频率可变的调制场系统及其控制方法以及EPR谱仪.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115097365A(43)申请公布日2022.09.23(21)申请号202210880600.6(22)申请日2022.07.25(71)申请人国仪量子（合肥）技术有限公司地址230088安徽省合肥市高新区创新大道2800号创新产业园二期E2楼A区1-4层(72)发明人杨前战石致富易军伟徐国庆(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201专利代理师李雪静(51)Int.Cl.G01R33/36(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称频率可变的调制场系统及其控制方法以及EPR谱仪(57)摘要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，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，电容阵列的第一端与驱动器连接，电容阵列的第二端与调制场线圈连接，其中，电容阵列包括并联连接的主调节电容子阵列、微调节电容子阵列；电流监测装置，与谐振电路连接，用于监测谐振电路中的电流；控制器，用于根据目标频率、EPR探头的电感确定目标电容值，并根据目标电容值调节主调节电容子阵列的电容值，根据电流调节微调节电容子阵列的电容值，以使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，调节效率高，且调节结果精确度高。CN115097365ACN115097365A权利要求书1/2页1.一种频率可变的调制场系统，其特征在于，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，其中，所述电容阵列包括并联连接的主调节电容子阵列、微调节电容子阵列；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，与所述主调节电容子阵列、所述微调节电容子阵列和所述电流监测装置分别连接，用于根据所述目标频率、所述EPR探头的电感确定目标电容值，并根据所述目标电容值调节所述主调节电容子阵列的电容值，根据所述电流调节所述微调节电容子阵列的电容值，以使所述谐振电路处于谐振状态。2.根据权利要求1所述的频率可变的调制场系统，其特征在于，所述控制器具体用于，在所述目标频率改变，或者，所述EPR探头的电感改变时，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。3.根据权利要求1所述的频率可变的调制场系统，其特征在于，所述电容阵列还包括短路支路，所述主调节电容子阵列包括n个主调节开关电容支路，所述微调节电容子阵列包括m个微调节开关电容支路，所述n个主调节开关电容支路并联连接，所述m个微调节开关电容支路并联连接，并均与所述短路支路并联连接，形成第一并联点和第二并联点，所述第一并联点与所述驱动器连接，所述第二并联点与所述调制场线圈连接，其中，m、n均为大于等于2的整数，所述主调节开关电容支路包括串联连接的主调节电容和可控开关，所述微调节开关电容支路包括串联连接的微调节电容和可控开关，所述短路支路包括可控开关，所述主调节电容的容值大于所述微调节电容的容值。4.根据权利要求1所述的频率可变的调制场系统，其特征在于，所述系统还包括：放大器，所述放大器连接在所述驱动器与所述谐振电路之间，用于对所述交流信号进行放大处理。5.根据权利要求3所述的频率可变的调制场系统，其特征在于，所述控制器具体用于：确定所述主调节电容子阵列的可调电容值组成的第一电容值集合；从所述第一电容值集合中找出与所述目标电容值最接近的第一电容值，并调节所述主调节电容子阵列的电容值至所述第一电容值。6.根据权利要求5所述的频率可变的调制场系统，其特征在于，所述控制器具体用于：确定所述微调节电容子阵列的可调电容值组成的第二电容值集合；根据所述第一电容值和所述第二电容值集合得到电容值序列，并记所述电容值序列中间三个电容值分别为Cs‑1、Cs、Cs+1；依次调节所述微调节电容子阵列的电容值，以使所述电容阵列的电容值分别为Cs、Cs‑1、Cs+1，并获取对应的电流峰峰值Is、Is‑1、Is+1；根据电流峰峰值Is、Is‑1、Is+1确定最终电容值。7.根据权利要求5所述的频率可变的调制场系统，其特征在于，所述控制器在根据电流峰峰值Is、Is‑1、Is+1确定最终电容值时，具体用于：判断Is、Is‑1和Is+1中的最大值；若Is为最大值，则将Cs作为最终电容值；2CN115097365A权利要求书2/2页若Is‑1为最大值，则从所述电容值序列中找出Cs‑1的上一个电容值Cs‑2，并调节所述电容阵列的电容值至Cs‑2，获取对应的电流峰峰值Is‑2，以及