PT2026核磁共振高斯计的原理

PT2026核磁共振高斯计的原理

Metrolab PT2026核磁共振高斯计主要以其精确度而闻名。这些也可以使用 EPR电子顺磁共振用于测量低磁场的探头。

PT2026核磁共振高斯计优点

  1. 无漂移
  2. 读取总字段
  3. 极其精确

 

量子效应

如果原子核有自旋,它将自身与外部磁场对齐。然而,通过给予它适当的额外能量,可以诱导原子核翻转成相反的自旋状态。核磁共振 ( NMR )当射频场应用于样品时发生自旋翻转的频率——称为拉莫尔频率。电子顺磁共振(EPR) 是一个类似的效果,是一个电子而不是一个原子核。

 

旋磁比

事实证明,对齐和反向对齐的核状态之间的能量差线性地取决于场强。因此,共振频率与场强的比值是一个物理常数,称为旋磁比。质子约为 42.5 MHz/T。

 

其他原子核也表现出NMR,但使用不同的旋磁比,例如,氘为 6.5 MHz/T,氟为 40 MHz/T。EPR具有更高的旋磁比,大约为 28 GHz/T。

 

连续波与脉冲波

有两种检测核磁共振的基本方法。连续波方法就像调谐收音机:我们慢慢调整频率,直到我们“调谐”到共振。为了能够检测到它,我们必须找到共振频率,这意味着我们必须调制频率或磁场。

 

另一方面,脉冲波方法就像敲钟:我们敲击样品具有宽带脉冲,并且样品以拉莫尔频率吸收和再辐射. 脉冲模式方法需要新型的、快速开关的电子设备,但它更简单,通常可以提供更高的精度。

 

限制:测量速率

共振后,样品通常允许释放吸收的能量并恢复其原始的自旋排列状态。这将测量速率限制在 10-100 Hz 左右。此外,为了减少可变性,许多此类测量通常一起平均,产生接近一秒的有效测量速率。因此,核磁共振通常只对缓慢变化的字段有用。

 

磁场均匀性

如果磁场不均匀,样本的一个边缘将与另一侧产生不同的频率共振。共振峰变宽变平,直到完全消失在噪声中。这种现象决定了核磁共振的场均匀性极限。

 

测量量程

有用量程也有实际限制核磁共振,对于低场原子核只是弱排列,核磁共振反应消退。最简单的解决方案是使用更大的样本,从而增加参与旋转的次数;然而,在某一时刻,样本对于通用探头,尺寸变得不切实际地大。

 

对于高场,核磁共振响应非常好,但仪器的射频发生器和线圈电感对可达到的频率施加了上限。为了减小电感,线圈中的螺纹尺寸和数量要减少。当线圈减少到单个微小回路时,就达到了实际限制。