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Magnetometer
Die Erfindung betrifft Magnetometer mit magnetischer Kernresonanz, welche die Bauart eines Oszillators mit Spinkopplung aufweisen, d. h. mit zwei Blochschen Spulen, welche an den Eingang und den Ausgang eines linearen Verstärkers angeschlossen und elektromagnetisch entkoppelt sind. Von derartigen Magnetometern betrifft die Erfindung insbesondere, wenn auch nicht ausschliesslich, solche, welche mit einer grossen Genauigkeit (von über 10-5 Oersted) ein schwaches Magnetfeld messen sollen, z. B. das magnetische Erdfeld (dessen Stärke grössenordnungsmässig 0, 5 Oersted beträgt, insbesondere an Bord eines Flugzeugs oder einer Rakete.
Die Erfindung bezweckt insbesondere, ein derartiges Magnetometer unempfindlich für äussere elektromagnetische Felder sowie für eine schnelle Bewegung in dem zu messenden Magnetfeld zu machen.
Im Gegensatz zu der früheren Praxis, bei welcher ein Magnetometer, welches die Bauart eines Oszillators mit Spinkopplung aufweist, zwei Blochsche Spulen enthält, welche um einen eine Probe eines Stoffes mit gyromagnetischen Eigenschaften enthaltenden Behälter gewickelt und die erstere an den Eingang und die zweite an den Ausgang eines praktisch linearen Verstärkers geschaltet sind, welcher auch einen Frequenzmesser speist, welcher die Frequenz der Ausgangsspannung des Verstärkers bestimmt, welche zu der Stärke des magnetischen Feldes, in welchem sich der Behälter befindet, proportional ist, enthält das erfindungsgemässe Magnetometer ein Paar von Behältern, deren jeder eine Probe eines Stoffes mit gyromagnetischen Eigenschaften enthält, einen praktisch linearen Verstärker, zwei Spulenpaare,
von denen das erste an den Eingang und das zweite an den Ausgang des Verstärkers angeschlossen ist, wobei die beiden Spulen ein und desselben Paares praktisch identisch zueinander und mit parallelen Achsen, aber gegensinnig auf je einen der beiden Behälter gewickelt sind, so dass am Eingang des Verstärkers die in den beiden an seinen Eingang angeschlossenen Spulen durch die magnetische Kernresonanz induzierten elektromotorische Kräfte sich addieren, während die elektromotorischen Kräfte, welche in diesen beiden Spulen sowohl durch etwaige äussere elektromagnetische Felder als auch durch etwaige Bewegungen des Magnetometers in dem zu messenden Magnetfeld induzielt werden können, einander entgegengesetzt sind und sich aufheben, sowie einen ebenfalls an den Ausgang des Verstärkers angeschlossenen Frequenzmesser.
In einer ersten Klasse von Ausführungsformen sind die beiden auf den gleichen Behälter aufgewickelten Spulen, von denen die eine an den Eingang und die andere an den Ausgang des Verstärkers angeschlossen ist, wobei diese Spulen normalerweise voneinander entkoppelt sind, mit ihren Achsen senkrecht zueinander angeordnet, wobei die beiden flüssigen Proben einerseits ein Lösungsmittel mit Atomkernen mit einem von Null verschiedenen magnetischen und kinetischen Moment, d. h.
mit einem genau bestimmten gyromagnetischen Verhältnis, und anderseits in diesem Lösungsmittel gelöst eine paramagnetische Substanz enthalten, insbesondere ein Ion oder ein freies Radikal mit unpaarigem Elektron, welches wenigstens eine elektronische Resonanzlinie besitzt, welche durch ein elektromagnetisches Feld mit einer von Null verschiedenen Frequenz selbst in einem nach Null strebenden Magnetfeld sättigbar ist, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, welche dieses elektromagnetische Feld mit der elektronischen Resonanzfrequenz erzeugen, um diese Linie in den beiden Proben zu sättigen, welche praktisch identisch sind.
In einer zweiten Klasse von Ausführungsformen sind die beiden auf den gleichen Behälter aufgewickelten Spulen mit ihren Achsen parallel zueinander angeordnet, wobei die Kopplungskoeffizienten für die beiden Proben, welche den obigen Typ mit Atomkernen mit einem genau bestimmten gyromagnetischen Verhältnis und mit einer gelösten paramagnetischen Substanz haben, entgegengesetzt sind, wobei die durch die beiden Proben, welche praktisch identisch oder verschieden sind (aber dann die gleichen Atomkerne in dem Lösungsmittel aufweisen) gebildete Anordnung zwei elektronische Resonanzlinien mit verschiedenen Frequenzen oder mit der gleichen Frequenz aufweist, wobei die Sättigung der einen Linie eine Zunahme der Energieabsorption bei der Kernresonanzfrequenz der Atomkerne erzeugt,
während die Sättigung der andern Linie die stimulierte Energieaussendung bei der Kernresonanzfrequenz erzeugte
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wobei Einrichtungen vorgesehen sind, welche in jeder Probe ein elektromagnetisches Feld mit der Frequenz einer elektronischen Resonanzlinie erzeugen, um in den beiden Proben die beiden elektronischen Resonanzlinien zu sättigen.
Die Erfindung, welche insbesondere auf an Bord von Flugzeugen, Raketen oder andern Geräten benutzbare Magnetometer anwendbar ist, ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Oszillator mit Spinkopplung bekannter Bauart.
Fig. 2-4 zeigen die Anwendung der erfindungsgemässen Verbesserungen auf einen Oszillator mit Spinkopplung, wobei Fig. 2 eine Ausführungsform mit auf jeden Behälter aufgewickelten gekreuzten Spulen zeigt, während Fig. 3 und 4 zwei Ausführungen mit auf jeden Behälter aufgewickelten parallelen Spulen zeigen.
Fig. 5 ist ein Schnitt eines Messkopfes mit parallelen Spulen.
Nachstehend ist angenommen, dass die gestellte Aufgabe in der Herstellung eines Magnetometers besteht, welches für äussere elektromagnetische Felder und für schnelle Bewegungen in dem zu messenden Magnetfeld unempfindlich ist.
Vor der Erläuterung der erfindungsgemässen Merkmale seien zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Aufbau und die Arbeitsweise der bekannten Magnetometer erläutert, welche den Typ eines Spinoszillators haben.
Ein derartiger z. B. in der franz. Patentschrift Nr. 1. 351. 587 vom 28. Dezember 1962 beschriebener Oszillator enthält im wesentlichen zwei Blochsche Spulen 1 und 2, welche an den Eingang 3 bzw. den Ausgang 4 eines linearen Verstärkers 5 angeschlossen sind. Die Spulen 1 und 2 sind elektromagnetisch so gut wie möglich entkoppelt, wobei die Richtungen X, Y ihrer Achsen senkrecht zueinander liegen.
Die Spulen 1 und 2 sind auf einen Behälter 6 aufgewickelt, welcher eine flüssige Probe 12 enthält, welche durch ein Lösungsmittel mit Atomkernen (insbesondere Protonen) mit einem von Null verschiedenen magnetischen und kinetischen Moment enthält, d. h. mit einem gyromagnetischen Verhältnis y, wobei die Resonanzfrequenz f dieser Atomkerne in einem Magnetfeld von der Stärke H durch folgende Formel gegeben ist :
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und eine paramagnetische Substanz gebildet wird, welche in dem Lösungsmittel gelöst ist und in ihrem Molekül ein unpaariges Elektron enthält, welches in Wechselwirkung mit einem Atomkern der Substanz steht (so ist z.
B., falls das freie Radikal durch Nitrosodisulfonat NO (SOg) a gebildet wird, eine einzige bipolare Kopplung zwischen dem elektronischen Spin des Ions NO und dem Spin der Kerne des Lösungsmittels vorhanden), wobei die Substanz eine elektronische sättigbare Resonanzlinie besitzt, deren Frequenz in einem von Null verschiedenen Magnetfeld von Null verschieden ist.
Der Generator enthält ferner Einrichtungen zur Sättigung dieser elektronischen Resonanzlinie, welcher durch einen Höchstfrequenzgenerator (VHF-Generator) 7 mit der Frequenz dieser Linie gebildet wird (welche grössenordnungsmässig 55 NHz bei Nitrosodisulfonat beträgt) und eine von diesem Generator
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Ein nicht dargestellter elektromagnetischer Schirm ist zwischen der in den Behälter 6 eintauchenden Spule 8 und den den Behälter 6 umgebenden Spulen 1 und 2 vorgesehen, welcher für die Kernresonanzfrequenz durchlässig und die elektronische Resonanzfrequenz undurchlässig ist.
Ferner ist ein Kondensator 9 an die Klemmen der Spule 1 angeschaltet, um mit dieser einen auf die Kernresonanzfrequenz f abgestimmten Resonanzkreis zu bilden, dessen Güte- oder Überspannungskoeffizient Q klein ist (grössenordnungsmässig 5), um die Frequenzmitnahme zu verringern, welche auftreten würde, wenn Q sehr gross wäre.
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Während des Betriebes erzeugt die Sättigung der elektronischen Resonanzlinie eine Umkehrung der Besetzung der Kernspins in der Probe des Behälters 6, was eine stimulierte Energieaussendung mit der Kernresonanzfrequenz durch die auf den tieferen Pegel zurückkehrenden Kernspins zur Folge hat.
Diese stimulierte Aussendung äussert sich in einem sich mit der Kernresonanzfrequenz (etwa 2000 Hz für das Proton in dem magnetischen Erdfeld) drehenden Moment, welches eine erhebliche Kopplung m zwischen den (normalerweise entkoppelten) Spulen 1 und 2 herstellt, jedoch mit dieser Frequenz.
Man erhält so einen Rückkopplungsoszillator, in welchem die verhältnismässig spitze Kernresonanzkurve (da die Kernresonanzlinien schmal sind) die gleiche Rolle spielt wie die Resonanzkurve eines Schwingkreises in einem üblichen Rückkopplungsoszillator, wobei die Fangbedingung und somit die Bedingung eines wirklichen Arbeitens darin besteht, dass die Verstärkung des Verstärkers 5 eine bestimmte Schwelle überschreitet, welche für jeden Oszillator mit Spinkopplung berechenbar ist (wobei jedoch zu berücksichtigen ist, dass ein Teil der Energie des Oszillators bei 11 zur Übertragung auf den Frequenzmesser 10 entnommen wird).
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Ein derartiges Magnetometer ergibt ausgezeichnete Ergebnisse, seine im Prinzip genauen Messungen werden jedoch, da die Spule 1 sehr zahlreiche Windungen besitzt (z. B. 6000 Windungen), durch zwei
Erscheinungen gestört :
Die Spule 1 besitzt zunächst für äussere elektromagnetische Felder eine erhebliche Oberfläche, so dass diese in der Spule elektromotorische Störkräfte induzieren, welche zu der elektromotorischen Kraft der Kernresonanz geringer Amplitude (in der Grössenordnung von 50 V an den Klemmen der Spule 1) hinzutreten.
Der nicht vollkommen lineare Verstärker 5 formt die resultierende Eingangsspannung in
Frequenzmodulation um, da die mangelhafte Linearität in die Ausgangsgrösse des Verstärkers am Ein- gang nicht vorhandene Frequenzen (Oberwellen) einführt, so dass schliesslich bei 11 zufällige Schwebun- gen auftreten, welche durch den Frequenzmesser 10 nicht ausgeschieden werden können.
Ferner erzeugt der durch die Spule 1 bei Bewegungen des Magnetometers (wenn sich dieses z. B. an
Bord eines Flugzeuges befindet) geschnittene Magnetfluss in dem Magnetometer eine elektromotorische
Kraft in dem Frequenzband des Resonanzkreises 1, 9, wodurch zufällige Geräusche am Ausgang des Ver- stärkers 5 und somit am Eingang 11 des Frequenzmessers 10 entstehen, welche von dem Frequenzmesser als Schwankungen des Magnetfeldes in der Grössenordnung von 10-5 Oersted gedeutet werden können.
Diese beiden Erscheinungen begrenzen die Genauigkeit des Magnetometers des in Fig. 1 dargestellten Typs mit Spinoszillator, welches sonst (bei Fehlen eines äusseren elektromagnetischen Feldes und von schnellen Bewegungen) durchaus zufriedenstellend arbeitet.
Um dies-n Nachteilen abzuhelfen, enthält ein erfindungsgemässes Magnetometer (Fig. 2-4) :
Ein Paar von Behältern 6 a, 6 b (welche zur Vereinfachung der Fig. 2 und 4 nur in Fig. 3 dargestellt sind), deren jeder eine Probe 12 a, 12 b mit gyromagnetischen Eigenschaften enthält, einen (nur in Fig.
2 und 3 dargestellten) praktisch linearen Verstärker 5, zwei Spulenpaare, von denen das erste 1 a-1 b an den Eingang 3 und das zweite 2 a-2 b an den Ausgang 4 des Verstärkers 5 angeschaltet ist, wobei die beiden Spulen eines Paares miteinander identisch und mit parallelen Achsen X a-X b, Y a-Fb, aber gegensinnig auf die beiden Behälter 6 aufgewickelt sind, so dass sich am Eingang 3 des Verstärkers 5 die in den beiden an diesen Eingang angeschlossenen Spulen 1 a, 1 b durch die Kernresonanz induzierten elektromotorischen Kräfte addieren, während die elektromotorischen Kräfte, welche in diesen beiden Spulen 1 a, 1 b durch etwaige äussere elektromagnetische Felder sowie durch etwaige Bewegungen des Magnetometers in dem zu messenden Magnetfeld induziert werden können,
einander entgegengesetzt sind und sich aufheben, wobei ein (in Fig. 4 nicht dargestellter) Frequenzmesser 10 ebenfalls an den Ausgang des Verstärkers 5 angeschlossen ist, um die Frequenz der von diesem Verstärker gelieferten Spannung zu messen, welche zu der magnetischen Feldstärke, in welcher sich das Behälterpaar 6 a-6 b befindet, genau proportional ist.
Die Erfindung ist nicht nur auf Oszillatoren mit Spinkopplung mit (an den Eingang und den Ausgang des Verstärkers angeschlossenen) "gekreuzten" Spulen anwendbar, d. h. Spulen mit zueinander senkrechten Achsen, sondern auch auf Oszillatoren mit parallelen Spulen.
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In Fig. 2, in welcher zur Vereinfachung der Figur die beiden die Proben mit gyromagnetischen Eigenschaften enthaltenden Behälter, auf welche die Spulen 1 a und 2 a bzw. 1 b und 2 b aufgewickelt sind, sowie die Höchstfrequenzgeneratoren und die Spulen (welche den Teilen 7 und 8 der Fig. 1 entsprechen) zur Sättigung einer elektronischen Resonanzlinie einer jeden Probe nicht dargestellt sind, findet man den Kondensator 9, welcher mit den Spulen 1 a, 1 b einen auf die Kernresonanzfrequenz abgestimmten Resonanz-
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tet sind, während an eine der Ausgangsklemmen 4 über Regelpotentiometer 13 a und 13 b die Spulen 2 a und 2 b angeschlossen sind, deren Mittelpunkte 14 a, 14 b wie die andere Ausgangsklemme des Verstärkers Körperschluss haben.
Ferner ist der bei 11 angeschlossene Frequenzmesser vorhanden.
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identisch und gegensinnig gewickelt sind (ihre Achsen X a und X b sind antiparallel), das etwaige umgebende elektromagnetische Feld und/oder der durch die etwaige Bewegung des Magnetometers geschnittene Fluss in jeder Empfangsspule 1 a, 1 b elektromotorische Kräfte, welche einander entgegengesetzt sind und sich aufheben. Hiedurch werden alle induzierten Störgeräusche unterdrückt, und der Oszillator speist den Frequenzmesser 10 nicht.
Bei Vorhandensein eines Magnetfeldes mit der Stärke H tritt dagegen eine Kopplung zwischen den
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den Klemmen des Kondensators 9 und des Verstärkers 5.
Man erhält also am Eingang 3 des Verstärkers 5 das gleiche Kernresonanzsignal mit der Frequenz f in der Schaltung der Fig. 2 mit zwei Empfangsspulen wie in der Schaltung der Fig. 1 mit einer einzigen Empfangsspule, die Störsignale sind jedoch in der Schaltung der Fig. 2 ausgeschieden.
Man konnte so > mit einem derartigen Magnetometer mit Spulen 1 a, 1 b mit je 3000 Windungen und Spulen 2 a, 2 b mit je 100 Windungen und einer Probe mit einer von Sauerstoff befreiten wässerigen Lösung von Nitrosodisulfonat, von welcher eine elektronische Resonanzlinie mit 55 MHz gesättigt wurde, oder einer von Sauerstoff befreiten wässerigen Lösung von Di-Tertio-Butyl-Nitroxyd NO [C (CHg).,] von welcher eine elektronische Resonanzlinie mit 72, 5 MHz gesättigt wurde, die Änderungen des Erdfeldes mit einer über 1. 10-6 Oersted liegenden Genauigkeit messen, wobei sich das Magnetometer an Bord eines Flugzeuges (Breguet Atlantic 1150) befand.
Die Oszillatoren mit Spinkopplung mit gekreuzten Spulen der in Fig. 1 und 2 dargestellten Art erzeugen
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a-1 b1 a-1 b, 9 klein sein kann, was eine geringe Frequenzmitnahme ergibt (s. hiezu die Mitteilung der Herren Grivet, Blaquiere und Bonnet in den Berichten der dritten Conférence Internationale d'Electronique Quantique-Dunod Paris 1964, Band 1, Seite 239-246).
Die Benutzung von gekreuzten Spulen führt aber zwei verbotene Achsen (nämlich die Spulenachsen) ein, anstatt der einzigen verbotenen Achse der Magnetometer des Typs Maser mit dynamischer Polarisation (welche in der franz. Patentschrift Nr. 1. 177. 112 vom 1. Juni 1957 und in der obigen Mitteilung Seite 236 und 237 beschrieben sind). Die Hinzufügung einer verbotenen Achse ist im allgemeinen bei einem am Boden festen Magnetometer (wenn die Richtung des zu messenden Magnetfeldes praktisch konstant ist) oder auch bei Einbau als Magnetovariometer an Bord eines Flugzeuges, dessen Flug nicht eine der verbotenen Achsen mit der Richtung des Magnetfeldes zusammenfallen lässt, nicht störend, dies ist jedoch nicht mehr bei einem ohne besondere Vorsichtsmassnahmen fliegenden Flugzeug der Fall. So stellt sich z.
B. bei einer genormten Flugzeugkurve (360 in 2 min) das Magnetometer um etwa 25'schräg, und jede Messung wird zweifelhaft, wenn diese Schräglage zu der des magnetischen Erdfeldes hinzutritt.
Aus diesen Gründen wird in der Praxis bei Messungen an Bord eines Flugzeuges der Messkopf (der Behälter oder die Bebälter und die Spulen) auf einer lotrechten Achse stabilisiert (damit die verbotenen Achsen der Spulen waagerecht liegen).
In dem zweiten in Fig. 3 und 4 dargestellten Typ von Ausführungsformen mit Spulen mit parallelen Achsen ist nur eine einzige verbotene Achse vorhanden, nämlich die der Spulen. Es genügt dann, an Bord eines Flugzeuges diese einzige verbotene Achse mit der Achse des Flugzeuges zusammenfallen zu lassen.
Bei der Anordnung der Fig. 3 sind die Empfangsspulen 1 a, 1 b wie bei der Ausführungsform der Fig. 2 so angeordnet, dass ihre Achsen parallel, aber gegensinnig liegen, was durch Kompensation (wie in Fig. 2) die elektromotorischen Kräfte ausscheidet, welche in diesen Spulen durch das äussere elektromagnetische Feld und die Bewegungen des Magnetometers induziert werden. Die Erregerspulen 2 a, 2 b sind dagegen in Reihe geschaltet, wobei ihre Achsen die gleiche Richtung wie die Achsen der Spulen 1 a, 1 b haben.
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b- ma). Die Aufhebung der induzierten elektromotorischen Kräfte an den Eingangsklemmen 3 des Verstärkers 5 wird mittels des Potentiometers 13 vervollständigt.
Damit sich die in den beiden Empfangsspulen 1 a, 1 b induzierten elektromotorischen Kräfte nuklearen Ursprungs an den Eingangsklemmen 3 des Verstärkers 5 addieren, ist es notwendig (und ausreichend), dass sich die makroskopischen Resultierenden der magnetischen Momente der gesamten Atomkerne der beiden Proben in Phasenopposition befinden, da die beiden Spulen 1 a und 1 b gegensinnig gewickelt und
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gegeben sind.
Die Opposition der beiden makroskopischen Komponenten wird dadurch hergestellt, dass in den beiden Proben zwei solche elektronische Resonanzlinien (mit verschiedener oder gleicher Frequenz) der gelösten paramagnetischen Substanz benutzt werden, dass die Sättigung der einen Linie in der Probe 12 a mittels eines Höchstfrequenzgenerators 7 a und einer (zur Vereinfachung der Figur mit einer einzigen Windung dargestellten) Spule 8 a, welche an diesen Generator angeschlossen ist und in die Probe 12 a eintaucht, eine makroskopische Komponente in einem ersten Sinn erzeugt, während die Sättigung der andern Linie in der Probe 12 b mittels eines Generators 7 b und einer (zur Vereinfachung der Figur mit einer einzigen Windung dargestellten) Spule 8 b, welche an diesen Generator 7 b angeschlossen ist und in die Probe 12 b eintaucht,
eine makroskopische Komponente in einem zweiten, dem ersten entgegengesetzten Sinn erzeugt.
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Anders ausgedrückt, die Sättigung der einen elektronischen Resonanzlinie muss eine Steigerung der Intensität der Energieabsorption bei der Frequenz dieser Linie erzeugen, während die Sättigung der andern elektronischen Resonanzlinie eine stimulierte Energieaussendung (infolge einer Umkehr der Besetzung der Kernspins infolge einer Umkehr der Besetzung der elektronischen Spins und der Kopplung zwischen diesen beiden Spinarten) bei der Frequenz dieser andern Linie erzeugen muss.
Hiefür kann man zunächst die gleiche paramagnetische Substanz für die beiden Proben 12 a, 12 b wählen, wobei diese Substanz durch ein freies Radikal mit zwei elektronischen Resonanzlinien gebildet wird, deren eine durch Sättigung eine Energieaussendung und die andere eine Energieabsorption ergibt. In diesem Fall müssen zwei mit verschiedenen Frequenzen arbeitende Höchstfrequenzgeneratoren 7 a, 7 b vorgesehen werden. Dies ist z. B. bei Nitrosodisulfonat der Fall, welches in dem Erdfeld zwei Linien bei 53, 5 und 55, 9 MHz besitzt, und bei Di-Tertio-Butyl-Nitroxyd, welches in dem Erdfeld zwei Linien bei 69, 4 und 72 MHz besitzt, welche makroskopischen Resultierenden mit entgegengesetzten Zeichen entsprechen.
Es können auch zwei paramagnetische Substanzen benutzt werden, bei welchen die gleiche Frequenz zwei entgegengesetzte elektronische Linien (eine Linie bei jeder Substanz) erregt. Für diesen Fall genügt ein einziger Höchstfrequenzgenerator zur Speisung von zwei in die Behälter 6 a und 6 eintauchenden Spulen zur Erregung der beiden Resonanzlinien mit der gleichen Frequenz. Die Patentinhaberin hat nämlich ein dieser Bedingung genügendes Paar von paramagnetischen Radikalen entdeckt, nämlich das Di-Tertio-Butyl-Nitroxyd, welches in einem Lösungsmittel gelöst ist, welches (dem Volumen nach)
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bei der ersten Substanz eine untere elektronische Resonanzlinie sättigt (was eine Steigerung der Energieabsorption ergibt), und bei der zweiten eine obere elektronische Resonanzlinie (was eine stimulierte Energieaussendung ergibt).
In beiden Fällen können an Stelle von zwei in die Behälter 6 a, 6 b tauchenden Erregerspulen zwei gleichachsige Hohlräume benutzt werden, welche mit den beiden Proben gefüllt sind und die in der franz.
Patentschrift Nr. 1. 358. 352 vom 18. Juli 1960 beschriebene und dargestellte Bauart haben.
Ein anderes Paar von geeigneten paramagnetischen Radikalen, welches von der Patentinhaberin entdeckt wurde, wird durch das bereits genannte Triazetonaminnitroxyd und das "Tanoxime" oder Tetra- methyl-2, 2, 6, 6, Azo-l-Zyklohexanoneoxim-4-Oxyd-l mit der Formel NO CHgCH C=NOH, welches den Gegenstand des franz. Zusatzpatentes Nr. 84. 349 vom 13. September 1963 bildet, gebildet.
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1gskoeffizienten ma,nanzbandes der Anordnung vorgesehen ist.
In Fig. 5 ist ein Messkopf dargestellt, welcher axiale Spulen wie in Fig. 4 besitzt und den Vorteil eines geringen Platzbedarfes bietet.
In Fig. 5 sind die gleichen Bezugszeichen wie in den andern Figuren zur Bezeichnung entsprechender Teile benutzt.
Der Messkopf ist in einem Gehäuse 15 untergebracht, welches keine Abschirmung für das zu messende Magnetfeld bildet. Es besitzt einen doppelten Behälter mit zwei Abteilungen 6 a, 6 b für die beiden Proben 12 a, 12 b, welche durch eine wässerige Lösung von M/1600 von Triazetonaminnitroxyd und durch
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zentration von M/800 gebildet werden. Die Sättigung der Linien oder Bänder der elektronischen Resonanz bei 68, 5 MHz für die beiden Proben erfolgt mittels einiger Windungen 8, welche von einem nicht darge- stellten Generator 7 über ein Koaxialkabel 16 mit Leitern 16 a und 16 b beaufschlagt werden.
Um diese Abteilungen oder Behälter 6 a, 6 b herum sind einerseits die Spulen 1 a, 1 b zur Entnahme der Spannung mit der Kernresonanzfrequenz, welche in Reihe zwischen die Klemmen eines nicht dargestellten Kondensators 9 durch ein Kabel 17 geschaltet sind, und anderseits die Erregerspulen 2 a, 2 b angeordnet, welche parallel zwischen den Körper und eine Widerstandsanordnung 13 der in Fig. 4 dargestellten Art mittels eines Kabels 18 geschaltet sind. Die Spulen 1 a, 1 b können z. B. 4000 Windungen mit einem Durchmesser von 30/100 und die Spulen 2 a, 2 b etwa 250 Windungen mit einem Durchmesser von 30/100 mm haben.
Man erhält so ein Magnetometer für magnetische Resonanz, welches gegenüber den bekannten Magnetometern, welche die Bauart als Oszillatoren mit Spinkopplung aufweisen, zahlreiche Vorteile besitzt, insbesondere folgende :
Es gestattet zunächst die Messung von schwachen Magnetfeldern, z. B. des magnetischen Erdfeldes, mit einer seht grossen Genauigkeit, u. zw. sowohl bei ortsfestem Einbau als auch an Bord eines Flugzeuges, einer Rakete oder eines Raumflugkörpers.
Seine Angaben sind gegen etwaige Bewegungen unempfindlich.
Seine Angaben sind gegen äussere elektromagnetische Felder unempfindlich.