一种针对制造技术

本发明专利技术公开了一种针对

【技术实现步骤摘要】
一种针对ESR非均匀展宽的弱磁测量装置与方法


[0001]本专利技术属于微弱磁场测量领域，具体涉及一种针对
ESR
非均匀展宽的弱磁测量装置，还涉及一种针对
ESR
非均匀展宽的弱磁测量方法
。

技术介绍

[0002]Overhauser
磁力仪广泛用于微弱磁场特别是野外地磁场的测量，它基于动态核极化（
DNP
）的
Overhauser
效应，极化剂样品中的自由电子在射频场作用下被饱和激发获得高极化度，通过电子和溶剂核之间的耦合作用，将电子自身高极化度转移到溶剂核上，从而极大地提升弱磁
FID
信号的灵敏度
。Overhauser
磁力仪由磁测探头
、
直流极化与射频激发模块
、
信号接收处理电路和主控系统等部分组成，其中探头中的样品为
FID
信号的初始来源，其被激发的程度将直接决定初始信号的信噪比
。
[0003]氮氧自由基是常用的
DNP
极化剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种针对
ESR
非均匀展宽的弱磁测量装置，包括控制模块（
101
），其特征在于，还包括发射模块（
102
）
、
探头（
103
）
、
电子极化器调谐电路（
104
）
、
接收模块（
105
）
、
以及计算存储模块（
106
），发射模块（
102
）包括依次连接的
DDS
（
102a
）
、
合路器（
102b
）
、
射频开关（
102c
）和射频功率放大器（
102d
），发射模块（
102
）还包括直流极化电路（
102e
），探头（
103
）包括直流极化检测线圈（
103a
）和电子极化器（
103b
），控制模块（
101
）分别与
DDS
（
102a
）
、
射频开关（
102c
）
、
直流极化电路（
102e
）
、
电子极化器调谐电路（
104
）
、
以及计算存储模块（
106
）连接，射频功率放大器（
102d
）和电子极化器（
103b
）连接，直流极化电路（
102e
）和直流极化检测线圈（
103a
）连接，电子极化器调谐电路（
104
）和电子极化器（
103b
）连接，接收模块（
105
）和直流极化检测线圈（
103a
）连接，计算存储模块（
106
）和接收模块（
105
）连接，控制模块（
101
）根据射频激发参数控制
DDS
（
102a
）的各通道输出相应扫频频率信号进行
M
次样品激发带宽
B
内的遍历扫频，单次样品激发带宽
B
内的遍历扫频中：
DDS
（
102a
）的通道按照以下公式的扫频开始频率和扫频停止频率进行频率扫描：，，其中，和表示在一次整个样品激发带宽
B
对应的扫频激发周期
T
B
内，
DDS
（
102a
）的第
i
个通道在第
j
次探头调谐周期对应的1个扫频周期内的扫频开始频率和扫频停止频率，表示第
i
个通道的扫频范围，表示样品激发带宽
B
对应的下限频率，为探头调谐步进，为探头可用带宽，
N
为通道数
。2.
根据权利要求1所述一种针对
ESR
非均匀展宽的弱磁测量装置，其特征在于，所述接收模块（
105
）包括依次连接的调谐电路（
105a
）
、
滤波及放大电路（
105b
）以及采样电路（
105c
），采样电路与计算存储模块（
106
）连接，调谐电路（
105a
）与直流极化检测线圈（
103a
）连接
。3.
一种针对
ESR
非均匀展宽的弱磁测量方法，利用上述权利要求1所述一种针对
ESR
非均匀展宽的弱磁测量装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤
S201、
设置系统工作时序，包括射频功率信号和直流极化电流信号施加的起始和持续时间，
FID
信号接收的起始和持续时间，以及重复测量的间隔时间；步骤
S202、
配置射频激发参数，包括样品激发带宽
B、
扫频步进
、
探头调谐步进
、
射频通道数和扫频速率
V
S
；步骤
S203、
控制模块（
101
）根据射频激发参数控制
DDS
（
102a
）的各通道输出相应扫频频率信号，
DDS
（
102a
）输出的多通道扫频频率信号经合路器（
102b
）进行信号合路生成合路扫频频率信号，并经射频功率放大器（
102d
）进行功率放大输出射频功率信号至电子极化器（
103b
），在样品区域产生激发电子跃迁的射频磁场，直流极化电路（
102e
）输出直流极化电
流信号至直流极化检测线圈（
103a
），在样品区域产生使磁化矢量偏转的静磁场，在射频磁场和静磁场的作用下，样品被极化；步骤
S204、
在信号接收阶段，直流极化检测线圈（
103a
）输出
FID
信号，接收模块（
105
）对
FID
信号进行滤波和放大后进行
FID
信号采样，获得信号采样数据；步骤
S205、
接收模块（
105
）将信号采样数据送入计算存储模块（
106
）进行频率计算，并换算为待测磁场强度
B
m
；，式中，
B
m
为待测磁场强度大小，为所测得的
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝阳，李文帅，陈俊飞，匡澳元，冯继文，陈方，
申请(专利权)人：湖北光谷实验室，
类型：发明
国别省市：