SU890184A1 - Method and device for measuring magnetic field - Google Patents
Method and device for measuring magnetic field Download PDFInfo
- Publication number
- SU890184A1 SU890184A1 SU802885193A SU2885193A SU890184A1 SU 890184 A1 SU890184 A1 SU 890184A1 SU 802885193 A SU802885193 A SU 802885193A SU 2885193 A SU2885193 A SU 2885193A SU 890184 A1 SU890184 A1 SU 890184A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- frequency
- input
- output
- magnetic field
- nmr
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ(54) METHOD OF MEASURING A MAGNETIC FIELD
И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯAND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
1one
Изобретение относитс к измеритель ,ной технике, а именно к способам и устч ройствам измерени посто нных магнитных полей методом дерного магнитного резонанса (ЯМР).The invention relates to a measuring technique, namely, methods and devices for measuring constant magnetic fields by nuclear magnetic resonance (NMR).
Известен способ измерени посто нных магнитных попей методом ЯМР, в котором измер емое магнитное поле в объеме образца модулируют по амплитуде периодически мен ющимс магнитным полем с глубиной модул ции больше ширины сигнала ЯМР. Измерение пол сводитс к измерению частоты колебаний радиочастотного магнитного пол при равенстве нулю сдвига фазы между сигналом ЯМР и модулирующим напр жением, которое определ етс как равенство временных интервалов между импульсами ЯМР tl A known method for measuring constant magnetic flukes by NMR, in which the measured magnetic field in the sample volume is modulated in amplitude by a periodically varying magnetic field with a modulation depth greater than the width of the NMR signal. The measurement of the field is reduced to measuring the frequency of oscillations of the radio frequency magnetic field when the phase shift between the NMR signal and the modulating voltage is zero, which is defined as the equality of the time intervals between the NMR pulses tl
Недостатком такого способа вл етс наличие модул ции магнитного пол , которое ухудшает точность измерени за счет вли ни неоднородности модулирующего пол на форму сигнала ЯМР. Кроме того, применение данного способа дл измерени магнитного пол в малых зазорах затруднено из-за размеров датчика (зонда ) с модулирующей катушкой.The disadvantage of this method is the presence of modulation of the magnetic field, which degrades the measurement accuracy due to the effect of the inhomogeneity of the modulating field on the NMR waveform. In addition, the application of this method for measuring the magnetic field in small gaps is difficult due to the size of the sensor (probe) with the modulating coil.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ измерени магнитного пол , основанный на методе дерного магнитного резонанса с частотной модул цией частоты колебшшй радиочастотного мазпнитного пол . Согласно такому способу измер ют частоту совместно с началом The closest to the present invention is a method of measuring a magnetic field, based on the method of nuclear magnetic resonance with frequency modulation of the frequency of an oscillating radio frequency mazznitality field. According to this method, the frequency is measured together with
10 импульса дерного магнитного резонанса, при этом частоту стабилизируют с момента окончани импульса, а знак коэффициента стабилизации выбирают обратным знаку изменени частоты Г2Д .,10 of the nuclear magnetic resonance pulse, the frequency being stabilized from the moment the pulse ends, and the sign of the stabilization factor is chosen to be the opposite sign of the change in the G2D frequency.
1515
Однако точность измерени при таком способе в конечном итоге сводитс к измерению резонансного-значени частоты ( FS ) в точке экстремального значени However, the accuracy of the measurement with this method ultimately reduces to measuring the resonant frequency value (FS) at the point of extreme value
20 ЯМР и во многом зависит от коэффициента стабилизации частоты радиочастотного магнитного пол в момент ееизмерени . Поэтому измеренна частота 38 КЭМ будет отличатьс от FO на величину , где К - коэффициент стабилизации; крутизна изменени частоты до стабилизации; t t - отличие периода измерени за счет изменени коэффициента стабилизации . Требуема высока стабильность часто ты налагает сложность на осуществление способа. Даже при высокой стабильности, чина К вл етс конечной, поэтому at 0 ИЭМ Целью изобретени вл етс повышение точности измерени и упрощение измерени посто нных магнитных полей методом ЯМР. Укааа1ша цель достигаетс тем, что согласно способу измерени магнитного пол , основанному на методе дерного магнитного резонанса с частотной модул цией частоты колебаний радиочастотно- .го магнитного пол , в момент равенства нулю сдвига фазы сигнала ЯМР относительно фазы напр жени модул5щии, отключают модул цию частоты на врем измерени частоты радиочастотного пол Устройство дл реализации способа измерени магнитного пол содержит последовательно соединенные датчик ЯМР, автодин и инд1псатор, частотомер, соединенный с резонансным контуром автодина и модул тор частоты, а также фазовый детектор, управл ющий ключ, линию держки, управл ю.щий триггер и схему И, причем вход фазового детектора соединен с выходом индикатора сигнала ЯМР, а выход его с первым входом схемы И, второй вход которой; вл етс запуском устройства, выход схемы И соединен с первым входом управл ющего триггера, второй вход которого соединен с выходом Стоп частотомера, выход управл ющего триггера соединен с первым входом упра , „л юшего ключа, выход которого соединен с автодином, и второй вход - с модул то ром частоты, вход линии задержки соедн нен со вторым входом управл ющего три гера, а ее выход - с входом Пуск час тотомера. На фиг. 1 представлены графики, по н ющие предлйгаемый способ измерени магнитного пол ; на фиг. 2 - устройство дл осуществлени способа. Дл осуществлени способа частоту колебаний радиочастотного магнитного п 4 ЛЯ модулируют по синусоидальному закону с глубиной модул ции больше сигйала ЯМР на величину t л F При по влении сигнала ЯМР, подстраива частоту автодина до выполнени услови равенства нулю сдвига фазы сигнала ЯМР относительно фазы модулирующего напр жени , отключают модул цию на врем измерени частоты радиочастотного пол . Таким образом измеренное значение Р изм равно (, и так как в момент измерени AFMc,(t) 0, то МЗ.М- РЧастоту радиочастотного магнитного пол измер ют путем счета числа периодов за данный интервал времени. Этот интервал можно выбрать в паузе между импульсами ЯМР, что позвол ет измер ть частоту без нарушени работы системы стабилизации и управле1ш магнитным полем по сигналу ЯМР (фиг. 1). Таким образом, в предложенном способе исключаетс вли ние нестабильности частоты на точность измерени резонансного значени частоты и отпадает необходимость в стабилизирующем устройстве, а отличительной особенностью данного способа вл етс то, что при частотной модул ции колебаний радиочастотного магнитного пол в момент равенства нулю сдвига фазы сигнала ЯМР и напр жени модул ции отключают .модул цию частоты на врем измерени . I 1 Блок-схема устройства, осуществл ющего предлагаемый способ, содержит последовательно соединенные датчик ЯМР1 , автодин 2, индикатор сигнала ЯМР-3, фазовый детектор 4, частотомер 5, вход которого соединен с резонансным контуром автодина, модул тор частоты 6, выход которого соединен с автодином, схему И 7, один из входов которой соединен с выходом фазового детектора 4, второй вход - с входом Запуск, управл ющий триггер 8, один из установочных входов которого соединен с выходом схемы И 7, второй установочный вход соединен с выходом Стоп частотомера 5, линию задержки 9, вход которой соединен с выходом управл ющего триггера 8, выход соединен с входом Пуск частотомера 5, управп ю.щий ключ 10, вход которого соединен с выходом модул тора частоты б, .выход соединен с автодином 2, а управл ющий вход соединен с выходом управл ющего триггера 8.20 NMR and depends largely on the frequency stabilization factor of the radio frequency magnetic field at the time of its measurement. Therefore, the measured frequency 38 CEM will differ from FO by the value, where K is the stabilization factor; slope of frequency change until stabilization; t t is the difference between the measurement period due to a change in the stabilization factor. Required high stability often imposes complexity on the implementation of the method. Even with high stability, K is finite, therefore at 0 IEM. The aim of the invention is to increase the measurement accuracy and simplify the measurement of constant magnetic fields by NMR. This goal is achieved by the fact that, according to the method of measuring a magnetic field based on nuclear magnetic resonance with frequency modulation of the frequency of the radio frequency magnetic field, when the phase of the NMR signal is equal to zero, relative to the voltage modulated phase, the frequency modulation is not switched on time measurement of the frequency of the radio frequency field The device for implementing the method of measuring a magnetic field contains a series-connected NMR sensor, autodyne and an indicator, a frequency meter connected to a resonator The autodyne circuit and the frequency modulator, as well as the phase detector, the control key, the power line, the control trigger and the AND circuit, the input of the phase detector connected to the output of the NMR signal indicator, and its output which entrance; is the start of the device, the output of the AND circuit is connected to the first input of the control trigger, the second input of which is connected to the output of the Frequency Counter, the output of the control trigger is connected to the first control input, the left key, the output of which is connected to the autodyn, and the second input is A frequency module, an input of the delay line are connected to the second input of the control unit, and its output is connected to the Start start of the frequency counter. FIG. Figure 1 shows graphs for the proposed method for measuring a magnetic field; in fig. 2 shows an apparatus for carrying out the method. In order to implement the method, the frequency of oscillations of an rf magnetic p 4 LN is modulated sinusoidally with a modulation depth greater than 1 NMR sigle by the value of t L F When an NMR signal appears, adjust the autodyne frequency until the condition of equal to zero phase shift of the NMR signal disable the modulation for the duration of the frequency measurement of the radio frequency field. Thus, the measured value of Pm is equal to (, and since at the time of the AFMc measurement, (t) 0, the MS.M.RF frequency of the radio frequency magnetic field is measured by counting the number of periods over a given time interval. This interval can be chosen in the pause between pulses NMR, which allows measuring the frequency without disturbing the operation of the stabilization system and controlling the magnetic field by means of the NMR signal (Fig. 1). Thus, the proposed method eliminates the effect of frequency instability on the measurement accuracy of the resonant frequency value and eliminates the need for In a stabilizing device, a distinctive feature of this method is that, when frequency-modulated by a radio frequency magnetic field, when the phase of the NMR signal is zero and the modulation voltage is turned off, the frequency modulation is switched off for the measurement time. the device implementing the proposed method comprises a series-connected NMR sensor, autodyne 2, an NMR-3 signal indicator, a phase detector 4, a frequency meter 5 whose input is connected to an autodyne resonant circuit, a frequency modulator 6, The output of which is connected to the autodin, AND 7, one of the inputs of which is connected to the output of the phase detector 4, the second input to the Start input, the control trigger 8, one of the installation inputs of which is connected to the output of the AND circuit 7, the second installation input is connected to the output of the frequency meter 5, the delay line 9, whose input is connected to the output of the control trigger 8, the output is connected to the start input of the frequency meter 5, the control key 10, the input of which is connected to the output of the frequency modulator b, the output is connected to the autodin 2 and the control input is connected output control trigger 8.
586586
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Начальный поиск сигнала ЯМР осуществл етс изменением частоты автоднна 2. После нахождени сигнала ЯМР частот автодина 2 подстраиваетс плавно до выполнени услови равенства нулю сдвига фазы сигнала ЯМР относительно фазы модулирующего напр жени , при этом на схему И 7 поступает сигнал разрешени на прохождение команды Запуск, формируемый внешним устройством. Сигнал Запуск с выхода схемы И 7 поступает на управл ющий триггер 8 и переключает его Потенциал с пр мого выхода управл ющего триггера 8 поступает на управл ющий вход ключа 10, который отключает модул цию частоты автодина 2, а также на линию задержки 9, после которой сигнал поступает на частотомер 5 и запускает его. После окончани измерени частоты сигнал Стоп частотомера 5 возвращает управл ющий триггер 8 в исходное состо ние . При этом включаетс модул тор частоты 6 и блокируетс частотомер 5. Дл повторного включени схемы необходимо, при наличиии разрешающего сигнала фазового детектора 4, подать сигнал Запуск.The initial search for the NMR signal is carried out by changing the frequency of autodone 2. After finding the NMR signal, autodyne 2 adjusts smoothly until the condition of zero phase shift of the NMR signal with respect to the phase of the modulating voltage is received, and the signal for passing the Run command generated external device. The start signal from the output of the AND 7 circuit goes to the control trigger 8 and switches its potential from the direct output of the control trigger 8 to the control input of the key 10, which disables the autodyne frequency modulation 2, as well as to the delay line 9, after which the signal enters the frequency counter 5 and starts it. After completion of the frequency measurement, the stop frequency meter 5 signal returns the control trigger 8 to the initial state. In this case, the frequency modulator 6 is turned on and the frequency meter 5 is blocked. To re-enable the circuit, it is necessary, if there is an enable signal from the phase detector 4, to send a Start signal.
Предлагаемый способ и устройство дл его осуществлени позвол ют повысить точность измерени резонансного значени частоты за счет ис1шючени вли ни нестабильности частоты, а также дают возможность по сравнению с известным способом проще осуществить измерение ве- личины магнитного пол .The proposed method and device for its implementation make it possible to increase the measurement accuracy of the resonant frequency value due to the reduction of the effect of frequency instability, and also make it possible, compared to the known method, to more easily measure the magnetic field.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802885193A SU890184A1 (en) | 1980-02-20 | 1980-02-20 | Method and device for measuring magnetic field |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802885193A SU890184A1 (en) | 1980-02-20 | 1980-02-20 | Method and device for measuring magnetic field |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU890184A1 true SU890184A1 (en) | 1981-12-15 |
Family
ID=20878900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802885193A SU890184A1 (en) | 1980-02-20 | 1980-02-20 | Method and device for measuring magnetic field |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU890184A1 (en) |
-
1980
- 1980-02-20 SU SU802885193A patent/SU890184A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4110681A (en) | NMR field frequency lock system | |
SU890184A1 (en) | Method and device for measuring magnetic field | |
US4759623A (en) | Electrooptical distance measuring apparatus | |
US4584477A (en) | Method for measuring distance and optical distance meter | |
JPH0452586A (en) | Distance measuring apparatus | |
SU941921A1 (en) | Device for measuring pulse delay time | |
SU842632A1 (en) | Device for measuring resonance circuit q-factor | |
RU2159923C1 (en) | Radar level indicator | |
SU748320A1 (en) | Alkaline vapour magnetometer | |
SU1151939A1 (en) | Device for producing stable magnetic field of preset strength | |
SU734582A1 (en) | Dielectric characteristics measuring device | |
SU1109897A1 (en) | Magnetic modulation transducer | |
RU2010182C1 (en) | Level meter | |
RU1584579C (en) | Device for phase determination of range increment on moving object | |
SU750407A1 (en) | Magnetometer | |
SU1270575A1 (en) | Resonance level gauge | |
SU449294A1 (en) | Spin echo spectrometer | |
SU813343A1 (en) | Magnetometer | |
SU1522083A1 (en) | Method of determining bicomplex parameters of materials by mcw | |
SU894508A1 (en) | Method of stabilizing resonance conditions in epr spectrometer | |
SU458780A1 (en) | Device for measuring attenuation | |
SU1651238A1 (en) | Device for measuring parameters of dielectric materials | |
SU462146A1 (en) | Device for measuring active resistance of quartz resonators | |
SU1383178A1 (en) | Method of modulated-phase recording of electronic paramagnetic resonance signals | |
SU911361A1 (en) | Device for measuring small deviation of frequency |