NMR磁场测量仪原理分析

发布日期：2022-11-24      浏览次数：537

NMR磁场测量仪原理分析

NMR（核磁共振）现象是由于原子核的自旋（I）引起的核磁矩（μ）的进动（ω）。当右核磁矩材料置于外部静磁场（H）中时，μ为

ω=γ･H (γ=μ/Ih)

执行由 表示的进动。（图 1）（其中 h 是 h/2π，h 是普朗克常数）。

在垂直于 H 的方向上施加与角频率对应的高频磁场 H1 会导致所谓的共振吸收。（图2）



共振吸收光谱具有材料特定的弛豫宽度。
该装置中使用的样品的共振谱宽度约为 10 μT。

* 调制LINE频率的吸收信号测量

作为观察NMR信号的手段，通常采用用电源频率的AC磁场调制上图2中的静磁场(H)的方法。

NMR 信号变成重复电源频率的脉冲状信号，其形状如图 3 所示。



将该信号施加于示波器，在X轴上加上调制电源频率的斜波，可以观察到共振点在画面中央，宽度在两端的信号屏幕的宽度是调制宽度。




请注意，吸收信号为微分形式，中心为基线过零形式。

*自动跟踪法磁场测量

　建立如上图4所示的吸收信号观测状态后，在吸收信号的过零点产生一个脉冲，并结合在吸收信号中点产生的参考脉冲进行相位检测。调制波。增加。

通过向左或向右移动图 4 中的信号，可以产生正电压变化或负电压变化，该电压变化负反馈到振荡频率以产生 LO0P，从而实现自动跟踪。由于磁场的增加和减少的方向根据探头插入的方向而反转，因此在面板上切换校准。

该测量方法预先假设一个未知的磁场强度，选择包含在该值中的BAND，进行扫描操作，接近谐振点，当达到调制宽度时LOCK LO0F操作，在中心停止信号并停止同时扫。

信号的强弱与磁场分布的均匀性有关，决定了信噪比的好坏。内部设置了大约 30dB 的范围，以自动保持信号电平恒定。



　相位检测通过检测上图5中（A）和（B）的位置关系进行输出，当信号没有过零脉冲时输出为0。