SU871108A2 - Зонд дл мр магнитометра - Google Patents

Description

(54) ЗОНД ДЛЯ ЯМР МАГНИТОМЕТРА

1

Изобретение относитс  к измеритель ной технике и может быть использовано д аппаратуре дл  измерени  магнитных полей на основе метода  дерного магнитного резонанса (ЯМР).

Известен зонд дл  ЯМР-магнитометра по авт. св. Н 789954, который может быть использован дл  измерени  магнитных полей D1. Он содержит датчик с высокочастотной катушкой и контейнером со спинсодержащим веществом , пороговый генератор и соединительную линию между ними, выполненную в виде жесткого коаксиала. Внутри коаксиала по всей его длине расположены шайбы с отверсти ми дл  прохода гели , а на обоих концах коаксиала установлены разъемы, к одному из которых подключен пороговый генератор, а к другому - датчик, снабженный катушкой модул ции. В верхней части коаксиала выполнен патрубок с герметично установленными вводами, соединенными с катушкой модул ции проводами, размещенными внутри коаксиала.

Разъем, соедин ющий коаксиал с пороговым генератором, выполнен герметичным . Высокочастотна  катушка закреплена в отверстии каркаса датчика, а контейнер со спинсодержащим веществом установлен внутри высокочастотной катушки с возможностью его замены .

10

Недостатком известного зонда дл  ЯМР-магнитометра  вл ютс  сильные наводки датчика на сверхпровод щий соленоид и электромеханические наводки на датчик при использовании силь

IS ных модулирующих полей. Наводки на датчик по вл ютс  вследствие взаимодействи  катушек модул ции с измер - . емым полем и про вл ютс  в микрофонном эффекте, маскирующем сигнал,

20 что значительно снижает точность измерений и надежность обнаружени  сигнала ЯМР. Наводки на сверхпровод щий соленоид нарушают нормальную

работу его источника тока и при измерении полей, параметры которых близки к критическим параметрам соленоида , привод т к аварийным ситуаци м - переходу сверхпровод щего соленоида в нормальное состо ние.

С целью повьшени  точности в зонд дл  ЯМР-магнитометра введены четыре одинаковые, последовательно соединенные катушки модул ции, расположенные попарно симметрично относительно контейнера со спинсодержащим веществом , при этом внутренние катушки включены согласно, а внешние - встречно по отношению к внутренним кат тпкам

На чертеже изображен зонд дл  ЯМР-магнитометра в разрезе.

Зонд состоит из трех отдельных функциональных узлов: датчика 1, соединительной линии, выполненной в виде жесткого высокочастотного коаксиала 2 и порогового генератора 3. Датчик 1 содержит каркас 4 с отверсти ми , в котором размещена низкочастотна  (НЧ ) модул ционна  система 5, .состо ща  из четырех последовательно соединенных круглых катушек 6, 7, 8, 9. Две внутренние катушки - 6, 7 включены так, что создают однонаправленное поле модул ции, а две внеш- ,

ние - 8 и 9 - магнитное поле проти- / воположного направ.Тени . Между внутренними катушками 6 и 7 размещена высокочастотна  (ВЧ) катушка 10 с контейнером 11 со спинсодержащим веществом . Катушки 6, 7, 8, 9 расположены симметрично относительно контейнера 11. Датчик окружен экраном 12, представл ющим собой отрезок трубы коаксиала 2.

На обоих концах коаксиала 2 установлены разъемы 13 и 14. Высокочастотный разъем 13 соедин ет пороговый генератор 3 с коаксиалом 2. Разъем 14 соедин ет датчик I с коаксиалом 2. С датчика1 на разъем 14 выход т провода с ВЧ-катушки 10 и НЧ модул ционной системы 5. С коаксиала 2 на разъем 14 выход т центральный проводник 15 коаксиала 2, который своим втбрым концом подключен к/ разъему 13, и провода питани  16 НЧ модул ционной системы 5, которые размещены внутри коаксиала 2.

Дл  креплени  центрального проводника 15 и проводов-питани  16 НЧ модул ционной системы 5 внутри трубы коаксиала служат фторопластовые шайбы 17 с отверсти ми.

В верхней части коаксиала расположен патрубок 18, служащий дл  подключени  зонда к системе газосбора, при работе зонда при низких(гелиевых

температурах. На патрубках 18 размещег НЧ разъем 19, служащий дл  подключени  проводов питани  I6 НЧ модул ционной системы 5 к источнику тока модул ции .

При работе зонда в жидком гелии наружна  труба коаксиала 2 уплотн етс  во фланце 20 криостата 21 посредством простого сальникового уплотнени  22, допускающего перемещение

5 зонда вдоль оси без нарушени  гермет-ичности . В криостате 21 расположен сверхпровод щий соленоид 23.

Модул ционна  система 5 датчика работает следующим образом.

0 При помещении датчика 1 зонда ЯМР-магнитометра в измер емое магнитное поле, на каждую ка ушку 6, 7,

8 и 9 модул ционной системы 5, в магнитном поле действует определенна 

сила. Так как катушки 6, 7, 8, 9 одинаковы и включены последовательно, то силы эти равны по величине, но направлены противоположно, следовательно , суммарна  сила, действующа  на модул ционную систему 5, а следовательно , и на датчик 1, сводитс  к минимуму. Взаимоиндукцию каждой из катушек 6, 7, 8, 9с соленоидом 23 можно считать одинаковой и суммарна  взаимоиндукци  модул ционной системы 5 с соленоидом 23 равна нулю , поскольку катушки 8, 9 включены

встречно.

Вьтолнение модул ционной системы 5, состо щей из четырех катушек 6-9, и своеобразное их включение повышает точность измерений за счет снижени  микрофонного эффекта в датчике 1, что в свою очередь устран ет синхронные наводки на сигнал ЯМР.

Это особенно важно при автоматических измерени х, так как микрофонна  помеха может мен тьс , например при перемещении зонда, и скомпенсировать ее полностью не удаетс . Кроме того, повьш1аетс  надежность устройства за счет уменьшени  веро тности перехода сверхпровод щего 5 соленоида 23 в состо ние при работе в пол х, близких к критическому , поскольку устран ютс  даводки датчика I на соленоид 23.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Зонд для ЯМР магнитометра по авт. св. № 789954, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности в него введены четыре оди- . наковые, последовательно соединенные кг тушки модуляции, расположенные попарно симметрично относительно кон тейнера со спинсодержащим веществом, при этом внутренние катушки включены согласно, а внешние - встречно по отношению кг внутренним катушкам.