PDF《DH404A0 型》

DH404A0 型 核磁共振实验系统 使用说明书 北京大华无线电仪器厂

1 目录1.

概述

2 2. 技术指标

2 3. 工作原理

3 4. 安装及使用

7 5.实验内容

9 6. 仪器的故障现象及检查.11 7.成套性

12 8.储存

12 9.质量保证

12 2 1. 概述 核磁共振实验仪是根据高等院校近代物理实验教学而设计的一套最适用的演示系统.可 做观察

1 H的NMR 吸收信号;

测定

19 F的核磁距;

以及用 NMR 方法测量磁场等实验项目. 本系统具有造型美观,使用简单,可靠p耐用等特点.由于本仪器采用调节电流的方式调节 磁场,所以磁场强度的调节较为方便,同时,实现了磁场强度宽范围可调.是高等院校近代 物理实验教学较为适用的演示仪器. 2. 技术指标 2.1 磁场恒流源 (1)最大输出电压:≥30V DC (2)输出电流调节范围:0~3.0A DC (3)源效应:≤1*10 -3 +5mA (4)电流表指示精度:1.0 级±1 字2.2 扫场 (1)最大输出电压:≥10V(AC 有效值) (2)输出电流调节范围:0.2~0.5A(AC 有效值) (3)相位调节范围:≥180

0 2.3 振荡频率:10~14MHz 2.4 样品:CuSO4 水溶液:Φ5;

聚四氟(固体):Φ4*40 2.5 电磁铁最大磁场强度:大于

4500 高斯 2.6 电磁铁调制磁场范围:20~200 高斯 2.7 预热时间:

30 分钟 2.8 电源电压: AC 220V±10% 50Hz 2.9 最大功耗: 200VA 2.10 连续工作时间:>

8h 2.11 工作环境: 环境温度:0℃~40℃

3 相对湿度:0~95% 2.13 外形尺寸: 主机(核磁共振仪): 410*425*140 磁铁: 305*195*195 2.13 重量: 主机(核磁共振仪):13.5Kg 电磁铁:20.5Kg 3.工作原理 对于质子数和中子数或其一为奇数的原子核有核自旋,其核磁 μ 与核自旋 角动量 I 成正比,可写为: (1) 式中 g 为无量纲比例因子称为 g 因子,对于氢核 gn=5.5856947,而常数 μN=qh/2mp*C 称之为波尔核磁矩,式中 q 为电子电荷,mp 为电子质量,C 为光速, h 为普朗克常数. 当核自旋系统在恒定的直流外磁场BO中时, 由于核自旋和磁场间的相互作用, 核能级发生塞曼能级分裂. 对于氢核此类 I=1/2 的简单系统, 原能级仅分裂成上、 下两个能级 E

2、 E1.如图一所示.发生塞曼分裂时,上下两能级间能量差与 gn 和B0 之积成正比,可写成: (2) 若在垂直于恒定磁场 BO 方向上,加一角频率为 ω(10

6 ―10

9 HZ)的射频磁场 BI COSωt,当射频量子能量 ω*h 与ΔΕ 相等时即满足: (3) E N2 E2 E0 B0

0 N1 E1 ΔE B 图一 塞曼核能级分裂

4 时,即发生能级间的核自旋粒子由 E2 到E1 的受激跃迁和由 E1 到E2 的发射跃迁, 此两种方向相反的跃迁几率相等且与 BI

2 成正比,核自旋系统吸收射频磁场能量, 呈共振吸收,此时核自旋系统处于非平衡状态.式(3)称之为核磁共振条件, 可改写为: (4) 当射频磁场停止作用后,核自旋系统自动经历驰豫过程,通过自旋与晶格之间p 自旋与自旋之间的相互作用,逐步由非平衡状态恢复到平衡状态. 本装置就是根据此原理配备的核磁共振实验系统,由样品探头、电磁铁及核磁共 振仪等几部分构成,外配频率计和示波器即构成完整的核磁共振实验系统,实验 系统接线如图九所示. 3.1 核磁共振实验仪 核磁共振实验仪通过样品探头一方面提供射频磁场 B1,另一方面通过电子电 路对 B1 中的能量变化加以检测,以便观察核磁共振现象.核磁共振仪的方框图见 图二.图中边缘振荡器产生射频振荡,其振荡频率由样品线圈和并联电容决定. 所谓边缘振荡器是指振荡器被调谐在临界工作状态,这样,不仅可以防止核磁共 振信号的饱和.而且当样品有微小的能量吸收时,可以引起振荡器的振幅有较大 的相对变化,提高了检测核磁共振信号的灵敏度.在未发生核磁共振时,振荡器 产生等幅振荡,经检波器输出的是直流信号,经低频放大器隔直输出到示波器 Y 轴,显示为一条直线.当满足共振条件发生核磁共振时,样品吸收射频场的能量, 使振荡器的振荡幅度变小,因此,射频信号的包络变成由共振吸收信号调制的调 幅波,经检波,放大后,就可以把反映振荡幅度大小变化的蝶形共振吸收信号检 测出来,并由示波器显示.直流电源为各部分提供工作电压.