SU1543316A1

SU1543316A1 - Способ измерени отношени времен релаксации

Info

Publication number: SU1543316A1
Application number: SU884405661A
Authority: SU
Inventors: Владимир Львович Данилов; Николай Федорович Никифоров; Вячеслав Вячеславович Фролов
Original assignee: Конструкторское бюро "Дальнее"; Дальневосточный политехнический институт им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1988-03-09
Filing date: 1988-03-09
Publication date: 1990-02-15

Abstract

Изобретение относитс к радиоспектроскопии. Цель изобретени - расширение пределов измерений при одновременном упрощении способа. В исследуемом объекте возбуждают сигнал магнитного резонанса с помощью импульсной последовательности, котора представл ет собой непрерывно повтор ющийс цикл из четырех высокочастотных импульсов, фаза выполнени котторых колебани ми резонансной частоты мен етс от импульса к импульсу так, что вектор магнитного пол , создаваемого высокочастотными импульсами, последовательно принимает положени вдоль следующих осей вращающейс системы координат: X₁, - X₁,Y₁, - Y. Измер ют начальные амплитуды сигналов спада свободной индукции после каждого импульса и определ ют отношение T₁/T₂, учитыва , что в разных межимпульсных интервалах эволюци X-компоненты намагниченности протекает при различных зависимост х от отношени T₁/T₂. 2 табл.

Description

Решение относитс к радиоспектроскопии и может быть использовано как в науке (физике, химии, биологии), так и в производстве, где необходимо быстро и точно определ ть релаксационные характеристики изучаемых или контролируемых объектов.

Цель решени - расширение пределов измерений при одновременном упрощении способа.

Сущность способа заключаетс в том, что описанна импульсна последовательность может быть представлена в виде повтор ющейс с периодом Т

четверки ВЧ-импульсов, временной интервал между которыми также равен

Т

рх Ех

р - р -Ъ

(1)

Сл

Јь

00 00

оэ

где Ру - означает, что вдоль оси X вращающейс системы координат приложен ВЧ-импульс, привод щей к нутации вектора намагниченности на угол об j вокруг положительного направлени оси X.

Соответствующие операторы поворота могут быть записаны следующие образом:

РХ

100

О coeoi,- sinod, I, О ainoL{ costf,/

1 ОО

О cosott sintx i

О -sin«:2 cos ui

cosftij 0 sinoij 01 0

-sin6ib 0 cosei,

Воздействие такой импульсной последовательности (ИП) на спиновую систему может быть рассмотрено на основе решени уравнений Блоха в вращающей- с системе координат операторным методом . Операторный метод позвол ет решить задачу аналогичную рассматриваемой дл последовательности таких типов20

- Р.

-Рх - Р, - Р„ (3)

В результате воздействи на спиновую систему ИП типа (1) в течение времени много большего времени релаксации устанавливаетс квазистационарный сигнал резонанса, т.е. после каждого ВЧ-импульса по вл етс у-компо- нента сигнала ССИ одинаковой начальной амплитуды и с одинаковым поведением в межимпульсном интервале (х-ком понента не по вл етс , если расстройка равна нулю).

Начальна амплитуда сигнала ССИ при выполнении услови Т ;. Т и оди- наковьрс длительност х и амплитудах ВЧ-импульсов определ етс следующим выражением:

fU0 sino6

Т, /Та+ 1 - cosei(T,/Ta- 1)

(А)

начальное значение намаг- - - -45

ниченности;J

- угол нутации вектора намагниченности за врем действи ВЧ-импульса;

т,/т, )/|и4(р. ) - 2}/

V

рц(р-«)

ТР;

vfu1 + Т,/Та 1 + ЗТ, /Т0

55

откуда

т /т - 1 +1(МР-« )/|U(P)l /Ач

т /Т 1 + . b;

0 -sint M

P.. I °1 °

sinoC40 (2)

0

5

0

5

t, У - гиромагнитное отношение

дл резонирующих дер; В - амплитуда ВЧ-пол ;

Т„и Т,- врем спин-спиновой и

спин-решеточной релаксации соответственно.

В результате воздействи импульсной последовательности типа (1) по вл ютс как у, так их- компоненты намагниченности после каждого импульса . Если положить углы oЈj одинаковыми дл всех ВЧ-импульсов и равными Т/2 (90°-импульсы), то начальные значени амплитуд ССИ (т.е. сразу после окончани ВЧ-импульса) оказываютс св занными с отношением времени релаксации Т,/Тй простыми соотношени ми (см.табл. 1).

Из табл. 1 видно, что, измер начальные амплитуды сигналов ССИ после каждого ВЧ-импульса, можно определ ть отношение времен релаксации Т,/Та. Например

tYV 1+зтХ h(V

Р

2ТнтГ7т

гдеЛА() - начальное значение,

v - кт мттпн« ичч,| пыг-натта

компоненты сигнала ССИ после действи ВЧ-импульса РХ.

Тогда

(Uu(Px)/M4(Pu) 2(1 + Т,/Т)/(1 +

+ зт, /тг)

откуда 2 (Рг)/|и,(Р-«) (5)

Экспериментальна проверка способа проведена на релаксометре ЯМР, рабочее поле которого составл ло 0,007 Тл. В качестве образцов использовалс водный раствор парамагнитна : ионов |Un различной концентрации, 4to

обеспечивало различные отношени времен релаксации. Времена Т. и

Тг измер лись дл каждого образца сначала обычными методами (последовательности Карра-Перселла), затем с помощью данного способа.

Эксперименты показали, что способ позвол ет значительно расширить пределы измерени , а также технически упростить процесс измерений, так как отпад ет необходимость примен ть дополнительную магнитную систему дл создани неоднородности магнитного пол . Кроме того, способ позвол ет сократить врем измерений.

Claims

Формула изобр

е т е н и

Способ измерени отношени времен релаксации, включающий возбуждение сигнала магнитного резонанса в образце с помощью последовательности высокочастотных импульсов и измерение начальных амплитуд сигналов спада свободной индукции, о т л и ч а ю щ и й- с тем, что, с целью расширени

пределов измерений при одновременном упрощении способа, высокочастотные импульсы подбирают так, что вектор магнитного пол , создаваемого этими импульсами, совпадает по направлению последовательно с ос ми х , -х, у, -у, вращающейс системы координат и измер ют начальные амплитуды спада свобод- ной индукции Ми(Р-х ) и MU(PX) после каждого из высокочастотных импульсов, вектор магнитного пол которых направлен соответственно вдоль осей -х, их, а отношение времен релаксаций определ ют по формуле

Т, 1 + /АМР-«)//МР)

Т4 1 + 3|АА(Р,)/(РХ)|

где Т i - врем спин-решеточной релаксации;

Т 2 - врем спин-спиновой релаксации;

- высокочастотные импульсы вдоль осей -х, х соответственно .

Таблица 1

-х,х