the sweep time may be set appropriately. Such a control signal is subjected to magnetic field modulation /
That is, the sweep device 5 is notified. Further, at this time, the control device 9 controls the microwave generation device 4 to output a control signal for obtaining a predetermined microwave output, and controls the amplifier 7 to output a control signal for obtaining a predetermined amplification factor. A signal is transmitted to the noise filter 8 with a control signal having a predetermined time constant. In the process of setting the magnetic field modulation width, the magnetic field sweep range, the sweep time, the microwave output, and the time constant of the noise filter 8 are maintained at constant values.

【0029】そして、制御装置9は、磁場変調/掃引装
置5に対して磁場掃引を指示する。これによって、当該
ピークの極大値を含む所定の範囲について磁場掃引が行
われるが、制御装置9は、このときに取り込んだ当該ピ
ークの極大値を記憶する。これが1回目の測定である。
次に、制御装置9は、磁場変調/掃引装置5に対して、
制御信号により、磁場変調幅を前回の第1の磁場変調幅
のn倍(nは正の実数)とするように指示すると共に、
増幅器7に対して増幅率を前回の1/n倍とする制御信
号を通知する。そして、制御装置9は磁場変調/掃引装
置5に磁場掃引を指示する。これによって、当該ピーク
の極大値を含む所定の範囲について磁場掃引が行われ、
制御装置9は、このときに取り込んだ当該ピークの極大
値を記憶する。これが2回目の測定である。
Then, the control device 9 instructs the magnetic field modulation / sweep device 5 to perform a magnetic field sweep. As a result, the magnetic field sweep is performed in a predetermined range including the maximum value of the peak. The control device 9 stores the maximum value of the peak captured at this time. This is the first measurement.
Next, the control device 9 controls the magnetic field modulation / sweep device 5 to
The control signal instructs the magnetic field modulation width to be n times the previous first magnetic field modulation width (n is a positive real number),
A control signal for setting the amplification factor to 1 / n times the previous one is notified to the amplifier 7. Then, the control device 9 instructs the magnetic field modulation / sweep device 5 to perform a magnetic field sweep. Thereby, the magnetic field sweep is performed in a predetermined range including the maximum value of the peak,
The control device 9 stores the maximum value of the peak taken in at this time. This is the second measurement.

【0030】そして、1回目と2回目とで当該ピークの
吸収量の極大値が線形関係にあるか否かを判断する。こ
れは、前回の磁場変調幅の時の当該ピークの吸収量の極
大値をI0 、今回の磁場変調幅の時、即ち磁場変調幅を
前回の磁場変調幅のn倍としたときの当該ピークの吸収
量の極大値をI1 としたとき、誤差範囲をδとして、 I0 −δ≦I1 ≦I0 +δ …(1) を満足する場合には、磁場変調幅と吸収量は線形関係に
あると判断するようにすればよい。なお、誤差範囲δの
値は実験や経験に基づいて定めればよい。
Then, it is determined whether or not the maximum value of the absorption amount of the peak has a linear relationship between the first time and the second time. This is because the maximum value of the absorption amount of the peak at the time of the previous magnetic field modulation width is I0, and the current magnetic field modulation width is the maximum value of the absorption amount, that is, the magnetic field modulation width is n times the previous magnetic field modulation width. When the maximum value of the amount of absorption is I1, and the error range is δ, and I0−δ ≦ I1 ≦ I0 + δ (1) is satisfied, it is determined that the magnetic field modulation width and the amount of absorption have a linear relationship. What should I do? The value of the error range δ may be determined based on experiments and experiences.

【0031】そして、制御装置9は、前回と今回とで当
該ピークの吸収量の極大値が線形関係にあると判断する
と、次に、磁場変調/掃引装置5に対して磁場変調幅を
2回目のn倍とする制御信号を通知して磁場掃引を指示
すると共に、増幅器7に対しては増幅率を2回目の1/
n倍とする制御信号を通知する。これによって、当該ピ
ークの極大値を含む所定の範囲について磁場掃引が行わ
れ、制御装置9は、このときに取り込んだ当該ピークの
極大値を記憶する。これが3回目の測定である。
When the control device 9 determines that the maximum value of the absorption amount of the peak has a linear relationship between the previous time and the current time, the control device 9 then controls the magnetic field modulation / sweep device 5 to change the magnetic field modulation width for the second time. And instructs the amplifier 7 to perform a magnetic field sweep, and sets the amplification factor to the amplifier 7 for the second 1 /
A control signal for n times is notified. As a result, the magnetic field is swept over a predetermined range including the maximum value of the peak, and the control device 9 stores the maximum value of the peak captured at this time. This is the third measurement.

【0032】そして、制御装置9は、(1)式により、2
回目と3回目とで当該ピークの吸収量の極大値が線形関
係にあるか否かを判断する。(1)式のI0 は前回の測定
における当該ピークの吸収量の極大値であるから、この
場合にはI0 は2回目の測定時の吸収量であり、I1 は
今回の3回目の測定時の吸収量となることは当然であ
る。
Then, the control device 9 calculates 2
It is determined whether or not the maximum value of the absorption amount of the peak has a linear relationship between the third time and the third time. Since I0 in equation (1) is the maximum value of the absorption amount of the peak in the previous measurement, in this case, I0 is the absorption amount in the second measurement, and I1 is the absorption amount in the third measurement. Naturally, it becomes the absorption amount.

【0033】このようにして、測定の度毎に磁場変調幅
をn倍、増幅器7の増幅率を1/n倍として着目する正
のピークの吸収量の極大値を求め、前回の測定時の吸収
量の極大値と、今回の測定時の吸収量の極大値とが線形
関係にあるか否かを判断していくのである。そして、m
回目の測定時の吸収量の極大値と、(m−1)回目の測
定時の吸収量の極大値とで(1)式が成り立たなくなった
場合には、制御装置9は線形性が崩れたと判断して、前
回の測定時における磁場変調幅、即ちこの場合には(m
−1)回目の測定時における磁場変調幅を最適な値とし
て設定して、当該磁場変調幅の設定の処理を終了する。
In this manner, the maximum value of the absorption amount of the positive peak to be focused on is determined by assuming that the magnetic field modulation width is n times and the amplification factor of the amplifier 7 is 1 / n times every measurement. It is determined whether or not the maximum value of the absorption amount and the maximum value of the absorption amount at the time of this measurement have a linear relationship. And m
When the maximum value of the absorption amount at the time of the second measurement and the maximum value of the absorption amount at the time of the (m-1) th measurement do not satisfy the expression (1), the control device 9 determines that the linearity has been lost. It is determined that the modulation width of the magnetic field at the time of the previous measurement, that is, (m
-1) The magnetic field modulation width at the time of the first measurement is set as an optimum value, and the process of setting the magnetic field modulation width is completed.

【0034】ところで、上記の処理において、測定の度
毎に磁場変調幅をn倍、増幅器7の増幅率を1/n倍と
するのは次の理由による。図4に示すように、ある磁場
変調幅の範囲では、磁場変調幅と吸収量とは線形関係に
ある、即ち比例するのであるから、線形関係にある範囲
では磁場変調幅を前回の測定時のn倍にすると、吸収量
はn倍になることになる。従って、I0 、I1 を(1)式
と同じと定義すると、増幅器7の増幅率を固定とした場
合には I0 −δ≦n×I1 ≦I0 +δ …(2) が成り立てば磁場変調幅と吸収量とは線形関係にあると
判断することができる。しかし、測定の都度、吸収量の
極大値をn倍して前回の吸収量の極大値と比較するのは
面倒であるので、吸収量をn倍する代わりに、増幅器7
の増幅率を1/n倍しているのである。実際的にはn=
2とすればよい。
By the way, in the above processing, the magnetic field modulation width is made n times and the amplification factor of the amplifier 7 is made 1 / n times for each measurement for the following reason. As shown in FIG. 4, in a certain range of the magnetic field modulation width, the magnetic field modulation width and the absorption amount have a linear relationship, that is, are proportional. Therefore, in the linear relationship range, the magnetic field modulation width is determined by the previous measurement. If it is n times, the absorption amount will be n times. Therefore, if I0 and I1 are defined as the same as in the equation (1), if the amplification factor of the amplifier 7 is fixed, then if the following holds, then the magnetic field modulation width and the absorption can be obtained if I0-δ ≦ n × I1 ≦ I0 + δ. The quantity can be determined to be in a linear relationship. However, it is troublesome to multiply the maximum value of the absorption amount by n each time the measurement is performed and to compare the maximum value of the absorption amount with the previous maximum value of the absorption amount.
Is multiplied by 1 / n. In practice, n =
It should be 2.

【0035】なお、上記の各測定時において、磁場掃引
によって得られた吸収量のデータの値をそのまま用いる
と、(1)式が成り立つか否かを判断する際にノイズによ
って影響されることが考えられる。そこで、予め得られ
た吸収量のデータに対してスムージング処理等の適宜な
処理を施して、ノイズによる影響を排除した後に、(1)
式によって磁場変調幅と吸収量との線形関係の有無を判
断するようにすればよく、これによって精度及び信頼性
を向上させることができる。なお、スムージング処理は
周知であるので詳細な説明は省略する。
In each of the above measurements, if the value of the data of the amount of absorption obtained by the magnetic field sweep is used as it is, it may be affected by noise when judging whether or not the equation (1) holds. Conceivable. Therefore, after performing an appropriate process such as a smoothing process on the data of the absorption amount obtained in advance to eliminate the influence of noise, (1)
The presence / absence of a linear relationship between the magnetic field modulation width and the absorption amount may be determined by the equation, thereby improving accuracy and reliability. Since the smoothing process is well known, a detailed description thereof will be omitted.

【0036】以上の説明では磁場変調幅を小さい方から
大きい方へ変化させていくものとしたが、大きい方から
小さい方へ変化させるようにすることも可能である。そ
の場合には、測定の度毎に磁場変調幅を1/n倍、増幅
器7の増幅率をn倍していき、最初に(1)式が成り立つ
磁場変調幅の値を最適な磁場変調幅と設定するようにす
ればよい。以上のようであるので、このESRによれ
ば、磁場変調幅は、自動的に最適な値に設定される。
In the above description, the magnetic field modulation width is changed from a smaller one to a larger one. However, the modulation width may be changed from a larger one to a smaller one. In this case, the magnetic field modulation width is multiplied by 1 / n and the amplification factor of the amplifier 7 by n each time the measurement is performed. Should be set. As described above, according to this ESR, the magnetic field modulation width is automatically set to an optimum value.

【0037】(3)マイクロ波出力の設定の動作 制御装置9は磁場変調幅の設定を終了すると、マイクロ
波出力の設定の動作を行う。ところで、ESRにおいて
は、スペクトルに現れる吸収量はマイクロ波出力と関係
があることが知られており、図5に示すように、吸収量
の平方根と、マイクロ波出力とは、マイクロ波出力が小
さいところでは線形関係にあり、マイクロ波出力が大き
くなるにつれて、吸収量の平方根とマイクロ波出力の線
形関係は崩れてくることが知られている。つまり、マイ
クロ波出力が小さい範囲では、マイクロ波出力をn2
すれば、吸収量はn倍になるのである。
(3) Operation for Setting Microwave Output When the setting of the magnetic field modulation width is completed, the control device 9 performs an operation for setting the microwave output. By the way, in ESR, it is known that the amount of absorption appearing in the spectrum is related to the microwave output. As shown in FIG. 5, the square root of the amount of absorption and the microwave output are small. By the way, it is known that there is a linear relationship, and as the microwave output increases, the linear relationship between the square root of the amount of absorption and the microwave output collapses. That is, in a range where the microwave output is small, if the microwave output is multiplied by n 2 , the absorption amount is increased by n times.

【0038】さて、吸収量とマイクロ波出力が図5に示
すような関係にある場合、マイクロ波出力をどのように
すれば望ましいかを考えると、検出器6の出力信号は大
きい方が望ましいことは上述した通りである。従って、
マイクロ波出力はできるだけ大きい方が望ましいことに
なるが、吸収量とマイクロ波出力の関係が非線形になる
のは望ましいことではない。そこで、ここでは、図5の
Bで示すように、吸収量とマイクロ波出力との線形性が
崩れる直前のマイクロ波出力を最適なマイクロ波出力と
する。
In the case where the amount of absorption and the microwave output have a relationship as shown in FIG. 5, it is desirable that the output signal of the detector 6 be larger in consideration of how the microwave output is desired. Is as described above. Therefore,
It is desirable that the microwave output be as large as possible, but it is not desirable that the relationship between the amount of absorption and the microwave output be non-linear. Therefore, here, as shown by B in FIG. 5, the microwave output immediately before the linearity between the absorption amount and the microwave output is broken is set as the optimum microwave output.

【0039】そこで、ここでは、吸収量の平方根とマイ
クロ波出力との線形性が崩れる直前のマイクロ波出力を
最適なマイクロ波出力とする。そのために、一つのピー
クに着目し、マイクロ波出力を順次変化させながら当該
ピークの吸収量の極大値を検出し、前回のマイクロ波出
力の時の吸収量と、今回のマイクロ波出力の時の吸収量
が比例関係にあるか否かを判断し、比例関係が成り立た
なくなる直前のマイクロ波出力を最適値として設定する
という手法を用いる。
Therefore, here, the microwave output immediately before the linearity between the square root of the absorption amount and the microwave output is broken is determined as the optimum microwave output. For that purpose, focusing on one peak, the maximum value of the absorption amount of the peak is detected while sequentially changing the microwave output, and the absorption amount at the time of the previous microwave output and the current time of the microwave output are detected. A method is used in which it is determined whether or not the absorption amount is in a proportional relationship, and the microwave output immediately before the proportional relationship no longer holds is set as an optimum value.

【0040】このときに着目するピークは、ノイズによ
る影響等を避けるためにも吸収量が最大の正のピークを
用いればよい。そこで、上述したように磁場掃引範囲の
設定の際に、吸収量が最大である正のピークの磁場強度
位置を記憶するようにしたのであるが、このマイクロ波
出力の設定を行う時に、上記の磁場掃引範囲の設定で定
められた最適磁場掃引範囲を掃引して、吸収量が最大の
正のピークを探索するようにしても良いことは勿論であ
る。
At this time, as the peak of interest, a positive peak having the maximum absorption amount may be used in order to avoid the influence of noise and the like. Therefore, as described above, when setting the magnetic field sweep range, the magnetic field intensity position of the positive peak where the absorption amount is the maximum is stored.When setting the microwave output, It goes without saying that the optimum magnetic field sweep range determined by the setting of the magnetic field sweep range may be swept to search for the positive peak having the largest absorption amount.

【0041】さて、制御装置9は、マイクロ波発生装置
4に対して、制御信号により、予め定められた第1の出
力とするように指示する。この第1の出力は小さい値と
する。また、磁場変調/掃引装置5に対しては、磁場変
調幅は上記の磁場変調幅の設定の処理で求めた最適な磁
場変調幅とし、適宜な掃引時間で、吸収量が最大である
正のピークの極大値を含む磁場強度範囲を掃引すること
を制御信号で指示する。この磁場掃引範囲は、磁場変調
幅の設定の場合と同じ範囲でよい。更に、制御装置9
は、増幅器7に対しては予め定められた増幅率とするた
めの制御信号を、ノイズフィルタ8に対しては予め定め
られた時定数とする制御信号をそれぞれ通知する。な
お、この磁場変調幅の設定の処理において、磁場変調
幅、磁場掃引範囲、掃引時間、及びノイズフィルタ8の
時定数は一定値に維持される。
The control device 9 instructs the microwave generation device 4 to use a control signal to set the first output to a predetermined value. This first output is a small value. Further, for the magnetic field modulation / sweep device 5, the magnetic field modulation width is the optimum magnetic field modulation width obtained in the above-described processing of setting the magnetic field modulation width, and a proper sweep time is set to a positive magnetic field having the maximum absorption amount. The control signal instructs to sweep the magnetic field intensity range including the maximum value of the peak. This magnetic field sweep range may be the same range as in the case of setting the magnetic field modulation width. Further, the control device 9
Notifies a control signal for setting a predetermined amplification factor to the amplifier 7 and a control signal for setting a predetermined time constant to the noise filter 8. In the process of setting the magnetic field modulation width, the magnetic field modulation width, the magnetic field sweep range, the sweep time, and the time constant of the noise filter 8 are maintained at constant values.

【0042】そして、制御装置9は磁場変調/掃引装置
5に対して磁場掃引を指示する。これによって、当該ピ
ークの極大値を含む所定の範囲について磁場掃引が行わ
れるが、制御装置9は、このときに取り込んだ当該ピー
クの極大値を記憶する。これが1回目の測定である。次
に、制御装置9は、マイクロ波発生装置4に対して、制
御信号により、出力を前回の第1の出力のn2 倍(nは
正の実数)とするように指示すると共に、増幅器7に対
して増幅率を前回の1/n倍とする制御信号を通知す
る。そして、制御装置9は磁場変調/掃引装置9に磁場
掃引を指示する。これによって、当該ピークの極大値を
含む所定の範囲について磁場掃引が行われ、制御装置9
は、このときに取り込んだ当該ピークの極大値を記憶す
る。これが2回目の測定である。
Then, the control device 9 instructs the magnetic field modulation / sweep device 5 to perform a magnetic field sweep. As a result, the magnetic field sweep is performed in a predetermined range including the maximum value of the peak. The control device 9 stores the maximum value of the peak captured at this time. This is the first measurement. Next, the control device 9 instructs the microwave generation device 4 to set the output to n 2 times (n is a positive real number) of the previous first output by the control signal, and also controls the amplifier 7. Is notified of a control signal for setting the amplification factor to 1 / n times the previous one. Then, the control device 9 instructs the magnetic field modulation / sweep device 9 to perform a magnetic field sweep. As a result, the magnetic field sweep is performed in a predetermined range including the maximum value of the peak, and the control device 9
Stores the maximum value of the peak taken in at this time. This is the second measurement.

【0043】そして、1回目と2回目とで当該ピークの
吸収量の極大値が比例関係にあるか否かを判断する。こ
れは、前回のマイクロ波出力の時の当該ピークの吸収量
の極大値をI0 、今回のマイクロ波出力の時、即ちマイ
クロ波出力を前回のマイクロ波出力のn2 倍としたとき
の当該ピークの吸収量の極大値をI1 としたとき、誤差
範囲をδとして、上記の(1)式を満足する場合には、マ
イクロ波出力と吸収量の平方根は線形関係にあると判断
するようにすればよい。なお、この場合の誤差範囲δに
ついても実験や経験に基づいて定めればよい。
Then, it is determined whether or not the maximum value of the absorption amount of the peak is in a proportional relationship between the first time and the second time. This is the peak when the maximum value of the absorption amount of the peak when the previous microwave output I0, when this microwave output, i.e. that the microwave output and n 2 times the previous microwave power Assuming that the maximum value of the absorption amount is I1, the error range is δ, and if the above expression (1) is satisfied, it is determined that the microwave output and the square root of the absorption amount have a linear relationship. I just need. The error range δ in this case may be determined based on experiments and experiences.

【0044】そして、制御装置9は、前回と今回とで当
該ピークの吸収量の極大値が比例関係、即ち線形関係に
あると判断すると、次に、マイクロ波は装置4に対して
出力を2回目の時のn2 倍とする制御信号を通知し、増
幅器7に対しては増幅率を2回目の時の1/n倍とする
制御信号を通知する。そして磁場変調/掃引装置5に磁
場掃引を指示する。これによって、当該ピークの極大値
を含む所定の範囲について磁場掃引が行われ、制御装置
9は、このときに取り込んだ当該ピークの極大値を記憶
する。これが3回目の測定である。
When the control device 9 determines that the maximum value of the absorption amount of the peak in the previous time and the current time is in a proportional relationship, that is, a linear relationship, the microwave then outputs 2 outputs to the device 4. A control signal for n 2 times of the second time is notified, and a control signal for increasing the amplification factor to 1 / n times of the second time is notified to the amplifier 7. Then, it instructs the magnetic field modulation / sweep device 5 to perform a magnetic field sweep. As a result, the magnetic field is swept over a predetermined range including the maximum value of the peak, and the control device 9 stores the maximum value of the peak captured at this time. This is the third measurement.

【0045】そして、制御装置9は、(1)式により、2
回目と3回目とで当該ピークの吸収量の極大値が線形関
係にあるか否かを判断する。(1)式のI0 は前回の測定
における当該ピークの吸収量の極大値であるから、この
場合にはI0 は2回目の測定時の吸収量であり、I1 は
今回の3回目の測定時の吸収量となることは当然であ
る。
Then, the control device 9 calculates 2
It is determined whether or not the maximum value of the absorption amount of the peak has a linear relationship between the third time and the third time. Since I0 in equation (1) is the maximum value of the absorption amount of the peak in the previous measurement, in this case, I0 is the absorption amount in the second measurement, and I1 is the absorption amount in the third measurement. Naturally, it becomes the absorption amount.

【0046】このようにして、測定の度毎にマイクロ波
出力をn2 倍、増幅器7の増幅率を1/n倍として着目
する正のピークの吸収量の極大値を求め、前回の測定時
の吸収量の極大値と、今回の測定時の吸収量の極大値と
が線形関係にあるか否かを判断していくのである。そし
て、m回目の測定時の吸収量の極大値と、(m−1)回
目の測定時の吸収量の極大値とで(1)式が成り立たなく
なった場合には、制御装置9は線形性が崩れたと判断し
て、前回の測定時におけるマイクロ波出力、即ちこの場
合には(m−1)回目の測定時におけるマイクロ波出力
を最適な値として設定して、当該マイクロ波出力の設定
の処理を終了する。
In this manner, the maximum value of the absorption amount of the positive peak of interest is determined every time the measurement is performed, where the microwave output is n 2 times and the amplification factor of the amplifier 7 is 1 / n times. Then, it is determined whether or not the maximum value of the absorption amount at the time of measurement and the maximum value of the absorption amount at the time of this measurement are in a linear relationship. When the maximum value of the absorption amount at the m-th measurement and the maximum value of the absorption amount at the (m-1) -th measurement do not satisfy the expression (1), the control device 9 determines the linearity. Is determined to have collapsed, and the microwave output at the previous measurement, that is, the microwave output at the (m-1) -th measurement is set as the optimum value, and the setting of the microwave output is set. The process ends.

【0047】上記の処理において、測定の度毎にマイク
ロ波出力をn2 倍、増幅器7の増幅率を1/n倍とする
のは次の理由による。図5に示すように、あるマイクロ
波出力の範囲では、マイクロ波出力と吸収量の平方根と
は線形関係にあり、線形関係にある範囲ではマイクロ波
出力を前回の測定時のn2 倍にすると、吸収量はn倍に
なることになる。従って、I0 、I1 を(1)式と同じと
定義すると、増幅器7の増幅率を固定とした場合には上
記の(2)式が成り立てばマイクロ波出力と吸収量の平方
根とは線形関係にあると判断することができる。しか
し、測定の都度吸収量の極大値をn倍して前回の吸収量
の極大値と比較するのは面倒であるので、吸収量をn倍
する代わりに、増幅器7の増幅率を1/n倍しているの
である。実際的にはn=2とすればよい。
In the above processing, the microwave output is set to n 2 times and the amplification factor of the amplifier 7 is set to 1 / n times for each measurement for the following reason. As shown in FIG. 5, in a certain range of the microwave output, the microwave output and the square root of the absorption amount have a linear relationship, and in the range of the linear relationship, the microwave output is n 2 times the previous measurement. , The absorption amount becomes n times. Therefore, if I0 and I1 are defined as the same as the equations (1), when the amplification rate of the amplifier 7 is fixed, if the above equation (2) is satisfied, the microwave output and the square root of the absorption amount have a linear relationship. It can be determined that there is. However, it is troublesome to multiply the maximum value of the absorption amount by n each time the measurement is performed and compare it with the previous maximum value of the absorption amount. It is doubling. Actually, it is sufficient to set n = 2.

【0048】なお、上記の各測定時において、磁場掃引
によって得られた吸収量のデータの値をそのまま用いる
と、(1)式が成り立つか否かを判断する際にノイズによ
って影響されることが考えられる。そこで、予め得られ
た吸収量のデータに対してスムージング処理等の適宜な
処理を施して、ノイズによる影響を排除した後に、(1)
式によって磁場変調幅と吸収量との線形関係の有無を判
断するようにすればよく、これによって精度及び信頼性
を向上させることができる。
In each of the above measurements, if the value of the data of the amount of absorption obtained by the magnetic field sweep is used as it is, it may be affected by noise when determining whether or not the equation (1) is satisfied. Conceivable. Therefore, after performing an appropriate process such as a smoothing process on the data of the absorption amount obtained in advance to eliminate the influence of noise, (1)
The presence / absence of a linear relationship between the magnetic field modulation width and the absorption amount may be determined by the equation, thereby improving accuracy and reliability.

【0049】以上の説明ではマイクロ波出力を小さい方
から大きい方へ変化させていくものとしたが、大きい方
から小さい方へ変化させるようにすることも可能であ
る。その場合には、測定の度毎にマイクロ波出力を1/
2 倍、増幅器7の増幅率をn倍していき、最初に(1)
式が成り立つマイクロ波出力の値を最適値と設定するよ
うにすればよい。以上のようであるので、このESRに
よれば、マイクロ波出力は、自動的に最適な値に設定さ
れる。
In the above description, the microwave output is changed from a smaller one to a larger one. However, the microwave output may be changed from a larger one to a smaller one. In that case, the microwave output is reduced by 1 /
n 2 times, multiply the amplification factor of the amplifier 7 by n times, first (1)
What is necessary is just to set the value of the microwave output that satisfies the equation as the optimum value. As described above, according to this ESR, the microwave output is automatically set to an optimum value.

【0050】(4)応答時間の設定の動作 上述したように、ここでは応答時間はノイズフィルタ8
の時定数によって決定されるものとする。ノイズフィル
タ8の時定数を大きくする程応答時間は長くなり、小さ
くする程応答時間は短くなる。応答時間を短くすると検
出器6の出力信号強度は大きくなるが、ノイズも大きく
なる。これに対して、応答時間を長くするとスペクトル
の正負のピークの波形が歪んでくる。従って、ノイズフ
ィルタ8の時定数の最適値、即ち応答時間の最適値が存
在する。
(4) Operation for setting response time As described above, the response time is set to the noise filter 8 here.
Is determined by the time constant of The response time increases as the time constant of the noise filter 8 increases, and the response time decreases as the time constant decreases. When the response time is shortened, the output signal strength of the detector 6 increases, but the noise also increases. On the other hand, if the response time is increased, the waveform of the positive and negative peaks of the spectrum is distorted. Therefore, there is an optimum value of the time constant of the noise filter 8, that is, an optimum value of the response time.

【0051】そして、この最適な応答時間を見出すため
に、ここでは、1対の正負のピークの半値幅に着目す
る。即ち、応答時間が短い範囲では、検出器6の出力信
号に対して十分に追随できるので、当該対のピークの半
値幅は一定であり、そこから応答時間を徐々に長くして
いくと、検出器6の出力信号に徐々に追随できなくな
り、対のピークの半値幅は次第に狭くなっていくと考え
られる。
In order to find the optimum response time, attention is paid here to the half width of a pair of positive and negative peaks. That is, in the range where the response time is short, the output signal of the detector 6 can sufficiently follow, and the half width of the peak of the pair is constant. It is considered that the half-width of the peak of the pair gradually becomes narrower because the output signal of the detector 6 cannot be followed gradually.

【0052】そこで、ここでは、1対の正負のピークに
着目し、ノイズフィルタ8の時定数を所定のステップで
変化させながら、当該対のピークの半値幅を検出し、半
値幅が一定である状態から外れる直前のノイズフィルタ
8の時定数を最適な応答時間を与えるものとして設定す
るという手法を用いる。
Therefore, here, paying attention to a pair of positive and negative peaks, the half width of the peak of the pair is detected while changing the time constant of the noise filter 8 in predetermined steps, and the half width is constant. A method is used in which the time constant of the noise filter 8 immediately before the state deviates from the state is set so as to give an optimum response time.

【0053】このときに着目する1対の正負のピーク
は、ノイズによる影響等を避けるためにも吸収量が最大
の正のピークと、これと対をなす負のピークを用いれば
よい。そこで、上述したように磁場掃引範囲の設定の際
に、吸収量が最大である正のピークの磁場強度位置、及
びその正のピークと対をなす負のピークの磁場強度位置
を記憶するようにしたのであるが、この応答時間の設定
を行う時に、上記の磁場掃引範囲の設定で定められた最
適磁場掃引範囲を掃引して、吸収量が最大の正のピーク
及びそれと対をなす負のピークを探索するようにしても
良いことは勿論である。
At this time, a pair of positive and negative peaks of interest may use a positive peak having the largest absorption amount and a negative peak paired with the positive peak in order to avoid the influence of noise. Therefore, when setting the magnetic field sweep range as described above, the magnetic field intensity position of the positive peak where the amount of absorption is the maximum, and the magnetic field intensity position of the negative peak paired with the positive peak are stored. However, when setting this response time, the optimum magnetic field sweep range determined by the above-described magnetic field sweep range setting is swept, and the positive peak having the largest absorption amount and the negative peak paired therewith are swept. Needless to say, the search may be performed.

【0054】さて、制御装置9はマイクロ波出力の設定
を終了すると、応答時間の設定の動作を行う。まず、制
御装置9は、ノイズフィルタ8に対して、時定数を予め
定められた第1の時定数とする制御信号を通知する。こ
の第1の時定数は小さい値とする。また、磁場変調/掃
引装置5に対しては、磁場変調幅は上記の磁場変調幅の
設定の処理で求めた最適な磁場変調幅とし、適宜な掃引
時間で、吸収量が最大である正のピークの極大値と、そ
の正のピークと対をなす負のピークの極小値を含む磁場
強度範囲を掃引することを制御信号で指示する。更に、
制御装置9は、マイクロ波発生装置4に対しては上記の
マイクロ波出力の設定の処理で求めた最適なマイクロ波
出力とし、増幅器7に対しては予め定められた増幅率と
するための制御信号を通知する。なお、この応答時間の
設定の処理において、磁場変調幅、磁場掃引範囲、掃引
時間、及びマイクロ波出力は一定値に維持される。
After completing the setting of the microwave output, the control device 9 performs an operation of setting the response time. First, the control device 9 notifies the noise filter 8 of a control signal for setting the time constant to a predetermined first time constant. This first time constant is a small value. Further, for the magnetic field modulation / sweep device 5, the magnetic field modulation width is the optimum magnetic field modulation width obtained in the above-described processing of setting the magnetic field modulation width, and a proper sweep time is set to a positive magnetic field having the maximum absorption amount. The control signal instructs to sweep the magnetic field intensity range including the maximum value of the peak and the minimum value of the negative peak paired with the positive peak. Furthermore,
The control device 9 controls the microwave generation device 4 to set the optimum microwave output obtained by the above-described process of setting the microwave output, and controls the amplifier 7 to set a predetermined amplification factor. Signal the signal. In the process of setting the response time, the magnetic field modulation width, the magnetic field sweep range, the sweep time, and the microwave output are maintained at constant values.

【0055】そして、制御装置9は、磁場変調/掃引装
置5に対して磁場掃引を指示する。これによって、当該
対のピークの極大値と極小値を含む所定の範囲について
磁場掃引が行われるが、制御装置9は、このときに取り
込んだ当該対のピークの極大値の磁場強度位置と極小値
の磁場強度位置とから半値幅を求めて、この半値幅の値
を記憶する。これが1回目の測定である。次に、制御装
置9は、ノイズフィルタ8に対して、制御信号により、
時定数を、前回の第1の時定数より所定のステップ△s
だけ大きな値とするように指示し、磁場変調/掃引装置
5に対して磁場掃引を指示する。これによって、当該対
のピークの極大値と極小値を含む所定の範囲について磁
場掃引が行われ、制御装置9は、このときに取り込んだ
当該対のピークの極大値の磁場強度位置と、極小値の磁
場強度位置とから半値幅を求めて、この半値幅の値を記
憶する。これが2回目の測定である。
Then, the control device 9 instructs the magnetic field modulation / sweep device 5 to perform a magnetic field sweep. As a result, the magnetic field sweep is performed in a predetermined range including the maximum value and the minimum value of the peak of the pair, but the control device 9 sets the magnetic field intensity position and the minimum value of the maximum value of the peak of the pair captured at this time. And the half-width value is obtained from the position of the magnetic field strength, and the value of this half-width value is stored. This is the first measurement. Next, the control device 9 sends a control signal to the noise filter 8 according to a control signal.
The time constant is set to a predetermined step Δs from the previous first time constant.
And instructs the magnetic field modulation / sweep device 5 to sweep the magnetic field. Thereby, the magnetic field sweep is performed in a predetermined range including the local maximum value and the local minimum value of the peak of the pair, and the control device 9 determines the magnetic field intensity position of the local maximum value of the peak of the pair and the local minimum value And the half-width value is obtained from the position of the magnetic field strength, and the value of this half-width value is stored. This is the second measurement.

【0056】そして、1回目と2回目とで当該対のピー
クの半値幅が誤差の範囲内で同じか否かを判断する。こ
れは、前回の時定数の時の当該対のピークの半値幅を△
H0、今回の時定数の時、即ちノイズフィルタ8の時定
数を前回の時定数より所定のステップ△sだけ大きな値
としたときの当該対のピークの半値幅を△H1 としたと
き、誤差範囲をδとして、 △H0 −δ≦△H1 ≦△H0 +δ …(3) を満足する場合には、両者の半値幅は誤差の範囲内で同
じであると判断するようにすればよい。なお、誤差範囲
δの値は実験や経験に基づいて定めればよい。
Then, it is determined whether the half width of the peak of the pair is the same within the range of the error in the first time and the second time. This is the half-width of the peak of the pair at the time of the previous time constant.
When H0 is the current time constant, that is, when the time constant of the noise filter 8 is larger than the previous time constant by a predetermined step Δs, and the half width of the peak of the pair is ΔH1, the error range is When ΔH0−δ ≦ ΔH1 ≦ ΔH0 + δ (3) is satisfied, the half widths of the two may be determined to be the same within the range of the error. The value of the error range δ may be determined based on experiments and experiences.

【0057】そして、制御装置9は、前回と今回とで当
該対のピークの半値幅が誤差の範囲内で同じである判断
すると、次に、ノイズフィルタ8に対して、時定数を2
回目の時定数より△sだけ大きな値とする制御信号を通
知し、磁場変調/掃引装置5に磁場掃引を指示する。こ
れによって、当該対のピークの極大値と極小値を含む所
定の範囲について磁場掃引が行われ、制御装置9は、こ
のときに取り込んだ当該対のピークの極大値の磁場強度
位置と極小値の磁場強度位置とから半値幅を求め、それ
を記憶する。これが3回目の測定である。
When the control device 9 determines that the half width of the peak of the pair is the same within the range of the error between the previous time and the current time, the control device 9 next sets the time constant to 2 for the noise filter 8.
A control signal having a value larger than the first time constant by Δs is notified, and the magnetic field modulation / sweep device 5 is instructed to perform a magnetic field sweep. Thereby, the magnetic field sweep is performed in a predetermined range including the local maximum value and the local minimum value of the peak of the pair, and the control device 9 controls the magnetic field intensity position of the local maximum value and the local minimum value of the peak of the pair captured at this time. The half width is obtained from the magnetic field strength position and stored. This is the third measurement.

【0058】そして、制御装置9は、(3)式により、2
回目と3回目とで当該対のピークの半値幅が誤差の範囲
内で同じか否かを判断する。(3)式の△H0 は前回の測
定における当該対のピークの半値幅であるから、この場
合には△H0 は2回目の測定時の半値幅であり、△H1
は今回の3回目の測定時の半値幅となることは当然であ
る。
Then, the control device 9 obtains 2
It is determined whether the half width of the peak of the pair is the same within the range of the error between the third time and the third time. Since △ H0 in equation (3) is the half-width of the peak of the pair in the previous measurement, in this case, △ H0 is the half-width at the second measurement, and △ H1
Is naturally the half width at the time of the third measurement this time.

【0059】このようにして、測定の度毎にノイズフィ
ルタ8の時定数を所定のステップ△Sずつ増やしていき
ながら、着目する対のピークの半値幅を求め、前回の測
定時の半値幅と、今回の測定時の半値幅が誤差の範囲内
で同じであるか否かを判断していくのである。そして、
m回目の測定時の半値幅と、(m−1)回目の測定時の
半値幅とで(3)式が成り立たなくなった場合には、制御
装置9は半値幅がずれたと判断して、前回の測定時にお
けるノイズフィルタ8の時定数、即ちこの場合には(m
−1)回目の測定時における時定数を、最適な応答時間
を与えるものとして設定して、当該応答時間の設定の処
理を終了する。
In this way, while increasing the time constant of the noise filter 8 by a predetermined step ΔS every time the measurement is performed, the half width of the peak of the pair of interest is determined, and the half width at the time of the previous measurement is obtained. Then, it is determined whether or not the half width at the time of this measurement is the same within the range of the error. And
If the half-width at the m-th measurement and the half-width at the (m-1) -th measurement do not satisfy the expression (3), the control device 9 determines that the half-width has shifted, and , The time constant of the noise filter 8 at the time of measurement, that is, (m
-1) The time constant at the time of the first measurement is set to give the optimum response time, and the processing of setting the response time is completed.

【0060】なお、上記の各測定時において、磁場掃引
によって得られた吸収量のデータの値をそのまま用いる
と、(3)式が成り立つか否かを判断する際にノイズによ
って影響されることが考えられるので、上述したように
スムージング処理等の適宜な処理を施して、ノイズによ
る影響を排除するのが望ましい。これによって精度及び
信頼性を向上させることができる。
In each of the above measurements, if the value of the data of the amount of absorption obtained by the magnetic field sweep is used as it is, it may be affected by noise when judging whether or not the equation (3) holds. Therefore, it is desirable to perform an appropriate process such as a smoothing process as described above to eliminate the influence of noise. Thereby, accuracy and reliability can be improved.

【0061】以上の説明ではノイズフィルタ8の時定数
を小さい方から大きい方へ変化させていくものとした
が、大きい方から小さい方へ変化させるようにすること
も可能である。その場合には、測定の度毎に時定数を所
定のステップずつ小さくしていき、最初に(3)式が成り
立った時の半値幅△H0 が得られたときの時定数を、最
適な応答時間を与えるものとして設定するようにすれば
よい。
In the above description, the time constant of the noise filter 8 is changed from the smaller one to the larger one. However, the time constant may be changed from the larger one to the smaller one. In this case, the time constant is reduced by a predetermined step every measurement, and the time constant when the half-value width 値 H0 when Equation (3) is first obtained is determined by the optimal response. What is necessary is just to set as what gives time.

【0062】以上、応答時間を制御装置9により自動的
に設定する処理について説明したが、上記の処理はある
程度の時間を要するので、熟練したオペレータにとって
はその時間が作業効率上望ましくない場合がある。熟練
したオペレータは、種々の条件で測定して得たスペクト
ルを観察することで、増幅器7の増幅率や、ノイズフィ
ルタ8の時定数、即ち応答時間を設定することができる
からである。そこで、所望の応答時間を容易に設定でき
る機能を搭載するようにするのが望ましい。以下、その
ための構成について説明する。
The processing for automatically setting the response time by the control device 9 has been described above. However, since the above processing requires a certain amount of time, the time may not be desirable for a skilled operator in terms of work efficiency. . This is because a skilled operator can set the amplification factor of the amplifier 7 and the time constant of the noise filter 8, that is, the response time, by observing spectra obtained by measuring under various conditions. Therefore, it is desirable to provide a function for easily setting a desired response time. Hereinafter, the configuration for that will be described.

【0063】ところで、応答時間は検出器6の出力信号
中のノイズ成分を調整する機能を持つパラメータであ
り、しかもノイズ成分は増幅器7の増幅率と関係してい
る。そこで、所定の範囲の増幅率について、所定のステ
ップ毎の増幅率に対する最適なノイズフィルタ8の時定
数を実験によって求めておく。そして、例えば、それら
の各増幅率と、各増幅率に対するノイズフィルタ8の最
適な時定数とを対応させたテーブルを作成して制御装置
9に予め登録しておく。そして、入力装置10より増幅
率が入力された場合には、当該テーブルから、入力され
た増幅率に対応する時定数を求めて、入力された増幅率
を増幅器7に指示し、求めた時定数をノイズフィルタ8
に指示するようにすればよい。なお、入力された増幅率
がテーブルに登録されている場合は、その増幅率に対応
して書き込まれている時定数を読み出せばよく、入力さ
れた増幅率がテーブルに登録されていない場合には、当
該入力された増幅率を挟む2つの増幅率と、それらの増
幅率に対応する時定数を求め、適宜な補間演算によっ
て、入力された増幅率に対応する時定数を求めるように
すればよい。
The response time is a parameter having a function of adjusting a noise component in the output signal of the detector 6, and the noise component is related to the amplification factor of the amplifier 7. Therefore, for the amplification factor in a predetermined range, an optimal time constant of the noise filter 8 for the amplification factor for each predetermined step is obtained by an experiment. Then, for example, a table is created in which the respective amplification factors correspond to the optimum time constant of the noise filter 8 for each amplification factor, and registered in the control device 9 in advance. When the amplification factor is input from the input device 10, a time constant corresponding to the input amplification factor is obtained from the table, the input amplification factor is instructed to the amplifier 7, and the obtained time constant is determined. To the noise filter 8
Should be instructed. When the input amplification factor is registered in the table, the time constant written corresponding to the amplification factor may be read, and when the input amplification factor is not registered in the table. Can be obtained by obtaining two amplification factors sandwiching the input amplification factor and a time constant corresponding to the amplification factor, and obtaining a time constant corresponding to the input amplification factor by appropriate interpolation calculation. Good.

【0064】以上のようであるので、このESRによれ
ば、応答時間は、自動的に最適な値に設定される。ま
た、熟練したオペレータにとって手動により最適と思わ
れる応答時間を簡単に設定できるようにすることもでき
るものである。
As described above, according to this ESR, the response time is automatically set to an optimum value. It is also possible to easily set a response time that is considered optimal for a skilled operator manually.

【0065】(5)磁場掃引時間の設定の動作 ESRにおいて、磁場掃引時間を長くすると、検出器6
より後段の回路は検出器6の出力信号に追随できるので
各正負のピークの磁場強度位置は正確であるが、測定時
間が長くなるので作業効率上望ましいものとはいえな
い。これに対して、磁場掃引時間を短くすると作業効率
上は望ましいが、検出器6より後段の回路は検出器6の
出力信号に追随できなくなって、スペクトルの正負のピ
ークの波形が歪んでくる。従って、作業効率上も問題な
く、しかもスペクトルのピークの波形に歪みが無いよう
にする磁場掃引時間の最適値が存在することになる。
(5) Operation of setting magnetic field sweep time In ESR, if the magnetic field sweep time is increased, the detector 6
Since the circuit at a later stage can follow the output signal of the detector 6, the position of the magnetic field strength at each of the positive and negative peaks is accurate, but the measurement time becomes long, which is not desirable in terms of work efficiency. On the other hand, although shortening the magnetic field sweeping time is desirable in terms of work efficiency, the circuits subsequent to the detector 6 cannot follow the output signal of the detector 6 and the waveform of the positive and negative peaks of the spectrum is distorted. Therefore, there is no problem in work efficiency, and there is an optimum value of the magnetic field sweeping time to prevent distortion of the peak waveform of the spectrum.

【0066】そして、この最適な磁場掃引時間を自動的
に見出すために、ここでは、一つのピークに着目し、磁
場掃引時間を順次変化させながら当該ピークの磁場強度
位置を検出し、前回の磁場掃引時間の時の磁場強度位置
と、今回の磁場掃引時間の時の磁場強度位置が誤差の範
囲内で同じか否かを判断し、当該ピークの磁場強度位置
が誤差の範囲内で一定である状態から外れる直前の磁場
掃引時間を最適な値として設定するという手法を用い
る。
In order to automatically find the optimum magnetic field sweep time, here, focusing on one peak, the magnetic field intensity position of the peak is detected while sequentially changing the magnetic field sweep time, and the previous magnetic field sweep time is detected. Judge whether the magnetic field intensity position at the time of the sweep time and the magnetic field intensity position at the time of the current magnetic field sweep time are the same within an error range, and the magnetic field intensity position of the peak is constant within the error range. A technique of setting the magnetic field sweep time immediately before the state deviates from the state as an optimum value is used.

【0067】このようにするのは、上述したように、磁
場掃引時間が短くなるにつれてスペクトルのピークの波
形は歪むのであるが、このときにはピークの磁場強度位
置がずれてくると考えられるからである。
The reason for this is that, as described above, the waveform of the peak of the spectrum is distorted as the magnetic field sweeping time is shortened. At this time, however, it is considered that the magnetic field intensity position of the peak is shifted. .

【0068】このときに着目するピークは、ノイズによ
る影響等を避けるためにも吸収量が最大の正のピークを
用いればよい。そこで、上述したように磁場掃引範囲の
設定の際に、吸収量が最大である正のピークの磁場強度
位置を記憶するようにしたのであるが、この磁場掃引時
間の設定を行う時に、上記の磁場掃引範囲の設定で定め
られた最適磁場掃引範囲を掃引して、吸収量が最大の正
のピークを探索するようにしても良いことは勿論であ
る。
At this time, the peak to be focused on may be a positive peak having the largest absorption amount in order to avoid the influence of noise and the like. Therefore, when setting the magnetic field sweep range as described above, the magnetic field intensity position of the positive peak where the amount of absorption is the maximum is stored, but when setting the magnetic field sweep time, It goes without saying that the optimum magnetic field sweep range determined by the setting of the magnetic field sweep range may be swept to search for the positive peak having the largest absorption amount.

【0069】さて、制御装置9は応答時間の設定を終了
すると、磁場掃引時間の設定の動作を行う。まず、制御
装置9は、磁場変調/掃引装置5に対して、予め定めら
れた第1の掃引時間とする制御信号を通知する。この第
1の掃引時間は大きな値とする。また、磁場変調/掃引
装置5に対しては、磁場変調幅は上記の磁場変調幅の設
定の処理で求めた最適な磁場変調幅とし、磁場掃引範囲
としては、前記吸収量が最大の正のピークの極大値を含
む磁場強度範囲を指示する。また、制御装置9は、マイ
クロ波発生装置4に対しては上記のマイクロ波出力の設
定の処理で求めた最適な出力とする制御信号を通知し、
増幅器7に対しては予め定められた増幅率とするための
制御信号を、ノイズフィルタ8に対しては上記の応答時
間の設定の処理で求めた最適な時定数とする制御信号を
それぞれ通知する。なお、この磁場掃引時間の設定の処
理において、磁場変調幅、磁場掃引範囲、マイクロ波出
力及びノイズフィルタ8の時定数は一定値に維持され
る。
When the setting of the response time is completed, the control device 9 performs the operation of setting the magnetic field sweeping time. First, the control device 9 notifies the magnetic field modulation / sweep device 5 of a control signal for a predetermined first sweep time. The first sweep time is set to a large value. For the magnetic field modulation / sweep device 5, the magnetic field modulation width is the optimum magnetic field modulation width obtained in the above-described processing of setting the magnetic field modulation width, and the magnetic field sweep range is a positive magnetic field having the maximum absorption amount. Indicate the magnetic field strength range that includes the peak maximum. Further, the control device 9 notifies the microwave generation device 4 of a control signal for setting the optimum output obtained in the processing of setting the microwave output,
The amplifier 7 is notified of a control signal for setting a predetermined amplification factor, and the noise filter 8 is notified of a control signal for setting the optimum time constant obtained in the above-described processing of setting the response time. . In the process of setting the magnetic field sweep time, the magnetic field modulation width, the magnetic field sweep range, the microwave output, and the time constant of the noise filter 8 are maintained at constant values.

【0070】そして、制御装置9は磁場変調/掃引装置
5に対して磁場掃引を指示する。これによって、当該ピ
ークの極大値を含む所定の範囲について磁場掃引が行わ
れるが、制御装置9は、このときに取り込んだ当該ピー
クの極大値の磁場強度位置を記憶する。これが1回目の
測定である。次に、制御装置9は、磁場変調/掃引装置
5に対して、制御信号により、磁場掃引時間を所定の時
間ステップ幅△tだけ短い値とするように指示し、磁場
変調/掃引装置5に対して磁場掃引を指示する。これに
よって、当該ピークの極大値を含む所定の範囲について
磁場掃引が行われ、制御装置9は、このときに取り込ん
だ当該ピークの極大値の磁場強度位置を記憶する。これ
が2回目の測定である。
Then, the control device 9 instructs the magnetic field modulation / sweep device 5 to perform a magnetic field sweep. As a result, the magnetic field is swept over a predetermined range including the maximum value of the peak. The control device 9 stores the magnetic field intensity position of the maximum value of the peak acquired at this time. This is the first measurement. Next, the control device 9 instructs the magnetic field modulation / sweep device 5 to set the magnetic field sweep time to a value shorter by a predetermined time step width Δt by a control signal. Then, a magnetic field sweep is instructed. As a result, the magnetic field is swept over a predetermined range including the local maximum value of the peak, and the control device 9 stores the magnetic field intensity position of the local maximum value of the peak taken in at this time. This is the second measurement.

【0071】そして、1回目と2回目とで当該ピークの
磁場強度位置が誤差の範囲内で同じであるか否かを判断
する。これは、前回の磁場掃引時間の時の当該ピークの
極大値の磁場強度位置を△G0 、今回の磁場掃引時間の
時、即ち磁場掃引時間を前回より所定の時間ステップ幅
△tだけ短くした時の当該ピークの極大値の磁場強度位
置を△G1 としたとき、誤差範囲をδとして、 △G0 −δ≦△G1 ≦△G0 +δ …(4) を満足する場合には、両者の磁場強度位置は誤差の範囲
内で同じであると判断するようにすればよい。なお、誤
差範囲δの値は実験や経験に基づいて定めればよい。
Then, it is determined whether or not the magnetic field intensity position of the peak is the same within the range of the error between the first time and the second time. This is because when the magnetic field intensity position of the maximum value of the peak at the time of the previous magnetic field sweep time is ΔG 0, and at the current magnetic field sweep time, that is, when the magnetic field sweep time is shorter than the previous time by a predetermined time step width Δt. When the magnetic field intensity position of the maximum value of the peak is ΔG 1, the error range is δ, and when ΔG 0 −δ ≦ ΔG 1 ≦ ΔG 0 + δ (4) is satisfied, both magnetic field intensity positions May be determined to be the same within the range of the error. The value of the error range δ may be determined based on experiments and experiences.

【0072】そして、制御装置9は、前回と今回とで当
該ピークの極大値の磁場強度位置が誤差の範囲内で同じ
である判断すると、次に、磁場変調/掃引装置5に対し
て、磁場掃引時間を2回目の磁場掃引時間より更に△t
だけ短い値とする制御信号を通知し、磁場変調/掃引装
置5に磁場掃引を指示する。これによって、当該ピーク
の極大値を含む所定の範囲について磁場掃引が行われ、
制御装置9は、このときに取り込んだ当該ピークの極大
値の磁場強度位置を求め、それを記憶する。これが3回
目の測定である。
When the control device 9 determines that the magnetic field intensity position of the maximum value of the peak is the same within the range of the error between the previous time and the current time, the control device 9 sends the magnetic field modulation / sweep device 5 a magnetic field Sweep time is Δt longer than the second magnetic field sweep time
The control signal is set to a shorter value, and a magnetic field sweep is instructed to the magnetic field modulation / sweep device 5. Thereby, the magnetic field sweep is performed in a predetermined range including the maximum value of the peak,
The control device 9 obtains the maximum magnetic field intensity position of the peak taken in at this time and stores it. This is the third measurement.

【0073】そして、制御装置9は、(4)式により、2
回目と3回目とで当該ピークの極大値の磁場強度位置が
誤差の範囲内で同じか否かを判断する。(4)式の△G0
は前回の測定における当該ピークの極大値の磁場強度位
置であるから、この場合には△G0 は2回目の測定時の
磁場強度位置であり、△G1 は今回の3回目の測定時の
磁場強度位置となることは当然である。
Then, the control device 9 obtains 2
It is determined whether the maximum magnetic field intensity position of the peak is the same within the range of the error between the third time and the third time. △ G0 in equation (4)
Is the magnetic field intensity position of the maximum value of the peak in the previous measurement. In this case, ΔG0 is the magnetic field intensity position in the second measurement, and ΔG1 is the magnetic field intensity in the third measurement this time. It is natural that it is a position.

【0074】このようにして、測定の度毎に磁場掃引時
間を、前回の測定時より所定の時間ステップ幅△tずつ
短くしていきながら、着目するピークの極大値の磁場強
度位置を求め、前回の測定時の磁場強度位置と、今回の
測定時の磁場強度位置が誤差の範囲内で同じであるか否
かを判断していくのである。そして、m回目の測定時の
磁場強度位置と、(m−1)回目の測定時の磁場強度位
置とで(4)式が成り立たなくなった場合には、制御装置
9は磁場強度位置がずれたと判断して、前回の測定時に
おける磁場掃引時間、即ちこの場合には(m−1)回目
の測定時における磁場掃引時間を最適な値として設定し
て、当該磁場掃引時間の設定の処理を終了する。
In this manner, the magnetic field sweeping time is reduced by a predetermined time step width Δt from the previous measurement every time the measurement is performed, and the maximum magnetic field intensity position of the peak of interest is obtained. It is determined whether or not the magnetic field intensity position at the time of the previous measurement and the magnetic field intensity position at the time of the current measurement are the same within an error range. When the expression (4) does not hold between the magnetic field intensity position at the m-th measurement and the magnetic field intensity position at the (m-1) -th measurement, the control device 9 determines that the magnetic field intensity position has shifted. Judgment is made, and the magnetic field sweep time at the previous measurement, that is, the magnetic field sweep time at the (m-1) -th measurement is set as an optimum value, and the process of setting the magnetic field sweep time is completed. I do.

【0075】なお、上記の各測定時において、磁場掃引
によって得られた吸収量のデータの値をそのまま用いる
と、(4)式が成り立つか否かを判断する際にノイズによ
って影響されることが考えられるので、上述したように
スムージング処理等の適宜な処理を施して、ノイズによ
る影響を排除するのが望ましい。これによって精度及び
信頼性を向上させることができる。
At the time of each of the above measurements, if the value of the data of the amount of absorption obtained by the magnetic field sweep is used as it is, it may be affected by noise when determining whether or not Expression (4) holds. Therefore, it is desirable to perform an appropriate process such as a smoothing process as described above to eliminate the influence of noise. Thereby, accuracy and reliability can be improved.

【0076】以上の説明では磁場掃引時間を長い方から
短い方へ変化させていくものとしたが、短い方から長い
方へ変化させるようにすることも可能である。その場合
には、測定の度毎に磁場掃引時間を所定の時間ステップ
幅ずつ長くしていき、最初に(4)式が成り立った時の磁
場強度位置△G0 が得られたときの磁場掃引時間を最適
な値として設定するようにすればよい。
In the above description, the magnetic field sweeping time is changed from a longer one to a shorter one. However, it is also possible to change the magnetic field sweeping time from a shorter one to a longer one. In this case, the magnetic field sweep time is increased by a predetermined time step width at each measurement, and the magnetic field sweep time when the magnetic field intensity position △ G0 when Equation (4) is first obtained is obtained. May be set as an optimal value.

【0077】以上、一つの正のピークの極大値の磁場強
度位置に着目して最適な磁場掃引時間を自動的に設定す
る処理について説明したが、以下にもう一つの処理につ
いて説明する。上記の応答時間の設定の処理においても
述べたが、スペクトルのピークの波形の歪みは、対をな
す正負のピークの半値幅にも現れる。そこで、1対の正
負のピークの半値幅に着目し、測定の度毎に磁場掃引時
間を、前回の測定時より所定の時間ステップ幅△tずつ
短くしていきながら、着目する対のピークの半値幅を求
め、前回の測定時の半値幅と、今回の測定時の半値幅が
誤差の範囲内で同じであるか否かを判断していく処理を
行うことによっても最適な磁場掃引時間を見出すことが
できる。この処理は、上述した応答時間の設定の処理と
同様であるので詳細は省略する。ただし、上記の応答時
間の設定の処理ではノイズフィルタ8の時定数を所定の
ステップ△sずつ変化させながら、着目する対のピーク
の半値幅を比較したが、磁場掃引時間の設定を行う場合
には、磁場掃引時間を所定の時間ステップ幅△tずつ短
く変化させながら着目する対のピークの半値幅を比較し
ていくのである。そして、m回目の測定時の半値幅と、
(m−1)回目の測定時の半値幅とで(3)式が成り立た
なくなった場合には、制御装置9は半値幅がずれたと判
断して、前回の測定時における磁場掃引時間を最適な値
と設定する。なお、この場合にも、磁場掃引時間を短い
方から長い方へ順次変化させるようにすることも可能で
あることは当然である。以上のようであるので、このE
SRによれば、磁場掃引時間を自動的に最適な値に設定
することができる。
The processing for automatically setting the optimum magnetic field sweeping time by paying attention to the magnetic field position of the maximum value of one positive peak has been described above. Another processing will be described below. As described above in the processing for setting the response time, the distortion of the waveform of the spectrum peak also appears in the half width of the paired positive and negative peaks. Therefore, paying attention to the half value width of a pair of positive and negative peaks, the magnetic field sweep time is shortened by a predetermined time step width Δt from the time of the previous measurement for each measurement, and the peak of the pair of interest is measured. The optimum magnetic field sweep time can also be determined by determining the half width and determining whether the half width at the previous measurement and the half width at the current measurement are the same within the range of the error. Can be found. This process is the same as the above-described process of setting the response time, and thus the details are omitted. However, in the above-described processing of setting the response time, the half-value width of the peak of the pair of interest is compared while changing the time constant of the noise filter 8 by a predetermined step Δs. Is to compare the half widths of the peaks of a pair of interest while changing the magnetic field sweep time by a predetermined time step width Δt. And the half width at the m-th measurement,
When the expression (3) does not hold with the half width at the time of the (m-1) -th measurement, the control device 9 determines that the half width has deviated, and optimizes the magnetic field sweep time at the previous measurement. Set the value. In this case as well, it goes without saying that the magnetic field sweeping time can be sequentially changed from the shorter one to the longer one. As described above, this E
According to SR, the magnetic field sweep time can be automatically set to an optimal value.

【0078】そして、制御装置9は、このようにして5
つのパラメータの値を設定すると、磁場変調/掃引装置
5に対しては設定した磁場掃引範囲、磁場変調幅、磁場
掃引時間を制御信号により通知し、マイクロ波発生装置
4に対しては設定したマイクロ波出力を制御信号により
通知し、ノイズフィルタ8に対しては設定した時定数を
制御信号により通知する。これによって当該ESRは、
当該試料に対して最適な条件に設定され、その状態で実
際の測定が行われることになるので、良好な測定を行う
ことができる。
Then, the control device 9 sets 5
When the values of the two parameters are set, the set magnetic field sweep range, the magnetic field modulation width, and the magnetic field sweep time are notified to the magnetic field modulation / sweep device 5 by a control signal. The wave output is notified by the control signal, and the set time constant is notified to the noise filter 8 by the control signal. As a result, the ESR becomes
Optimal conditions are set for the sample, and actual measurement is performed in that state, so that good measurement can be performed.

【0079】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば上記の説明では、
磁場変調幅、マイクロ波出力、及び磁場掃引時間の設定
の処理に際しては正のピークを用いるものとしたが、負
のピークを用いてもよいことは当然である。その場合に
は、上記の記載の中の極大値を極小値と読み替えればよ
い。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above description,
In the process of setting the magnetic field modulation width, the microwave output, and the magnetic field sweep time, a positive peak is used, but a negative peak may be used. In that case, the maximum value in the above description may be read as the minimum value.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上のようであるので、本発明によれ
ば、磁場掃引範囲、磁場変調幅、マイクロ波出力、応答
時間、及び磁場掃引時間という5つのパラメータの値
を、自動的に、最適に設定することができる。従って、
熟練者でなくとも容易に良好な測定を行うことが可能と
なる。また、無人自動測定の一助とすることができる。
As described above, according to the present invention, the values of the five parameters of the magnetic field sweep range, the magnetic field modulation width, the microwave output, the response time, and the magnetic field sweep time are automatically optimized. Can be set to Therefore,
Good measurement can be easily performed even by a non-expert. In addition, it can assist unmanned automatic measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るESRの一実施形態の構成を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an ESR according to the present invention.

【図2】ピークが偶数個の場合の磁場掃引範囲の設定の
処理の例を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of processing for setting a magnetic field sweep range when the number of peaks is an even number;

【図3】ピークが奇数個の場合の磁場掃引範囲の設定の
処理の例を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of processing for setting a magnetic field sweep range when the number of peaks is an odd number;

【図4】最適な磁場変調幅を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an optimum magnetic field modulation width.

【図5】最適なマイクロ波出力を説明するための図であ
る。
FIG. 5 is a diagram for explaining an optimal microwave output.

【図6】ESRの概略の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an ESR.

【図7】ESRで得られるスペクトルを説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating a spectrum obtained by ESR.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…試料管、2…空洞共振器、3…電磁石、4…マイク
ロ波発生装置、5…磁場変調/掃引装置、6…検出器、
7…増幅器、8…ノイズフィルタ、9…制御装置、10
…入力装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample tube, 2 ... Cavity resonator, 3 ... Electromagnet, 4 ... Microwave generator, 5 ... Magnetic field modulation / sweep device, 6 ... Detector,
7 ... amplifier, 8 ... noise filter, 9 ... control device, 10
... input device.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも、磁場の掃引範囲、磁場の変調
幅、マイクロ波出力、検出器より後段の回路の応答時
間、磁場掃引の掃引時間の5つのパラメータを自動的に
最適値に設定するための処理を行う手段を備えることを
特徴とする電子スピン共鳴装置。
1. Automatically setting at least five parameters of a magnetic field sweep range, a magnetic field modulation width, a microwave output, a response time of a circuit subsequent to a detector, and a magnetic field sweep time to optimal values. An electron spin resonance apparatus, comprising: means for performing the above-mentioned processing.
【請求項2】十分に広い磁場強度範囲を掃引したときに
得られる信号に基づいて正または負のピークの個数を検
出し、正または負のピークが偶数個である場合には、最
も小さい磁場強度の正のピークの磁場強度位置と、最も
大きい磁場強度にある負のピークの磁場強度位置に基づ
いて磁場掃引範囲を設定し、正または負のピークが奇数
個である場合には、真ん中の正のピークの極大値の位置
と、その正のピークと対をなす負のピークの極小値の位
置を求め、更にその極大値の位置と極小値の位置の中央
の位置を中心磁場とし、その中心磁場から磁場強度の大
きい方と小さい方へ、それぞれ、当該真ん中の対をなす
正負のピークの半値幅を所定倍数した範囲を磁場掃引範
囲として設定する処理を行う手段を少なくとも備えるこ
とを特徴とする電子スピン共鳴装置。
2. The method according to claim 1, wherein the number of positive or negative peaks is detected based on a signal obtained when a sufficiently wide magnetic field intensity range is swept. The magnetic field sweep range is set based on the magnetic field strength position of the positive peak and the magnetic field strength position of the negative peak at the highest magnetic field strength.If the number of positive or negative peaks is odd, the middle The position of the maximum value of the positive peak and the position of the minimum value of the negative peak paired with the positive peak are obtained, and the central position between the position of the maximum value and the position of the minimum value is defined as the central magnetic field. From the central magnetic field to the larger and smaller magnetic field strengths, respectively, at least means for performing a process of setting a range obtained by multiplying the half width of the positive and negative peaks forming the middle pair by a predetermined multiple as the magnetic field sweeping range. Electric Spin resonance apparatus.
【請求項3】一つのピークに着目し、磁場変調幅を順次
変化させながら当該ピークの吸収量を検出し、前回の磁
場変調幅の時の吸収量と、今回の磁場変調幅の時の吸収
量が比例関係にあるか否かを判断し、比例関係が成り立
たなくなる直前の磁場変調幅を最適値として設定する処
理を行う手段を少なくとも備えることを特徴とする電子
スピン共鳴装置。
3. Focusing on one peak, the absorption amount of the peak is detected while sequentially changing the magnetic field modulation width, and the absorption amount at the previous magnetic field modulation width and the absorption amount at the current magnetic field modulation width are detected. An electron spin resonance apparatus comprising at least means for determining whether or not the quantities are in a proportional relationship, and performing a process of setting a magnetic field modulation width immediately before the proportional relationship no longer holds as an optimum value.
【請求項4】一つのピークに着目し、マイクロ波出力を
順次変化させながら当該ピークの吸収量の極大値を検出
し、前回のマイクロ波出力の時の吸収量と、今回のマイ
クロ波出力の時の吸収量が比例関係にあるか否かを判断
し、比例関係が成り立たなくなる直前のマイクロ波出力
を最適値として設定する処理を備える手段を少なくとも
備えることを特徴とする電子スピン共鳴装置。
4. Focusing on one peak, detecting the maximum value of the absorption amount of the peak while sequentially changing the microwave output, and detecting the absorption amount at the time of the previous microwave output and the current microwave output. An electron spin resonance apparatus comprising at least means for judging whether or not absorption amounts at the time are in a proportional relationship, and setting a microwave output immediately before the proportional relationship no longer holds as an optimum value.
【請求項5】一対の正負のピークに着目し、検出器より
後段の回路の時定数を所定のステップで変化させなが
ら、当該対のピークの半値幅を検出し、半値幅が一定で
ある状態から外れる直前の時定数を最適な応答時間を与
えるものとして設定する処理を行う手段を少なくとも備
えることを特徴とする電子スピン共鳴装置。
5. A state in which the half width of a pair of peaks is detected while paying attention to a pair of positive and negative peaks and changing the time constant of a circuit subsequent to the detector in predetermined steps. An electron spin resonance apparatus comprising at least means for performing a process of setting a time constant immediately before deviating from the value so as to give an optimum response time.
【請求項6】一つのピークに着目し、磁場掃引時間を順
次変化させながら当該ピークの磁場強度位置を検出し、
前回の磁場掃引時間の時の磁場強度位置と、今回の磁場
掃引時間の時の磁場強度位置が誤差の範囲内で同じか否
かを判断し、当該ピークの磁場強度位置が誤差の範囲内
で一定である状態から外れる直前の磁場掃引時間を最適
な値として設定する処理を行う手段を少なくとも備える
ことを特徴とする電子スピン共鳴装置。
6. Focusing on one peak, detecting a magnetic field intensity position of the peak while sequentially changing a magnetic field sweep time,
It is determined whether the magnetic field intensity position at the time of the previous magnetic field sweep time and the magnetic field intensity position at the current magnetic field sweep time are the same within an error range, and the magnetic field intensity position of the peak is within the error range. An electron spin resonance apparatus comprising at least means for performing processing for setting a magnetic field sweep time immediately before deviating from a constant state as an optimum value.
【請求項7】一対の正負のピークに着目し、磁場掃引時
間を順次変化させながら当該対のピークの半値幅を検出
し、半値幅が一定である状態から外れる直前の磁場掃引
時間を最適な値として設定する処理を行う手段を少なく
とも備えることを特徴とする電子スピン共鳴装置。
7. Focusing on a pair of positive and negative peaks, detecting the half-width of the pair of peaks while sequentially changing the magnetic-field sweep time, and determining the magnetic-field sweep time immediately before the half-width deviates from a constant state. An electron spin resonance apparatus comprising at least means for performing a process of setting a value.
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