РЕЗОНАТОР СПЕКТРОМЕТРА ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Предлагаемая полезная модель относится к спектроскопии и может быть использована при разработке аппаратуры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) для проведения количественных измерений, основанных на сравнении спектров исследуемого и калибровочного образцов.
Известен объемный измерительный резонатор для спектрометра ЭПР, выполненный в виде полости в металлическом корпусе, в противоположных стенках которого выполнены сквозные отверстия с фиксаторами для ввода ампул с исследуемым и калибровочным образцами (Патент США 3348136. кл. 324-05). В аппаратуре ЭПР такие резонаторы применяются для выполнения относительных количественных измерений, базирующихся на сравнении сигналов ЭПР от исследуемого и калибровочного образцов. Регистрация сигналов от двух образцов ведется одновременно. Недостатком такого резонатора является то, что для изменения интенсивности сигнала калибровочного образца необходимо производить смену калибровочного образца, что, в свою очередь, приводит к необходимости иметь набор калибровочных образцов.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является измерительный объемный резонатор, выполненный в виде цилиндрической полости в металлическом корпусе, в стенках которой выполнены два сквозных отверстия, расположенных на одной оси друг напротив друга, с зажимами для установки в них ампул с образцами, в одном из которых установлена ампула с калибровочным образцом с углублением конце, предназначенным для установки в углублении рабочего конца ампулы с измеряемым образцом (Патент RU 93536). Недостатком такого резонатора является невозможность оперативного изменения амплитуды сигнала калибровочного образца для обеспечения возможности проведения измерений образцов с сильно различающимися амплитудами сигналов.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является разработка резонатора с возможностью оперативной регулировки амплитуды сигнала калибровочного образца при проведении серий последовательных измерений образцов с различной амплитудой сигнала.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемый резонатор, так же, как и известный, выполнен в виде цилиндрической полости в металлическом корпусе, в стенках которой выполнены два сквозных отверстия, расположенных на одной оси друг напротив друга, с зажимами для установки в них ампул с образцами. Но, в отличие от известного, в предлагаемом резонаторе имеется дополнительное отверстие, в котором помещается держатель калибровочного образца, причем глубину погружения последнего в полость резонатора можно регулировать, вывинчивая или завинчивая держатель, а от глубины погружения, в свою очередь, зависит амплитуда калибровочного спектра.
Достигаемым техническим результатом является уменьшение времени, затрачиваемого на проведение серий измерений за счет возможности оперативной регулировки амплитуды калибровочного спектра.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором показан резонатор с ампулой, в которую помещен измеряемый образец и держателем калибровочного образца.
Резонатор спектрометра ЭПР выполнен в виде цилиндрической полости 1, выполненной в металлическом корпусе 2, например, латунном. В боковой поверхности цилиндра друг напротив друга выполнены сквозные отверстия 3 с зажимами 4, для установки в них ампул. В одном из отверстий установлена ампула 5 с образцом 6. Так же в боковой поверхности выполнено отверстие, снабженное резьбой 7, в котором установлен держатель 8 калибровочного образца 9.
Рассмотрим процесс измерения на примере выявления радиационно-обработанных мяса и мясопродуктов, содержащих костную ткань. Измерения проводятся для определения поглощенной дозы ионизирующего облучения при проведении радиационной стерилизации мяса. Поглощенную дозой облучения устанавливают путем сравнения спектра ЭПР исследуемого образца костной ткани и спектра ЭПР эталонного образца, облученного известной дозой. Калибровочный образец 9 представляет собой капилляр, заполненный окисью магния, содержащей ионы Мп2+, установленный в держатель 8. Глубину погружения капилляра в полость 1 резонатора можно регулировать путем завинчивания или вывинчивания держателя в резьбовом отверстии 7, изменяя тем самым интенсивность калибровочного сигнала. Сначала в резонатор помещается ампула 5 с измеряемым образцом 6 в виде размельченной кости. Она устанавливается таким образом, чтобы измеряемый образец оказался на уровне центра резонатора, который совпадает с максимумом поля СВЧ. С помощью фиксатора 4, например цангового зажима, ампула закрепляется в этом положении. Затем регистрируют спектр ЭПР и подбирают такую глубину погружения калибровочного образца, чтобы интенсивность его сигнала была сравнима с интенсивностью сигнала от измеряемого образца. Затем ампула с исследуемым образцом заменяется ампулой с эталонным образцом и снова выполняется запись спектра. Затем производится обработка полученных спектров: производится сравнение амплитуд сигнала исследуемого и эталонного образцов, нормированных на амплитуду калибровочного сигнала. Благодаря такой нормировке, учитывая тот факт, что положение калибровочного образца при двух последовательных измерениях не изменяется, при сравнении амплитуд не будет появляться ошибок, связанных с различными нестабильностями условий регистрации сигнала, таких как нагрев резонатора, нестабильность амплитуды ВЧ модуляции и т.п.При измерении следующего образца, амплитуда сигнала которого может существенно отличаться от предыдущего, для проведения корректного измерения достаточно лишь подобрать интенсивность калибровочного сигнала.
Таким образом, описание резонатора спектрометра электронного парамагнитного резонанса доказывает достижение технического результата: уменьшение времени, затрачиваемого на проведение серий измерений за счет возможности оперативной регулировки амплитуды калибровочного спектра.