SU890184A1 - Method and device for measuring magnetic field - Google Patents

Method and device for measuring magnetic field Download PDF

Info

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
Application number
SU802885193A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Модестович Деняк
Николай Васильевич Перун
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8851
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8851 filed Critical Предприятие П/Я В-8851
Priority to SU802885193A priority Critical patent/SU890184A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU890184A1 publication Critical patent/SU890184A1/en

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)

1. Способ измерени  магнитного пол , основанный На методе  дерного магнитно8461. A method of measuring a magnetic field based on the method of nuclear magnetic 846 го резонанса с частотной модул цией колебаний радиочастотного магнитного пол , отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности измерени  и упрощени  измерени , в момент равенства нулю сдвига фазы сигнала ЯМР относительно фазы напр жени  модул ции, отключают модул цию частоты на врем  измерени  частоты радиочастотного пол .Frequency modulated resonance of an rf magnetic field, characterized in that, in order to improve measurement accuracy and simplify the measurement, when the phase of the NMR signal is zero when the modulation voltage phase is zero, the frequency modulation for the frequency of the radio frequency field is turned off . 2. Устройство дл  осуществлени  способа по п- I, содержащее последовательно соединенные датчик ЯМР, автодин и индикатор сигнала ЯМР, частотомер, соединенный с датчиком ЯМР, и модул тор частоты , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и упрощени  измерени , в него дополнительно введены фазовый детектор, управл ющий ключ, лини  задержки, управл ющий триггер и схема И, причем вход фазового детектора соединен с выходом индикатора сигнала ЯМР, а выход его с первым входом схемы И, второй вход которой предназначен до  подачи сигнала Запуск, выход схемы И с первым входом управл ющего триггера, второй вход которого соединен с выходом Стоп частотомера , выход управл ющего триггера соединен с первым входом управл ющего ключа, выход которого соединен с автодином , а второй вход - с модул тором частоты , вход линии задержки соединен с выходом управл ющего триггера, а ее выход- с входом Пуск частотомера.2. An apparatus for carrying out the method of p-I comprising a series-connected NMR sensor, an autodyne and an NMR signal indicator, a frequency meter connected to an NMR sensor, and a frequency modulator, characterized in that, in order to improve measurement accuracy and simplify measurement, it additionally introduces a phase detector, a control key, a delay line, a control trigger and an AND circuit, with the input of the phase detector connected to the output of the NMR signal indicator, and its output with the first input of the AND circuit, the second input of which is intended The start signal, the output of the AND circuit with 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 input of the control key, the output of which is connected to the autodyne, and the second input to the frequency modulator, input the delay line is connected to the output of the control trigger, and its output is connected to the start input of the frequency meter. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе Sources of information taken into account in the examination 1.Леше А. Ядерна  индукци . М., Издательство иностранной литературы, 1963, с. 215-217.,1.Leshe A. Nuclear induction. M., Foreign Literature Publishing House, 1963, p. 215-217., 2.Авторское свидетельство СССР № 473О91, кл. UOIH 27/78, 1974 (прототип).2. USSR author's certificate number 473O91, cl. UOIH 27/78, 1974 (prototype). «" //
SU802885193A 1980-02-20 1980-02-20 Method and device for measuring magnetic field SU890184A1 (en)

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)

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