[发明专利]频率可变的调制场系统及其控制方法以及EPR谱仪

说明书

本发明公开了一种频率可变的调制场系统、控制方法和具有该频率可变的调制场系统的EPR谱仪，所述频率可变的调制场系统包括：驱动器，用于提供目标频率的交流信号；谐振电路，包括电容阵列和调制场线圈，所述电容阵列的第一端与所述驱动器连接，所述电容阵列的第二端与所述调制场线圈连接，所述调制场线圈用于为EPR探头提供调制磁场；电流监测装置，与所述谐振电路连接，用于监测所述谐振电路中的电流；控制器，与所述电容阵列和所述电流监测装置分别连接，用于根据所述电流调节所述电容阵列的电容值，以使所述谐振电路处于谐振状态。该系统可实现调制场频率的可调节。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种频率可变的调制场系统及其控制方法以及EPR谱仪。

背景技术

目前，针对EPR（Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy，电子顺磁共振波谱）调制场，常通过相敏检波技术，提高EPR谱线的信噪比。具体是通过沿着静磁场的轴线在空腔的两侧缠绕亥姆霍兹线圈，实现频率为100kHz的调制磁场，但是对于弛豫时间为10us（100kHz相当于10us）或更长的谱图，调制场频率必须小于100kHz，否则可能测不到样品准确的谱线。此外，调制场叠加在微波频率上会引起展宽，100kHz的调制场相当于35mG展宽，会在EPR谱图中产生边带。在几百mG宽的谱线中，这点边带观察不到。但是对于谱线线宽很窄或者超精细耦合常数很小的样品，调制边带会使线形发生畸变，此时也需要降低调制频率。

但是，上述的相敏检波技术仅能够鉴别调制信号的相位和进行频率的选择，无法对调制场的频率进行调节。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种频率可变的调制场系统，该系统可实现调制场频率的可调节。

本发明的第二个目的在于提出一种EPR谱仪。

本发明的第三个目的在于提出一种频率可变的调制场系统的控制方法。

为达到上述目的，本发明实施例第一方面提出一种频率可变的调制场系统，所述系统包括：驱动器，用于提供目标频率的交流信号；谐振电路，包括电容阵列和调制场线圈，所述电容阵列的第一端与所述驱动器连接，所述电容阵列的第二端与所述调制场线圈连接，所述调制场线圈用于为EPR探头提供调制磁场；电流监测装置，与所述谐振电路连接，用于监测所述谐振电路中的电流；控制器，与所述电容阵列和所述电流监测装置分别连接，用于根据所述电流调节所述电容阵列的电容值，以使所述谐振电路处于谐振状态。

为达到上述目的，本发明实施例第二方面提出EPR谱仪，所述EPR谱仪包括：EPR探头、本发明第一方面实施例所述的频率可变的调制场系统。

为达到上述目的，本发明实施例第三方面提出一种频率可变的调制场系统的控制方法，所述频率可变的调制场系统包括驱动器和谐振电路，所述驱动器用于提供目标频率的交流信号，所述谐振电路包括电容阵列和调制场线圈，所述电容阵列的第一端与所述驱动器连接，所述电容阵列的第二端与所述调制场线圈连接，所述调制场线圈用于为EPR探头提供调制磁场，所述方法包括：获取所述谐振电路中的电流；根据所述电流调节所述电容阵列的电容值，以使所述谐振电路处于谐振状态。

根据本发明实施例的频率可变的调制场系统及其控制方法以及EPR谱仪，在频率可变的调制场系统中，谐振电路包括电容阵列和调制场线圈，通过驱动器向谐振电路提供目标频率的交流信号，利用电流监测装置监测谐振电路中的电流，同时控制器通过与谐振电路中的电容阵列和电流监测装置的分别连接，可根据谐振电路中的电流调节电容阵列的电容值，使得谐振电路处于谐振状态，使谐振电路中的调制场线圈可以正常工作，向EPR探头提供目标频率的调制磁场，使频率固定的调制场实现频率可调节。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明