Метод магнитного сканирования

Обычный метод получения спектров ЯМР состоит в том, что при плавной развертке (сканировании) радиочастоты или напряженности магнитного поля в каждый момент времени наблюдают только за одной точкой спектра. Для получения полного спектра требуется 5-10 мин, и по времени методика Фурье-преобразования имеет заметное преимущество. Возбуждая одновременно все ядра образца с помощью короткого, продолжительностью около 100 мкс, импульса мощного радиоизлучения и прослушивая излучаемые им частоты по мере возвращения ядер к равновесному распределению по энергии, можно получить интерференционную картину, содержащую всю информацию о спектре образца необходимое для этого время составляет порядка 1 с. К сожалению, полученная интерференционная картина не поддается непосредственной интерпретации, однако ее математическая обработка с помощью ЭВМ, называемая преобразованием Фурье, позволяет получить обычный спектр с разверткой по частоте. Швейцарский ученый Рихард Эрнст получил в 1991 г. Нобелевскую премию по химии за предложение Фурье-ЯМР-спектроскопии и многомерной ЯМР-спектроскопии (ученый узнал о присвоении ему премии в самолете, возвращаясь в Нью-Йорк из Москвы, где он читал лекции). [c.260]

Использование этого преимущества атомной абсорбции для изучения контуров линий поглощения достигается в методе магнитного сканирования. Он основан на смещении зеемановских компонент линии испускания или поглощения при изменении напряженности магнитного поля. [c.340]

Следует отметить, что изобретение лазеров, дающих узкие линии, длину волны которых можно плавно и непрерывно изменять (см. гл. 15), дает возможность реализовать гораздо более простое и удобное исследование структуры линий поглощения, чем это можно сделать методом магнитного сканирования, по крайней мере для близкой ультрафиолетовой и видимой областей спектра. [c.340]

Сильная статическая напряженность мускулатуры кисти руки и плеча приводит к их быстрому утомлению в процессе испытаний [155, 156]. Аналогичные нагрузки оператор испытывает и при магнитном, электромагнитном и других методах неразрушающего контроля при сканировании датчиком контролируемой поверхности изделия. При ручном контроле капиллярным, магнитным и в меньшей мере ультразвуковым методом условия труда ухудшаются в связи с тем, что оператор находится в постоянном контакте с различного рода жидкостями. [c.196]

Проводят АЭ контроль объекта. В случае выявления источников АЭ в месте их расположения проводят контроль одним из традиционных методов неразрушающего контроля ультразвуковым, радиационным, магнитным, капиллярным и другими, предусмотренными нормативно-техническими документами. Данную схему рекомендуется использовать при контроле объектов, находящихся в эксплуатации. При этом сокращается объем традиционных методов НК, поскольку в случае применения традиционных методов необходимо проведение сканирования по всей поверхности контролируемого объекта. [c.303]

Для контроля ферромагнитных труб и прутков диаметром более 100 мм Институтом д-ра Ф. Ферстера разработан феррозондовый дефектоскоп. Он позволяет выявлять дефекты типа трещин глубиной от 0,3 мм на наружной поверхности трубы. На трубах с толщиной стенки до 8 мм можно обнаруживать дефекты и на внутренней поверхности. Контроль осуществляется по методу считывания вторичного магнитного поля дефектов, создаваемого двумя головками с электромагнитами при вращательно-поступательном движении трубы. Скорость сканирования 1,5 м/с ширина зоны контроля одной головкой 50 мм. Время контроля одной головкой при длине трубы 10 м и диаметре 114 мм 48 с, при длине 10 м и диаметре 400 мм 168 с. Допустимая кривизна трубы [c.359]

Для подвижных жидкостей Г может быть измерено непосредственно методами спектроскопии высокого разрешения путем наблюдения роста сигнала сразу же после помещения образца в магнитное поле или же после насыщения сигнала полем Н. Такие измерения выполняются с помощью быстрых последовательных сканирований при Т < 2—3 с метод становится неприемлемым, так как требуются чрезмерно высокие скорости сканирования. [c.34]

Обычно полагают неопределенность в значении константы скорости около 5%, хотя при автоматическом сканировании и регистрации стандартное отклонение можно уменьшить до 2% или меньше [30]. Контроль температуры можно осуш ествлять примерно от О до 50°. Используемый объем раствора зависит от времени, необходимого для отсчета (табл. 3). Метод можно приспособить для специальных исследований промежуточных соединений, например в ферментативных реакциях, применяя рециркуляцию ([35], стр. 123) затем, кроме обычных свойств, можно исследовать магнитную восприимчивость и электронный парамагнитный резонанс [36]. [c.50]

Методы, используемые для разделения ионов в различных типах АОГ, схематически представлены на рис. 110. В анализаторе Демпстера [370] ионы сначала ускоряются электрическим полем в направлении к ш,ели и там попадают в магнитное поле. Отклонившись на 180°, они проходят через вторую ш,ель и попадают на коллектор. Тот же самый принцип использован в секторном анализаторе с углом поворота 60°, представленном на рис. 110, б. Разрешающая способность этих приборов определяется их размерами. Небольшая модель длиной около 15 см разрешает массы ионов вплоть до 20, тогда как для большого по размерам анализатора длн-но 40 см четко разрешаются пики масс вплоть до 150 При использовании электрометров чувствительность приборов по порядку величины лежит в пределах от 10 " до 10 мм рт. ст. на деление шкалы, а при использовании электронных умножителей может быть улучшена до Ю — Ю" мм рт. ст. на деление шкалы. Скорости сканирования обычно малы и равны приблизительно минуте на весь диапазон масс. [c.335]

Методы, в которых исследуются зависимости изменения амплитуды отраженной волны во времени при медленном сканировании магнитного поля, не позволяют при используемой технике получить необходимую чувствительность. В связи с этим используют модуляционные методы, которые позволяют регистрировать производные-сигналов поглощения или дисперсии. В модуляционных методах наряду с медленным линейным изменением магнитного поля осуществляется синусоидальная модуляция с амплитудой Я и частотой о) , [c.119]

Для обнаружения резонансного поглощения в системе, содержащей неспаренные электроны, нужен спектрометр с постоянным магнитным полем. Как и в других типах спектрометров, спектрометры ЭПР имеют источник излучения и некоторое устройство для детектирования поглощения в образце. Простейшая схема, удовлетворяющая этим требованиям, была приведена на рис. 1-2, б. Из этого рисунка видно, что между оптическими спектрометрами и спектрометрами ЭПР есть два существенных различия. Во-первых, источник микроволнового излучения— клистрон — излучает монохроматические волны. Поэтому диспергирующий элемент типа призмы или дифракционной решетки (т. е. монохроматор) здесь не нужен. Во-вторых, спектрометр ЭПР работает при определенной микроволновой частоте, а спектр ЭПР сканируют путем линейного изменения статического магнитного поля. Такой метод сканирования возможен потому, что расстояние между энергетическими уровнями зависит от магнитного поля. Эта возможность создает большие преимущества, так как обычно весьма затруднительно добиться высокой чувствительности при изменении частоты в микроволновой области. Эти трудности в основном определяются жестко фиксированными частотными характеристиками микроволновых резонаторов (разд.2-За). [c.30]

Разумеется, метод автоматической обработки масс-спектров высокого разрешения не лишен недостатков, которые, если не считать аппаратурной сложности, являются издержками быстроты анализа. В частности, при случайных флуктуациях магнитного поля или под воздействием интенсивной внешней помехи на отдельных участках масс-спектра погрешность определения массы может возрасти настолько, что потребуется повторное сканирование. Возрастает влияние статистических флуктуаций ионного тока, повышаются требования к стабильности каналов питания масс-анализатора и к стабильности потока реперного вещества. Сложность автоматической обработки масс-спектров увеличивается при наличии в масс-спектре неразрешенных дублетов, особенно если одним из партнеров дублета является реперный пик. При неточном выборе порога регистрации и алгоритма обнаружения пика может наблюдаться расщепление пиков и появление ложных пиков на хвостах интенсивных линий. Измерение точных значений масс ионов позволяет уста- [c.30]

До сих пор рассматривалось только считывание результатов с фотопластин. Однако за последнее время в масс-спектрометрии с искровым источником существенно расширялось применение электрической регистрации, что позволило улучшить аналитические характеристики этого метода анализа следов элементов. Система электрической регистрации ионных токов принципиально отличается от фотографической. Она, как было отмечено в других главах, может работать в двух режимах сканирования масс-спектра и переключения пиков. Сканирование означает перемещение масс-спектра с некоторой скоростью относительно щели коллектора. Таким образом, данные имеют вид непрерывно изменяющегося (аналогового) электрического сигнала, который обычно регистрируется на картах скоростного самопишущего потенциометра, на магнитной ленте или обоими этими способами. Если используется только самописец, данные можно считывать визуально, затем идентифицировать и табулировать. Когда аналоговый сигнал записан в какой-либо форме, можно использовать процесс накопления и сжатия, сходный с режимом работы автоматического микрофотометра. В этом случае при [c.223]

В работе [563] также показано, что третий сомономер можно идентифицировать методом спектроскопии ЯМР с усреднением по времени. Отмечено, что из-за возможного изменения магнитного поля в процессе сканирования химические сдвиги нельзя определить очень точно. [c.146]

Если соединения плохо растворимы или если они доступны лишь в малых количествах, желательно, чтобы спектрометр был снабжен накопителем сигналов, или компьютером для усреднения по времени. Использование этих приставок включает многократное сканирование спектра. Информация, поступающая с прибора, накапливается в памяти приставки, причем когерентные сигналы усиливаются, а некогерентные (шум) усредняются. Результирующее увеличение отношения сигнал— шум равно корню квадратному из числа прохождений, и, следовательно, в результате многократного прохождения спектра достигается увеличение этого отношения. Накопленный спектр можно вынести на экран осциллографа, а затем записать самописцем спектрометра. Этот метод [5] имеет исключительно важное значение при изучении магнитных ядер, содержание которых очень мало и (или) сигналы которых малоинтенсивны, т. е., в частности, при изучении ядер [c.389]

Обычный метод получения спектров ЯМР состоит в том, что при плавной развертке (сканировании) радиочастоты (или магнитного поля) в каждый момент времени наблюдают только за одной точкой спектра. Для получения таким образом полного спектра требуется около 5—10 мин. При использовании методики усреднения по времени (см. выше) со 100- или 500-кратной разверткой спектра потребовалось бы очень большое время. В этом отношении спектроскопия с фурье-преоб-разованием обладает принципиально важным достоинством. Возбуждая одновременно все ядра образца и прослушивая излучаемые ими частоты по мере возвращения ядер к равновесному распределению по энергии, можно получить интерференционную картину, содержащую всю информацию о нормальном спектре образца. Время, необходимое для этой процедуры, составляет величину порядка 1 с. При этих условиях усреднение спектра, достигаемое за счет 500-кратного сканирования, может быть выполнено за время, необходимое для обычной однократной записи нормального спектра, а выигрыш в чувствительности достигает примерно 20 раз. К сожалению, полученная интерференционная картина не поддается непосредственной интерпретации однако ее математическая обработка, называемая преобразованием Фурье, позволяет получить обычный спектр с разверткой по частоте. Это преобразование осуществляется с помощью малой вычислительной машины и требует небольшого дополнительного времени после накопления спектров. Повышение чувствительности, достигаемое при использовании описанной методики, позволяет исследовать намного меньшие, чем обычно, образцы однако, возможно, гораздо важнее то, что эта методика позволяет исследовать ядра (в частности, С), которые обладают низкой относительной интенсивностью, а также низким естественным содержанием. Пример применения описанной методики к спектроскопии ЯМР- С для исследования белков описан в [91]. [c.329]

В случае использования градиентометров образец не нужно помещать внутрь прибора, достаточно перемещать прибор относительно него (или наоборот). Это позволяет обследовать все тело животного, не расчленяя его. При этом отпадает проблема магнитного загрязнения образца в процессе расчленения. Метод сканирования позволяет исследовать и живых животных. [c.191]

Этого недостатка можно избежать, применяя метод линейного сканирования, предложенный Мэнсфилдом [10.28, 10.30] (рис. 10.3.3). Вначале наложением градиента магнитного поля вдоль оси X и избирательным насыщением всех элементов объема вне этой плоскости с помощью сформированного соответствующим образом возбуждения из элементов объема выделяется заданная плоскость, перпендикулярная оси х [10.58]. Внутри этой плоскости [c.644]

Приборы для оценки коррозионного состояния должны включать в себя датчики, систему регистрации и соответствующие источники энергии. При использовании магнитных и электромагнитных методов возможно применение различных намагничивающих систем. Проблему сканирования решают либо небольшим числом датчиков, движущихся внутри трубы по винтовой линии, либо большим числом датчиков, движущихся поступательно вместе с намагничивающей системой и расположенных по периметру прибора. В этом случае наиболее целесообразно использование двухкольцевой шахматной системы расположения датчиков для устранения возможных пропусков дефектов на трубе. Большое число датчиков приводит к необходимости записывать информацию на отдельной дорожке для каждого из них (или для сгруппированной системы датчиков) или проводить последовательный их опрос . Выпускаемые в США приборы типа Лайналог состоят из трех секций, соединенных шарнирами. В первой секции находятся источники питания и уплотнительные манжеты, во второй — электромагнит с системой кассет для датчиков, в третьей - электронные узлы и записывающее устройство. Их используют для проведения обследований трубопроводов. [c.106]

Ферритометр выполняет следующие функции производит непрерывное локальное измерение содержания б-феррита в процессе автоматического сканирования зоны шва датчиком сигнализирует об отклонениях содержания б-феррита от нормы н выдает команду на исполнительное устройство производит графическую регистрацию самопишущим прибором результатов контроля. В основу метода положено безконтактное измерение относительной величины магнитной проницаемости металла шва в постоянном магнитном поле с помощью перемещающегося по отношению к изделию микроферрозондового датчика. Автоматика позволяет перемещать датчик либо вдоль шва, либо одновременно вдоль и поперек (сканирование змейкой ). [c.148]

Еще один тип связанного сканирования включает изменение магнитного (В) и электростатического (Е) полей по закону ВУЕ = = onst при фиксированной величине V. Здесь также используется масс-спектрометр с прямой геометрией, а метод позволяет записывать спектр всех родительских ионов т,, которые при распаде в 1БПП образуют в одну стадию одинаковые ионы m2. [c.64]

В других методах разделения (анализа) ионов масс-спект-рометрия чаще всего используется в сочетании с газо-жидко-стной хроматографией. В масс-спектрометрах с квадруполь-ным анализатором разделение ионов осуществляется с помощью электронного фильтра (квадрупольного масс -анали затора), который представляет собой четыре стержнеобразных электрода. Проходящие через такой анализатор ионы одновременно подвергаются возд ствию радиочастотного поля, которое при заданной частоте пропускает через анализатор только ионы с определенным т/г. Изменяя частоту радиочастотного поля, можта чрезвычайно быстро сканировать весь спектр высокая скорость сканирования является основным преимуществом таких анализаторов. Кроме того, масс-спектрометры с квадрупольным масс-анализатором сравнительно компактны, просты, надежны и дешевы их недостатком является невысокая (по сравнению с приборами с магнитным сектором) разрешающая способность. В масс-спектрометрах с масс-селек-тивной ионной ловушкой ионы удерживаются в ловушке в течение нескольких микросекунд, накапливаются в ней и затем последовательно выталкиваются из ловушки этим достигается высокая чувствительность, что особенно важно в сочетании с газо-жидкостным хроматографом. [c.179]

Вместо непрерывного сканирования масс спектрометр может ступенчато переключаться под управлением ЭВМ непосредст венно с одной номинальной массы на другую [77] Преиму ществом этого метода является то что система обработки дан ных может быть установлена на интегрирование сигнала в течение времени, необходимого для получения достаточно хоро шего отношения сигнал/шум для каждого пика Кроме того, время сканирования не тратится на интервалы между пиками Наиболее плодотворным применением таких ступенчатых систем в ХМС является количественное определение анализи руемых соединений с высокой чувствительностью путем цикли ческого ступенчатого перехода между ограниченным числом выбранных ионов (селективное многоионное детектирование) [78] Весь цикл занимает О 5—1 с В приборах с магнитным секторным анализатором многоионное детектирование обычно осуществляется переключением ускоряющего напряжения, хотя в современных приборах оно может осуществляться и переклю чением магнитного поля [79] Квадрупольные масс фильтры более удобны для многоионного детектирования благодаря легкости переключения небольших напряжений на стержнях для пропускания ионов с разными массами [c.49]

Сосуды высокого давления реакторов на атомных электростанциях во Франции, поскольку они заполнены водой, контролируют. изнутри фокусирующим искателем (по схеме с одним искателем [1313]). Прн помощи манипулятора с центральной стойкой искатели перемещаются без контакта с поверхностью. Около 15 искателей с различной фокусировкой на глубину и с различным углом ввода звука за одну операцию сканирования ведут ПОИСК дефектов и определяют их величину. При таком методе контроля, разработанном Комиссариатом по атомной энергии Франции ( EA), получают развертки типа В в реальном масштабе времени для непрерывного наблюдения за ходом контроля, который записывается на видеопленку [1304]. Все данные контроля записываются аналоговым способом на магнитную ленту по этой записи можно в реальном масщтабе времени или при последующей расшифровке получить развертки типа С. [c.594]

Тем не менее необходимо более детально исследовать процедуры, необходимые для автоматического получения данных с фотопластины и их сжатия. Принцип действия подобного устройства может быть следующим. Микрофотометр производит сканирование каждой линии с интервалом 1 мкм. Значения почернения фотографической эмульсии, которые оказались выше предварительно заданного уровня фона, фиксируются в цифровой форме на магнитной ленте вместе с информацией о расположении точек, где производилось измерение. Таким образом, для каждой отдельной линии масс-спектра (она может быть и мультиплетом) записывается последовательность данных, которая может содержать до нескольких сот чисел, если измеряется интенсивная линия. Затем каждое значение почернения линии переводится в интенсивность ионного тока с помощью известной зависимости между этими величинами и рассчитывается интегральная интенсивность. Помимо этого, для каждой линии определяется положение вершины пика. Эти величины, характеризующие расположение линий на фотонластине, преобразуются затем в соответствующие значения mie. Для этого идентифицируют заранее несколько наиболее интенсивных линий (обычно линии основы) и определяют значения т/е для других линий, используя известную обратную квадратичную зависимость расстояния между линиями от массы ионов. Расчет производят методом последовательных приближений, т. е. повторяют несколько раз, пока большая часть линий не будет приведена в соответствие с номинальными массами, а все известные составляющие масс-спектра (такие, как линии многозарядных ионов) окажутся на своих местах. Следует отметить, что программы, включающие эту последнюю ступень, нетривиальны. Они могут прекрасно работать с большим числом фотопластин, а затем полностью отказать на пластине, несколько отличающейся от предыдущих, или при анализе нового вещества. Подобные случаи обычно приводят к тому, что в программу вносятся изменения, которые должны позволить работать должным образом в новой ситуации. Вследствие этого программы с течением времени становятся все более многосторонними и сложными. Оператор должен уметь работать с ними и по мере необходимости вносить соответствующие изменения. [c.221]

ПОМОЩИ скоростного аналого-цифрового преобразователя формируется последовательность цифровых значений, равномерно распределенных по просканированному участку масс-спектра. Затем производится учет фона, т. е. отбрасываются значения, лежащие ниже определенного уровня сигнала. Оставщиеся группы данных, каждая из которых отвечает отдельной линии масс-спектра (возможно, мультиплета), записывают в цифровом коде на магнитной ленте или диске, либо направляют непосредственно в ЭВМ с разделением времени по телефонным проводам или линиям прямой связи. Естественно, если электронные устройства имеют достаточное быстродействие или сканирование масс-спектра производится сравнительно медленно, можно обойтись без записи на магнитной ленте в аналоговом виде и непосредственно переводить электрический сигнал в цифровую форму. Подобная система накопления данных достаточно хорошо разработана и с 1965 г. используется для обработки данных при анализе органических соединений методом масс-спектрометрии высокого разрешения, но только в последнее время она нашла применение в анализе неорганических твердых веществ на масс-спектрометре с искровым ионным источником. [c.224]

Программы, записанные для систем пакетной обработки, исторически предшествуют программам для устройства с разделением времени, и являются основным методом машинной обработки результатов в масс-спектрометрии с искровым источником ионов. В литературе более или менее подробно рассмотрен ряд систем и программ для систем пакетной обработки. В большинстве из них исходные данные считываются с фотопластины вручную при помощи микрофотометра и печатаются на перфокартах или бумажной ленте. Одной из первых попыток обработки масс-спектрометрических данных с помощью простой программы пакетной обработки, записанной на языке ФОРТРАН, посвящена работа Кепникота (1964). Программа была основана на способе калибровки фотопластин, разработанном Черчиллем (1944). В более поздней работе (Кенникот, 1966) предложена новая система накопления данных. Система записывает на магнитной ленте в аналоговой форме профиль каждой спектральной линии, выбранной аналитиком для расчета. После проведения сканирования всех необходимых линий эта магнитная лента направляется в ЭВМ и объединяется с отпечатанными на картах дополнительными данными, необходимыми для идентификации линий и для расчета, — образуется пакет данных, ЭВМ снабжена приспособлением для перевода аналоговой записи на ленте в цифровую форму. Вулстон (1965) описал систему, в которую данные вводятся пробитыми на перфокартах. Для калибровки фотопластин было использовано уравнение Халла (1962). В формулу Халла входят два коэффициента, которые необходимо определять отдельно как для основы, так и для каждой примеси. Но программа составлена таким образом, что эти величины рассчитываются автоматически достаточно ввести в ЭВМ исходные данные для трех элементов. В программу входят все используемые обычно поправочные коэффициенты (зависимость чувствительности фотопластины от массы иона, учет фона, распределения ионов по зарядностям, коэффициенты относительной чувствительности) производится расчет пределов обнаружения, ошибок эксперимента и выдача полных результатов анализа. Эта программа была записана на языке ассемблера, соответствующем группе ЭВМ КСА-601. Очень гибкая программа на языке АЛГОЛ предложена Франценом и Шуи [c.227]

Диапазон масс определяется ускоряющим потенциалом и величиной магнитного поля. При фотографической регистрации сканирование масс не производят, и поэтому необходимо адекватное время для предотвращения уширения линий, вызываемого гистерезисом после установления нового значения магнитного поля. Перед установкой пластинки обычно ее визуально проверяют на неоднородность (царапины, отверстия в эмульсии и т. д). Для сравнения свойств фотопластинок в пределах одной партии и от партии к партии Мак-Кри предложил метод фотографических индексов для видимого света [114]. Обычно практикуется предварительная откачка пластинок перед введением в анализатор. Пластинки с,яедует проявлять в контролируемых условиях [51]. Чаще других применяют проявитель кодак D-19, рекомендуемый спектроскопистами для оптического спектрального анализа [158, 165]. Кепникотт [166] сообщил о предварительных данных по применению поверхностных проявителей. Этот проявитель не содержит антиокислителя (типа сульфита натрия), поэтому действие растворителя на зерна галогенида серебра отсутствует. Характеристическая кривая становится круче, область пропорциональности растет, сами пластинки становятся чище (вуаль и гало уменьшаются). Этот метод проявления больше подходит для количественных определений, однако чувствительность пластинок уменьшается, изображение менее плотно по сравнению с проявителем D-19. [c.355]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология