SU441508A1

SU441508A1 - Pulsed radio spectrometer for nuclear quadrupole resonance

Info

Publication number: SU441508A1
Application number: SU1667318A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Леонидович Александров; Борис Григорьевич Игнатов; Александр Тимофеевич Сергеев; Гранит Константинович Семин
Priority date: 1971-06-01
Filing date: 1971-06-01
Publication date: 1974-08-30

Description

I Изобретение относитс к области радиоспектроскопии и предназначено дл исследовани физико - химических свойств твердого тела методом дерного квадрупольного резонанса (НКР). Известные импульсные спектро метры ЯКР содержат генератор импульсов высокой частоты (ГИБЧ), индуктор с исследуемым образцом приемник сигналов ЯКР, гетеродин, электротехнически сопр женный с ГИВЧ, блок автоматической подстро ки частоты (АПЧ), импульсный блок определ ющий работу прибора в реж ме поиска сигналов и в режиме определени релаксации, блок накоплени сигналов, механический прив позвол ющий производить автоматический или ручной поиск сигналов. Сигналы ЯКР наблюдаютс на экране осциллографа или записываютс на ленте самописца. Однако известные спектрометр ЯКР не позвол ют осуществл ть панорамный обзор (одновременное на1блюдение на экране осциллографа) спектров сигналов ЯКР в заданном диапазоне частот. Кроме того, в спектрометрах с контактным способом перестройки частоты ГИВЧ (спектрометры 150 - 1000 мгц) возможно скачкообразное изменение частоты ИШЧ вследствие механической неоднородности линий, заеданий мостика , стирани линий в процессе работы и т.п. При этом могут наблюдатьс пропуски сигналов ЯКР исследуемых веществ в режиме поиска. Цель изобретени - повышение надежности обнаружений сигналов ЯКР. Цель достигаетс тем, что в предлагаемом радиоспектрометре ГИВЧ снабжен устройством быстрого сканировани (изменени ) частоты в заданном диапазоне частот. В таком спектрометре скорость изменени частоты значительно превышает скорость изменени частоты при монотонном изменении частоты. Устройство скани|ррвани выполнено в виде конструкивной емкости, вход щей в колесаельный контур ГИВЧ и перестраиваеой шаговьш двигателем, Сканирование астоты ступенчатое, а диапазон сканировани не привышает полосы ин- дуктора.I The invention relates to the field of radio spectroscopy and is intended to study the physicochemical properties of a solid by nuclear quadrupole resonance (NCR). Known NQR pulse spectrometers contain a high frequency pulse generator (HIBCH), an inductor with a test sample, an NQR signal receiver, a local oscillator electrotechnically coupled with LHF, an automatic frequency tuning unit (AFC), a pulse unit determining the device operation in the signal search mode and in the relaxation determination mode, a signal accumulation unit, a mechanical one, which allows automatic or manual search for signals. NQR signals are observed on the oscilloscope screen or recorded on a recorder tape. However, the known NQR spectrometer does not allow a panoramic view (simultaneous observation on the oscilloscope screen) of the spectra of NQR signals in a given frequency range. In addition, in spectrometers with the contact method of tuning the frequency of the GHF (spectrometers of 150-1000 MHz), the frequency of the LHF is abruptly changed due to the mechanical heterogeneity of the lines, jamming of the bridge, erasing the lines during operation, etc. At the same time, omissions of the NQR signals of the studied substances in the search mode can be observed. The purpose of the invention is to increase the reliability of detection of NQR signals. The goal is achieved by the fact that, in the proposed radio frequency spectrometer, the GUUCH is equipped with a device for fast scanning (changing) the frequency in a given frequency range. In such a spectrometer, the rate of change of frequency is much higher than the rate of change of frequency with a monotonic change in frequency. The scanning device is made in the form of a design vessel that is included in the GIHF wheel contour and is tuned by a motor. The scan of the speed is stepped, and the scanning range does not exceed the inductor band.

Предлагаемый радиоспектрометр ЯКР позвол ет осуществить панорамный обзор спектров сигналов . При этом нагл дно на экране электроннолучевого индикатора видно распределение сигналов ЯКР по частоте, можно легко оценить их относительные параметры. Предлагаемый импульсный спектрометр уменьшает веро тность пропуска спектров сигналов в режиме поцска при контактном способе перест ойке частоты ШВЧ, поскольку диапазон сканировани по частоте значительно превышает величину возмйжного скачка частоты генератора,The proposed NQR radio spectrometer allows a panoramic view of the signal spectra. At the same time, the distribution of NQR signals in frequency can be clearly seen on the screen of the electron-beam indicator; their relative parameters can be easily estimated. The proposed pulsed spectrometer reduces the probability of missing signal spectra in the pozz mode with the contact method of switching the SHVC frequency, since the frequency range of the scan significantly exceeds the value of the potential generator frequency jump,

Епокч схема предлагаемого радиоспектрометра приведена на чертеже .The EP circuit of the proposed radio spectrometer is shown in the drawing.

Спектрометр содержит генератор I импульсов высокой частоты (ГИВЧ), индуктор (разонатор) 2 с исследуемым веществом, приемник 3 сигналов ЯКР, гетеродин 4, блок 5 автоматической подстройки частоты (АПЧ), блок 6 автоматической подстрбйки индуктора, импульсный блок 7, блок 8 накоплени слабых сигналов, электромеханический привод 9, програл(шный блок сканирова- , ни Ю, устройство II быстрого сканировани частоты ГИВЧ.The spectrometer contains a generator of I high-frequency pulses (GIUCH), an inductor (razonator) 2 with the test substance, a receiver of 3 NQR signals, a local oscillator 4, an automatic frequency control unit (AFC) 5, an auto-tuning unit 6, a pulse unit 7, an accumulation unit 8 weak signals, electromechanical actuator 9, progra (shny scanner unit, nor u, device II fast scanning the frequency of the gIHF.

Генератор импульсов высокой частоты (ГИВЧО I вырабатывает последовательность коротких мощныхвысокочастотных импульсов. При воздействии на исследуемый образец, помещенный в индуктор 2, энергии мощных импульсов ГИВЧ в случае, если частота радиоимпульсов совпадает с частотой ЯКР, после каждого импульса по вл етс сигнал дерной индукции, а спуст врем , равное удвоенному рассто нию между и|ушульсами, по вл етс сигнал спинового эха. Сигналы ЯКР воспринимаютс ин/jjKTOpoM 2 и усиливаютс супергетеродинным приемником 3. Блок накоплени 8 работает вA high-frequency pulse generator (SHIELO I generates a sequence of short high-power high-frequency pulses. When a test sample is placed in inductor 2, the power of high-power HIHF pulses in the case that the frequency of radio pulses coincides with the NQR frequency, after each pulse a nuclear induction signal appears, after a time equal to twice the distance between and | uvulsami, a spin echo signal appears. The NQR signals are sensed in / jjKTOpoM 2 and amplified by a superheterodyne receiver 3. Accumulation unit 8 melts into

режиме пам ти, т,е, помнит величину предыдущего сигнала до прихода последующего. Наблюдение панорамы спектров ведетс на внешнем осциллографе. Отклонение луча по торизонтали осуществл етс напр жением , подаваемым с блока сканировани и пропорциональным частоте сканировани ,memory mode, t, e, remembers the value of the previous signal before the arrival of the next. The observation of the spectra panorama is carried out on an external oscilloscope. The horizontal deviation of the beam is carried out by the voltage supplied from the scanning unit and proportional to the scanning frequency,

Огибающа спектра сигналов просматриваетс на экране осциллографа как линейно-кусочна аппроксимаци этой кривой. Гетеродин 4 сопр жен с ГИВЧ с помощью блока 5 автоматической подстройки частоты, который позвол ет производить электромеханическую и .электронную подстройку, С помощью блока 6 автоматической подстройки индуктора осуществл етс настройка индуктора на среднюю рабочую частоту ГИВЧ Р1мпульсный блок 7 задает режим работы спектрометра. Электромеханический привод 9 обеспечивает монотонное (медленное) изменение частоты ГИВЧ, Быстрое сканирование частоты осуществл етс устройством II, а режим сканировани задаетс блоком 10,The envelope of the signal spectrum is viewed on the oscilloscope screen as a linear-piece approximation of this curve. The local oscillator 4 is coupled with the FHEV using the automatic frequency control unit 5, which allows electromechanical and electronic tuning. With the help of the automatic inductor tuning unit 6, the inductor is tuned to the average operating frequency of the FIRF pulse 1 unit sets the operating mode of the spectrometer. The electromechanical actuator 9 provides a monotonous (slow) change in the frequency of the gIHF. The fast frequency scan is performed by device II, and the scanning mode is set by block 10,

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯSUBJECT OF INVENTION

Claims

1, A nuclear quadrupole resonance radio frequency spectrometer (R1 {P) containing a high-frequency pulse generator and a local oscillator, conjugated with an automatic frequency control system, inductive2, a pulse unit, a receiving device, an accumulation unit, and a device for observing signals, differing By the fact that, in order to increase the reliability of detection of NQR signals, the generator is equipped with a frequency scanning device.

within the working cavity of the inductor frequency,

2, Radio spectrum meter according to claim 1, characterized in that

: The device. Scanning is made in the form of a constructive capacitive element of the high-frequency circuit, equipped with a drive from a stepper motor.