1 / 19

Optimizacija tuljav pri kvantitativnih meritvah z jedrsko kvadrupolno resonanco

Optimizacija tuljav pri kvantitativnih meritvah z jedrsko kvadrupolno resonanco. Vojko Jazbinšek , Janez Pirnat, Zvonko Trontelj Inštitut za matematiko, fiziko in mehaniko. Uvod.

dawn
Download Presentation

Optimizacija tuljav pri kvantitativnih meritvah z jedrsko kvadrupolno resonanco

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Optimizacija tuljav pri kvantitativnih meritvah z jedrsko kvadrupolno resonanco Vojko Jazbinšek, Janez Pirnat, Zvonko Trontelj Inštitut za matematiko, fiziko in mehaniko

  2. Uvod • Jedrska kvadrupolna resonanca (Nuclear Quadrupole Resonance, NQR) je radiofrekvenčna (RF) spektroskopska metoda, ki podobno kot jedrska magnetna resonanca (NMR) meri prehode med energijskimi nivoji atomskih jeder v preiskovani snovi. • pri NQR resonanco določa interakcija med električnim kvadrupolnim momentom atomskega jedra in gradientom električnega polja bližnjih valenčnih elektronov, zato pri tej metodi niso potrebni veliki in dragi superprevodni magneti • intenziteta izmerjenega signala sorazmerna številu resonančnih atomskih jeder, kar omogoča kvantitativno analizo vzorcev (maso, razmerja različnih kristaliničnih faz, stopnjo hidratacije, ali pa razmerje med kristalinično in amorfno fazo). • Na King's College London so npr. potrdili [1], da lahko z NQR meritvami zanesljivo detektirajo vrsto in ugotovijo število tablet v originalno zaprti embalaži zdravila. [1] J. Barras et al., Analit. Chem. 84, 8070 (2012).

  3. Uvod • Pogoj za kvantitavno analizo vzorcev je približno homogeno RF polje na področju vzorca. • V tem prispevku bomo obravnavali dve vrsti tuljav: a) valjaste, pri katerih želimo imeti čim bolj homogeno polje znotraj tuljave b) ploščate, pri katerih želimo imeti čim bolj homogeno polje na določeni oddaljenosti od tuljave • V prvem približku smo ovoje tuljav predpostavili kot zaporedje krožnih zank, pri končnem izračunu pa smo sestavili • valjaste tuljave v obliki vijačnice, pri kateri se korak ovoja zvezno spreminja s polarnim kotom. • ploščate tuljave v obliki spirale, pri kateri se oddaljenost od središča zvezno spreminja s polarnim kotom

  4. Izračun polja Biot-Savart Krožna zanka, polje na osi: Izven osi (cilindrični koordinatni sistem): Vijačnice, spirale – numerični izračun polja, vsota prispevkov tokovnih elementov (dipolov):

  5. Valjaste tuljave Magnetno polje vzdolž osi tuljave

  6. Valjaste tuljave Zapis v cilindričnem koordinatnem sistemu: Diskretna oblika: Obe obliki združimo: Model za optimizacijo:

  7. Na koncu tuljave (u=1): Primer λ=0 Tuljava (n=21, L=4r) Tuljava (n=11, L=2r)

  8. Primer λ=0, tuljava (n=11, L=2r)

  9. Primer λ=0, tuljava (n=21, L=4r)

  10. Primer λ≠0, tuljava (n=21, L=4r)

  11. Končna rešitev: Primer λ=0, p=1 Tuljava (n=21, L=4r) Tuljava (n=11, L=2r)

  12. Primer λ=0, p=1 Tuljava (n=21, L=4r) Tuljava (n=11, L=2r)

  13. Primer λ=0, p≠1, tuljava (n=21, L=4r)

  14. Primer λ=0, p≠1, tuljava (n=11, L=2r)

  15. Primer (n=21, L=4r) p1=konst p2=konst.

  16. Ploščate tuljave V prvem približku sestavimo ploščato tuljavo s srednjim radijem r0 in širino 2w iz koncentričnih krožnih zank. Arhimedova spirala Potencirana Arhimedova spirala

  17. Arhimedova spirala Potencirana spirala

  18. Zaključki • S preprostim matematičnim modelom smo optimizirali razdalje med sosednjimi ovoji, tako da smo dobili čim bolj homogeno velikost polja znotraj valjaste tuljave in na določeni oddaljenosti od ploščate tuljave. • Pri valjastih tuljavah smo tako že z optimizacijo enega do dveh parametrov dosegli znatno povečanje prostornine, v kateri je polje večje od neke želene vrednosti. • Prostornino, kjer polje preseže 95% maksimalne vrednosti, smo z manj kot manj kot 50% povečali na več kot 80% celotne prostornine tuljave. • Še večje je povečanje prostornine, kjer polje preseže 99% maksimalne vrednosti, saj se to iz okoli 1/5 poveča na okoli 2/3 celotne prostornine tuljave.

  19. Hvala za pozornost

More Related