NMR磁場測量儀原理分析
NMR(核磁共振)現象是由于原子核的自旋(I)引起的核磁矩(μ)的進動(ω)。當右核磁矩材料置于外部靜磁場(H)中時,μ為
ω=γ?H (γ=μ/Ih)
執行由 表示的進動。(圖 1)(其中 h 是 h/2π,h 是普朗克常數)。
在垂直于 H 的方向上施加與角頻率對應的高頻磁場 H1 會導致所謂的共振吸收。(圖2)
共振吸收光譜具有材料特定的弛豫寬度。
該裝置中使用的樣品的共振譜寬度約為 10 μT。
* 調制LINE頻率的吸收信號測量
作為觀察NMR信號的手段,通常采用用電源頻率的AC磁場調制上圖2中的靜磁場(H)的方法。
NMR 信號變成重復電源頻率的脈沖狀信號,其形狀如圖 3 所示。
將該信號施加于示波器,在X軸上加上調制電源頻率的斜波,可以觀察到共振點在畫面中央,寬度在兩端的信號屏幕的寬度是調制寬度。
請注意,吸收信號為微分形式,中心為基線過零形式。
*自動跟蹤法磁場測量
建立如上圖4所示的吸收信號觀測狀態后,在吸收信號的過零點產生一個脈沖,并結合在吸收信號中點產生的參考脈沖進行相位檢測。調制波。增加。
通過向左或向右移動圖 4 中的信號,可以產生正電壓變化或負電壓變化,該電壓變化負反饋到振蕩頻率以產生 LO0P,從而實現自動跟蹤。由于磁場的增加和減少的方向根據探頭插入的方向而反轉,因此在面板上切換校準。
該測量方法預先假設一個未知的磁場強度,選擇包含在該值中的BAND,進行掃描操作,接近諧振點,當達到調制寬度時LOCK LO0F操作,在中心停止信號并停止同時掃。
信號的強弱與磁場分布的均勻性有關,決定了信噪比的好壞。內部設置了大約 30dB 的范圍,以自動保持信號電平恒定。
相位檢測通過檢測上圖5中(A)和(B)的位置關系進行輸出,當信號沒有過零脈沖時輸出為0。
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