Способ, чувствительные элементы и система для обнаружения и/или анализа соединений, одновременно проявляющих ядерный квадрупольный резонанс и ядерно-магнитный резонанс, или двойной ядерный квадрупольный резонанс - RU2004117769A

Реферат

1. Способ обнаружения и/или анализа соединений, которые одновременно проявляют ядерный квадрупольный резонанс и ядерно-магнитный резонанс, при этом указанные соединения содержат группу ядер со спинами А, способными проявлять квадрупольный резонанс, и группу ядер со спинами В, способными проявлять магнитный резонанс, отличающийся тем, что указанный способ содержит

a) приложение к указанной группе ядер со спинами А первого магнитного поля H₁, при этом указанное поле Н₁ имеет частоту колебаний, равную частоте квадрупольного резонанса указанной группы ядер со спинами А, и одновременно к указанной группе ядер со спинами В второго и третьего полей, при этом указанное второе магнитное поле является магнитным полем Н₀, которое включают одновременно с первым импульсом указанного колебательного магнитного поля H₁; и указанное третье магнитное поле является магнитным полем H₂, имеющим частоту колебаний внутри частоты магнитного резонанса указанной группы ядер со спинами В в указанном магнитном поле Н₀;

b) выключение указанного второго магнитного поля Н₀, когда сигнал квадрупольного резонанса от указанной группы ядер со спином А является максимальным, так что увеличивается отношение сигнала к шуму указанного квадрупольного сигнала, что уменьшает минимальный объем соединения, который можно обнаружить и/или анализировать;

c) дискретизацию и суммирование обнаруженных сигналов во время выключения поля Н₀, синхронно с импульсной последовательностью для возбуждения поля H₁;

d) включение снова магнитного поля Н₀ после завершения стадии дискретизации;

e) повторение стадий b) - d), пока не будет получено адекватное отношение сигнала к шуму, необходимое для обнаружения указанного соединения; и

f) подачу сигнала тревоги в случае положительного результата обнаружения или продолжение обнаружения и/или анализа следующего соединения в случае отрицательного результата обнаружения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае не получения адекватного отношения сигнала к шуму на стадии е) вследствие эффективной релаксации квадрупольного сигнала спинов А, указанный способ содержит вслед за стадией е) повторение следующих стадий, пока не будет достигнуто адекватное отношение сигнала к шуму:

е1) сохранения указанных обнаруженных сигналов;

е2) ожидания релаксации указанной группы ядер со спинами А до достижения теплового равновесия с решеткой;

е3) нового приложения указанного первого магнитного поля H₁ к указанной группе ядер со спинами А, при этом указанное поле H₁ имеет частоту колебаний на частоте квадрупольного резонанса указанных ядер со спинами А, и одновременно приложения к указанной группе ядер со спинами В указанных двух других второго и третьего магнитных полей, при этом указанное второе магнитное поле является магнитным полем Н₀, которое включают одновременно с первым импульсом указанного колебательного магнитного поля H₁; и указанное третье магнитное поле является магнитным полем Н₂, имеющим частоту колебаний, равную частоте магнитного резонанса указанных ядер со спинами В;

е4) выключения указанного второго магнитного поля Н₀, когда сигнал квадрупольного резонанса от указанной группы ядер со спинами А является максимальным, с целью увеличения отношения сигнала к шуму указанного квадрупольного сигнала, что уменьшает минимальный объем соединения, подлежащего обнаружению и/или анализу;

е5) дискретизации и суммирования новых обнаруженных сигналов во время выключения поля Н₀, синхронно с импульсной последовательностью для возбуждения поля H₁;

е6) включения снова магнитного поля Н₀ после завершения стадии дискретизации;

е7) повторение стадий е4) - е6), пока не будет получено адекватное отношение сигнала к шуму, необходимое для обнаружения указанного соединения; и

е8) усреднения новых обнаруженных сигналов с сигналами, сохраненными на стадии е1), с образованием новой группы обнаруженных сигналов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное первое магнитное поле H₁, воздействию которого подвергают указанную группу ядер со спинами А, является равномерным и имеет высокую частоту колебаний.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные второе и третье магнитные поля, воздействию которых подвергают указанную группу ядер со спинами А, прикладывают одновременно, и они перпендикулярны друг другу, при этом поле Н₀ является слабым, равномерным и, когда оно остается включенным, является достаточно однородным и стабильным; и поле Н₂ является равномерным и имеет низкую частоту колебаний.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что равномерность ΔН₀/Н₀ указанного второго магнитного поля Н_о вычисляют из ширины полосы Δω резонанса спинов В, а ширина полосы возбуждения Δω₂ определяется H₂(t).

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что ширины полосы Δω резонанса спинов В является признаком соединения, подлежащего обнаружению, и выражается в терминах магнитного поля как Δω=γΔН, где ΔН относится в основном к местным полям, на которые реагируют протоны в молекуле соединения, подлежащего обнаружению, а γ является показателем гиромагнитной связи.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что максимальное изменение ΔН₀ указанного второго магнитного поля Н₀ соразмеримо с дисперсией ΔН местных полей или меньше, и ширина полосы Δω₂=γΔН₂ соответствует условию максимального возбуждения, т.е. Δ ω>Δω₀, Δω.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что время стабильности указанного второго магнитного поля H₀(t), определяемое обеспеченной шириной полосы Δω₀ указанного поля Н₀, не превышает диапазон, обусловленный шириной полосы Δω₂ указанного третьего магнитного поля H₂ во время всего периода приложения поля.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что время выключения указанного второго магнитного поля Н₀ составляет предпочтительно от 10 до 100 мкс, и более предпочтительно около 10 мкс.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный обнаруженный сигнал квадрупольного резонанса получают с помощью последовательности спиновых эхо-сигналов.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный обнаруженный сигнал квадрупольного резонанса получают с помощью применения процедуры возбуждения в резонансе и обнаружения вне резонанса (TONROF), которая состоит в программировании частоты цифрового синтезатора с прямым синтезом частоты (DDS), соединенного со спектрометром, в состояние резонанса; облучении группы ядер со спинами А указанным первым магнитным полем H₁, настроенным на их резонансную частоту; изменении в начале периода выключения указанного второго магнитного поля Но частоты указанного синтезатора (DDS) с помощью импульса управления из устройства программирования импульсов; дискретизации сигнала с помощью аналого-цифрового преобразователя на фиксированной желательной частоте порядка 10-100 кГц; и фильтрации шума основной линии и/или линии сигнала помехи, остающегося после выключения указанного поля, с целью увеличения отношения сигнала к шуму.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что указанную процедуру возбуждения в резонансе и обнаружения вне резонанса (TONROF) применяют к устойчивой последовательности единичных импульсов, известной как свободная прецессия в устойчивом состоянии (SSFP), которая состоит в облучении группы ядер со спинами А пробы последовательными импульсами π /2; и дискретизации их квадрупольного сигнала во время интервалов между импульсами.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что импульс указанного второго магнитного поля Н₀ начинается одновременно с началом каждого импульса π/2 указанного первого магнитного поля H₁ и заканчивается в подходящее время, выбранное между последовательными импульсами π /2.

14. Способ по п.11, отличающийся тем, что указанную процедуру возбуждения в резонансе и обнаружения вне резонанса (TONROF) применяют к устойчивой последовательности единичных импульсов, известной как сильная гребенчатая структура вне резонанса (SORC), в которой квадрупольный сигнал возбуждают и обнаруживают в состоянии вне резонанса, и которая состоит в одновременном комбинировании импульсов указанного второго магнитного поля Н₀ в полупериод, содержащий импульсы возбуждения указанного первого магнитного поля H₁, и в полупериод свободной эволюции между высокочастотными импульсами, с одновременным приложением третьего магнитного поля H₂.

15. Способ по п.11, отличающийся тем, что указанную процедуру возбуждения в резонансе и обнаружения вне резонанса (TONROF) применяют к не устойчивой последовательности составных импульсов, известной как спино-запирание спинового эха (SLSE), которая поддерживает эхо-сигнал ядерного квадрупольного резонанса во время эффективного времени Т₂, более длительного, чем время T₂ затухания последовательности импульсов, и которая состоит в приложении к соединению первого высокочастотного импульса указанного первого магнитного поля H₁ с амплитудой, достаточной для переориентирования намагниченности квадрупольных ядер под углом 90° и с фазой 0° для указанного цифрового синтезатора с прямым синтезом (DDS); приложении после истечения периода времени τ нового высокочастотного импульса с двойной длительностью или способного переориентировать пробу на 180° и с фазой 90° относительно предыдущего импульса для того, чтобы точно в тот же период времени т после окончания указанного нового высокочастотного импульса появился спиновой эхо-сигнал; повторении указанной выше стадии, пока не будет собрано n эхо-сигналов, и их дискретизации и суммировании.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что импульсы указанного третьего магнитного поля Н₂ можно синхронизировать с импульсами поля Н₀ в тех случаях, в которых невозможна достаточная изоляция сигнала ядерного квадрупольного резонанса, созданного спинами А, от помех, создаваемых полем Н₂.

17. Способ обнаружения и/или анализа соединений, проявляющих двойной ядерный квадрупольный резонанс, при этом указанное соединение содержит группу ядер со спинами А и группу ядер со спинами В, способные к квадрупольному резонансу, отличающийся тем, что указанный способ содержит одновременное приложение к указанной группе ядер со спинами А первого колебательного магнитного поля H₁ на частоте ее квадрупольного резонанса и к указанной группе ядер со спинами В второго колебательного магнитного поля H₂ на частоте ее квадрупольного резонанса.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что группа ядер со спинами В имеет постоянную квадрупольной связи, которая зависит от квадрупольного спектра указанной группы ядер со спинами В.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что указанная постоянная квадрупольной связи в основном небольшая.

20. Способ по п.17, отличающийся тем, что указанное первое магнитное поле H₁, воздействию которого подвергают группу ядер со спинами А, является равномерным и имеет высокую частоту колебаний.

21. Способ по п.17, отличающийся тем, что указанное второе магнитное поле H₂, воздействию которого подвергают группу ядер со спинами В, является равномерным и имеет высокую или низкую частоту колебаний в зависимости от квадрупольного спектра ядер В.

22. Способ по п.17, отличающийся тем, что указанный обнаруживаемый сигнал квадрупольного резонанса получают с помощью спинового эхо-сигнала.

23. Способ по п.17, отличающийся тем, что указанный обнаруженный сигнал квадрупольного резонанса получают с помощью применения процедуры возбуждения в резонансе и обнаружения вне резонанса (TONROF), которая состоит в программировании частоты цифрового синтезатора с прямым синтезом частоты (DDS), соединенного со спектрометром, в состояние резонанса; облучении группы ядер со спинами А указанным первым магнитным полем H₁, настроенным на их резонансную частоту; изменении в начале стадии обнаружения частоты указанного синтезатора (DDS) с помощью импульса управления из устройства программирования импульсов с целью увеличения отношения сигнала к шуму; и дискретизации сигнала с помощью аналого-цифрового преобразователя на фиксированной желательной частоте порядка 10-100 кГц.

24. Способ по п.23, отличающийся тем, что указанную процедуру возбуждения в резонансе и обнаружения вне резонанса (TONROF) применяют к устойчивой последовательности единичных импульсов, известной как свободная прецессия в устойчивом состоянии (SSFP), которая состоит в облучении группы ядер со спинами А пробы последовательными импульсами π/2; и дискретизации их квадрупольного сигнала во время интервалов между импульсами.

25. Способ по п.23, отличающийся тем, что указанную процедуру возбуждения в резонансе и обнаружения вне резонанса (TONROF) применяют к устойчивой последовательности единичных импульсов, известной как сильная гребенчатая структура вне резонанса (SORC), в которой оба квадрупольных сигнала возбуждают и обнаруживают в состоянии вне резонанса.

26. Способ по п.23, отличающийся тем, что указанную процедуру возбуждения в резонансе и обнаружения вне резонанса (TONROF) применяют к не устойчивой последовательности импульсов, известной как спиновой эхо-сигнал с запиранием спина (SLSE), которая поддерживает эхо-сигнал ядерного квадрупольного резонанса во время эффективного времени Т₂, более длительного, чем время Т₂ затухания последовательности импульсов, и которая состоит в приложении к соединению первого высокочастотного импульса указанного первого магнитного поля H₁ с амплитудой, достаточной для переориентирования намагниченности квадрупольных ядер под углом 90° и с фазой 0° для указанного цифрового синтезатора с прямым синтезом (DDS); приложении после истечения периода времени τ нового высокочастотного импульса с двойной длительностью или способного переориентировать пробу на 180° и с фазой 90° относительно предыдущего импульса для того, чтобы точно в тот же период времени т после окончания указанного нового высокочастотного импульса появился спиновой эхо-сигнал; повторении указанной выше стадии, пока не будет собрано n эхо-сигналов, и их дискретизации и суммировании.

27. Чувствительный элемент для обнаружения и/или анализа соединений, которые проявляют одновременно ядерный квадрупольный резонанс и ядерно-магнитный резонанс, при этом указанный чувствительный элемент используется со способом по п.1, отличающийся тем, что указанный чувствительный элемент содержит

a) первую катушку, создающую указанное второе магнитное поле Н₀,

b) вторую катушку, создающую указанное первое магнитное поле H₁, имеющее высокую частоту колебаний, и

c) третью катушку, создающую указанное третье магнитное поле Н₂, имеющее низкую частоту колебаний.

28. Чувствительный элемент по п.27, отличающийся тем, что катушка, создающая указанное магнитное поле H₁, которое имеет высокую частоту колебаний, расположена возможно ближе к объему соединения, подлежащего обнаружению и/или анализу.

29. Чувствительный элемент по п.27, отличающийся тем, что указанная первая катушка окружена изнутри внутренним экраном.

30. Чувствительный элемент по п.27, отличающийся тем, что указанные вторая и третья катушки расположены между указанным внутренним экраном и свободным пространством туннеля, через который проходит соединение, подлежащее обнаружению и/или анализу.

31. Чувствительный элемент по п.27, отличающийся тем, что наружный экран окружает снаружи указанные три катушки.

32. Чувствительный элемент по п.27, отличающийся тем, что указанная первая катушка является соленоидной катушкой, а указанные вторая и третья катушки образуют катушку в виде птичьей клетки.

33. Чувствительный элемент по п.32, отличающийся тем, что указанная соленоидная катушка имеет переменную ширину и шаг витков вдоль своей продольной оси.

34. Чувствительный элемент по п.29, отличающийся тем, что указанные внутренний и наружный экраны выполнены, по меньшей мере, из одного металлического листа, предпочтительно цилиндрического, с прорезями с адекватной геометрией, при этом один конец которого электрически заземлен.

35. Чувствительный элемент по п.27, отличающийся тем, что указанная первая катушка соединена с фильтром нижних частот с целью предотвращения проникновения помех в указанные вторую и третью катушки, и с регулируемым контуром, состоящим из пропорционального контроллера, который управляет током, который проходит через цепь МОП-транзисторов, работой которой во времени управляет импульс управления полем из схемы программирования импульсов.

36. Чувствительный элемент по п.27, отличающийся тем, что электрическая энергия подается в указанную первую катушку через первый источник питания, защищенный подходящим образом от противотоков предпочтительно с помощью диода, при этом интенсивностью тока управляет устройство управления магнитным полем Н₀.

37. Чувствительный элемент по п.35, отличающийся тем, что указанное устройство управления полем Н₀ измеряет ток в сопротивлении, которое включено параллельно указанной цепи МОП-транзисторов, и через пропорциональный интегратор-дериватор (PID) управляет контроллером, состоящим из транзисторов, для подачи соответствующего управляющего тока в указанную цепь МОП-транзисторов.

38. Чувствительный элемент по п.27, отличающийся тем, что стартовый контур, состоящий из пары диодов, конденсатора, второго источника питания и тиристора, обеспечивает дополнительную энергию для подачи тока в указанную первую катушку с целью уменьшения времени соединения.

39. Чувствительный элемент по п.35, отличающийся тем, что короткий импульс из указанной схемы программирования импульсов управляет указанным тиристором с помощью контроллера.

40. Чувствительный элемент по п.39, отличающийся тем, что указанный короткий импульс возникает непосредственно перед началом импульса управления полем, соединяя указанный конденсатор с указанным регулируемым контуром и поставляя затем всю аккумулированную энергию в конденсатор, при этом напряжение второго источника питания регулируется для получения желаемой интенсивности магнитного поля Н₀.

41. Чувствительный элемент по п.35, отличающийся тем, что указанный регулируемый контур можно заменить переключателем, состоящим из тиристора и соответствующего контроллера.

42. Чувствительный элемент по п.32, отличающийся тем, что указанная катушка в виде птичьей клетки состоит из множества витков Е, соединенных последовательно с помощью конденсаторов C₁ и параллельно с помощью конденсаторов С₂, многодиапазонных соединительных контуров (МВС), соединенных параллельно указанным конденсаторам C₁, и соединительных и фильтрующих контуров для высокой и низкой частоты.

43. Чувствительный элемент по п.42, отличающийся тем, что указанные соединительные и фильтрующие контуры для высокой и низкой частоты возбуждают с помощью сигналов возбуждения, сдвинутых по фазе на 90°, катушки высокой и низкой частоты, расположенные в квадратуре и связанные с указанным чувствительным элементом с помощью взаимной индукции.

44. Чувствительный элемент по п.43, отличающийся тем, что сигналы, сдвинутые по фазе на 90°, означают, что для каждой пары индукционных катушек высокой частоты и низкой частоты сигнал, приходящий в одну из пары катушек, сдвинут по фазе на 90° относительно сигнала возбуждения, приходящего в другую катушку.

45. Чувствительный элемент по п.43, отличающийся тем, что катушки в квадратуре означают, что в каждой паре катушек высокой частоты и низкой частоты одна из катушек расположен под углом 90° относительно другой катушки.

46. Чувствительный элемент по п.42, отличающийся тем, что указанные многодиапазонные соединительные контуры (МВС) выполнены из контуров L₃С₃, настраиваемых указанными конденсаторами C₁.

47. Чувствительный элемент по п.42, отличающийся тем, что токи высокой и низкой частоты одновременно циркулируют через указанное множество витков Е, образующих указанную катушку в виде птичьей клетки так, что при прохождении тока, находящегося в диапазоне высоких частот, через указанные витки Е, конденсаторы C₁ образуют короткое замыкание, и указанная катушка в виде птичьей клетки действует как фильтр высоких частот, а при прохождении тока, находящегося в диапазоне низких частот, через указанные витки Е, конденсаторы С₂ образуют короткое замыкание, и указанная катушка в виде птичьей клетки действует как фильтр низких частот.

48. Чувствительный элемент по п.32, отличающийся тем, что указанная катушка в виде птичьей клетки состоит из множества витков Е, соединенных последовательно с помощью конденсаторов С₂ и параллельно с помощью конденсаторов C₄; микроконтроллера, генерирующего последовательные импульсы тока в витках Е, на одном конце указанной катушки; контура прямого, не индуктивного соединения и фильтрации для низкой частоты, включенного между указанным микроконтроллером и указанными витками Е на указанном конце указанной катушки; и соединительного и фильтрующего контура для высокой частоты.

49. Чувствительный элемент по п.48, отличающийся тем, что указанные конденсаторы С₃ рассчитываются для указанной катушки для настройки на резонансную частоту спинов А.

50. Чувствительный элемент по п.48, отличающийся тем, что указанные конденсаторы C₄ рассчитываются так, чтобы иметь по существу нулевой импеданс на указанной резонансной частоте спинов А, но также высокий импеданс на низких частотах.

51. Чувствительный элемент по п.48, отличающийся тем, что указанный контур прямого неиндуктивного соединения и фильтрации содержит контроллеры, переключатели с МОП-транзисторами и фильтры низких частот.

52. Чувствительный элемент по п.48, отличающийся тем, что указанный соединительный и фильтрующий контур для высоких частот возбуждает с помощью сдвинутых по фазе на 90° сигналов две катушки, расположенные в квадратуре, соединенные с указанным чувствительным элементом посредством взаимной индукции.

53. Чувствительный элемент по п.52, отличающийся тем, что сигналы, сдвинутые по фазе на 90°, означают, что для каждой пары индукционных катушек высокой частоты сигнал, приходящий в одну из пары катушек, сдвинут по фазе на 90° относительно сигнала возбуждения, приходящего в другую катушку.

54. Чувствительный элемент по п.52, отличающийся тем, что катушки в квадратуре означают, что в указанной паре катушек высокой частоты одна из катушек расположен под углом 90° относительно другой катушки.

55. Чувствительный элемент по п.48, отличающийся тем, что когда частота возбуждения группы ядер со спинами А находится в диапазоне в несколько мегагерц, то конденсаторы С₃ настраивают катушку в конфигурацию фильтра низких частот, а конденсаторы С₄ образуют короткое замыкания с целью получения указанной конфигурации.

56. Чувствительный элемент для обнаружения и/или анализа соединений, которые проявляют одновременно ядерный квадрупольный резонанс и ядерно-магнитный резонанс, при этом указанный чувствительный элемент используется для способа по п.1, отличающийся тем, что указанный чувствительный элемент содержит соленоидную катушку, которая создает одновременно указанные первое и третье магнитные поля H₁ и H₂; катушки Гельмгольца или их не градиентный бипланарный вариант, которые генерируют указанное второе магнитное поле Н₀; передатчик, генерирующий сигнал возбуждения для создания указанного поля H₁; одну пару перекрестных диодов, соединенных с выходом указанного передатчика; симметрирующий трансформатор (балун), соединенный с выходом указанной пары перекрестных диодов; высокочастотный соединительный и фильтрующий контур, соединенный с выходом указанного симметрирующего трансформатора; узел приемника/дискретизатора, в который сигнал приходит через четвертьволновый (λ/4) волновод, включенный между указанной парой перекрестных диодов и указанным симметрирующим трансформатором; низкочастотный импульсный генератор, синхронизированный с импульсным генератором, который генерирует сигнал возбуждения для указанного поля Н₂; и фильтр низких частот, соединенный с выходом указанного импульсного генератора.

57. Чувствительный элемент по п.56, отличающийся тем, что указанный высокочастотный соединительный и фильтрующий контур настроен в конфигурацию симметричного режима.

58. Чувствительный элемент по п.56, отличающийся тем, что указанная соленоидная катушка имеет переменные ширину и шаг витков.

59. Чувствительный элемент по п.56, отличающийся тем, что плоскость, в которой находятся продольные оси указанных катушек Гельмгольца, перпендикулярна продольной оси указанной соленоидной катушки.

60. Чувствительный элемент по п.56, отличающийся тем, что указанные катушки Гельмгольца окружают указанную соленоидную катушку.

61. Чувствительный элемент по п.56, отличающийся тем, что указанные катушки Гельмгольца соединены с фильтром низких частот одним из своих концов с целью исключения попадания помех в указанную соленоидную катушку, а другим концом - с регулируемым контуром, который является пропорциональным регулятором, управляющим током, проходящим через цепь МОП-транзисторов, действием которой во времени управляет импульс управления полем из схемы программирования импульсов.

62. Чувствительный элемент по п.56, отличающийся тем, что электрическая энергия подается в указанные катушки Гельмгольца через первый источник питания, защищенный подходящим образом от противотоков предпочтительно с помощью диода, при этом интенсивностью тока управляет устройство управления магнитным полем Н₀.

63. Чувствительный элемент по п.62, отличающийся тем, что указанное устройство управления магнитным полем Н₀ измеряет ток в сопротивлении, которое включено параллельно указанной цепи МОП-транзисторов, и через пропорциональный интегратор-дериватор (PID) управляет контроллером, состоящим из транзисторов, для подачи соответствующего управляющего тока в указанную цепь МОП-транзисторов.

64. Чувствительный элемент по п.56, отличающийся тем, что стартовый контур, состоящий из пары диодов, конденсатора, второго источника питания и тиристора, обеспечивает дополнительную энергию для подачи тока в указанные катушки Гельмгольца с целью уменьшения времени соединения.

65. Чувствительный элемент по п.61, отличающийся тем, что короткий импульс из указанной схемы программирования импульсов управляет указанным тиристором через контроллер.

66. Чувствительный элемент по п.65, отличающийся тем, что указанный короткий импульс возникает непосредственно перед началом импульса управления полем, соединяя указанный конденсатор с указанным регулируемым контуром и поставляя затем всю аккумулированную энергию в конденсатор, при этом напряжение второго источника питания регулируется для получения желаемой интенсивности магнитного поля Н₀.

67. Чувствительный элемент по п.61, отличающийся тем, что указанный регулируемый контур можно заменить переключателем, состоящим из тиристора и соответствующего контроллера.

68. Чувствительный элемент по п.56, отличающийся тем, что указанный высокочастотный соединительный и фильтрующий контур содержит множество конденсаторов, один из которых является переменным для обеспечения настройки конфигурации в симметричном режиме на частоту резонанса группы ядер со спинами А.

69. Чувствительный элемент по п.56, отличающийся тем, что указанный фильтр низких частот изолирует указанный импульсный генератор от высоких частот соленоидной катушки.

70. Чувствительный элемент для обнаружения соединений, имеющих группу ядер со спинами А и группу ядер со спинами В, которые обе способны проявлять ядерный квадрупольный резонанс, при этом указанный чувствительный элемент используется для способа по п.17, отличающийся тем, что он содержит первую катушку, создающую первое высокочастотное колебательное магнитное поле H₁, и вторую катушку, создающую второе высокочастотное или низкочастотное колебательное магнитное поле Н₂ в соответствии с квадрупольным спектром ядер В; при этом указанные первая и вторая катушки расположены между экраном, наружным для обеих катушек, и свободным объемом туннеля, через который проходит соединение, подлежащее обнаружению и/или анализу.

71. Чувствительный элемент по п.70, отличающийся тем, что указанные первая и вторая катушки образуют катушку в виде птичьей клетки.

72. Чувствительный элемент по п.71, отличающийся тем, что указанная катушка в виде птичьей клетки содержит множество витков Е, соединенных последовательно с помощью конденсаторов C₁ и параллельно с помощью конденсаторов С₂, многодиапазонные соединительные контуры (МВС), соединенные параллельно указанным конденсаторам C₁, и соединительные и фильтрующие контуры для высокой и низкой частоты.

73. Чувствительный элемент по п.72, отличающийся тем, что указанные соединительные и фильтрующие контуры для высокой и низкой частоты возбуждают с помощью сигналов возбуждения, сдвинутых по фазе на 90°, катушки высокой и низкой частоты, расположенные в квадратуре и связанные с указанным чувствительным элементом с помощью взаимной индукции.

74. Чувствительный элемент по п.73, отличающийся тем, что сигналы, сдвинутые по фазе на 90°, означают, что для каждой пары индукционных катушек высокой частоты и низкой частоты сигнал, приходящий в одну из пары катушек, сдвинут по фазе на 90° относительно сигнала возбуждения, приходящего в другую катушку.

75. Чувствительный элемент по п.73, отличающийся тем, что катушки в квадратуре означают, что в каждой паре катушек высокой частоты и низкой частоты одна из катушек расположен под углом 90° относительно другой катушки.

76. Чувствительный элемент по п.72, отличающийся тем, что указанные многодиапазонные соединительные контуры (МВС) выполнены из контуров L₃С₃, настраиваемых указанными конденсаторами C₁.

77. Чувствительный элемент по п.72, отличающийся тем, что токи высокой и низкой частоты одновременно циркулируют через указанное множество витков Е, образующих указанную катушку в виде птичьей клетки так, что при прохождении тока с частотой, находящейся в диапазоне высоких частот, через указанные витки Е, конденсатор C₁ с помощью контура МВС образует короткое замыкание, и указанная катушка в виде птичьей клетки действует как фильтр высоких частот, а при прохождении тока с частотой, находящейся в диапазоне низких частот, через указанные витки Е, конденсатор С₂ образуют короткое замыкание, и указанная катушка в виде птичьей клетки действует как фильтр низких частот.

78. Чувствительный элемент по п.70, отличающийся тем, что указанный наружный экран выполнен, по меньшей мере, из одного металлического листа, предпочтительно цилиндрического, с прорезями с адекватной геометрией, при этом один конец экрана электрически заземлен.

79. Чувствительный элемент по п.71, отличающийся тем, что указанная катушка в виде птичьей клетки содержит множество витков Е, соединенных последовательно с помощью конденсаторов С₃ и параллельно с помощью конденсаторов C₄; многодиапазонные соединительные контуры (МВС), соединенные параллельно указанным конденсаторам С₃; микроконтроллер, генерирующий последовательные импульсы тока в витках Е, на одном конце указанной катушки; контур прямого, не индуктивного соединения и фильтрации, включенный между указанным микроконтроллером и указанными витками Е на указанном конце указанной катушки; и соединительный и фильтрующий контур для высокой частоты.

80. Чувствительный элемент по п.79, отличающийся тем, что указанные конденсаторы С₃ настраивают указанную катушку на частоту квадрупольного резонанса спинов А.

81. Чувствительный элемент по п.79, отличающийся тем, что указанные конденсаторы С₄ рассчитываются так, чтобы иметь по существу нулевой импеданс на указанной частоте квадрупольного резонанса спинов В, но также высокий импеданс на низких частотах.

82. Чувствительный элемент по п.79, отличающийся тем, что указанные многодиапазонные соединительные контуры (МВС) предпочтительно содержат высокочастотный дроссельный элемент L_ch.

83. Чувствительный элемент по п.79, отличающийся тем, что указанный контур прямого, не индуктивного соединения и фильтрации содержит контроллеры, переключатели с МОП-транзисторами и фильтры низких частот.

84. Чувствительный элемент по п.79, отличающийся тем, что указанный соединительный и фильтрующий контур для высоких и низких частот возбуждает с помощью сдвинутых по фазе на 90° сигналов высокочастотные катушки, расположенные в квадратуре и соединенные с указанным чувствительным элементом посредством взаимной индукции.

85. Чувствительный элемент по п.84, отличающийся тем, что сигналы возбуждения, сдвинутые по фазе на 90°, означают, что для пары индукционных катушек высокой частоты сигнал, приходящий в одну из пары катушек, сдвинут по фазе на 90° относительно сигнала возбуждения, приходящего в другую катушку.

86. Чувствительный элемент по п.84, отличающийся тем, что катушки в квадратуре означают, что в указанной паре катушек высокой частоты одна из катушек расположен под углом 90° относительно другой катушки.

87. Чувствительный элемент для обнаружения и/или анализа соединений, имеющих группу ядер со спинами А и группу ядер со спинами В, способные обе выполнять квадрупольный резонанс, при этом указанный чувствительный элемент используется для способа по п.17, отличающийся тем, что он содержит соленоидную катушку, которая создает одновременно указанные первое и третье колебательное магнитное поле H₁; передатчик, генерирующий сигнал возбуждения для создания указанных полей H₁ и Н₂; одну пару перекрестных диодов, соединенных с выходом указанного передатчика; симметрирующий трансформатор (балун), соединенный с выходом указанной пары перекрестных диодов; высокочастотный соединительный и фильтрующий контур, соединенный с выходом указанного симметрирующего трансформатора; узел приемника/дискретизатора, в который сигнал приходит через четвертьволновый (λ/4) волновод, включенный между указанной парой перекрестных диодов и указанным симметрирующим трансформатором; низкочастотный импульсный генератор, настраиваемый импульсным генератором, который генерирует сигнал возбуждения для указанного поля Н₂; и фильтр низких частот, соединенный с выходом указанного импульсного генератора.

88. Чувствительный элемент по п.87, отличающийся тем, что указанная соленоидная катушка имеет переменные ширину и шаг витков.

89. Чувствительный элемент по п.87, отличающийся тем, что указанный высокочастотный соединительный и фильтрующий контур содержит множество конденсаторов, один из которых является переменным для обеспечения настройки конфигурации в симметричном режиме на частоту резонанса группы ядер со спинами А.

90. Чувствительный элемент по п.27, отличающийся тем, что соединение, подлежащее обнаружению и/или анализу, является предпочтительно твердым, аморфным или поликристаллическим веществом, как, например, взрывчатыми веществами, наркотиками или т.п., помещенными в контейнеры различного вида, в частности, в багаж, почтовое отправление и т.п.

91. Система для обнаружения соединений, проявляющих двойной ядерный квадрупольный резонанс или ядерный квадрупольный резонанс и ядерно-магнитный резонанс, отличающаяся тем, что она содержит наружный корпус, который окружает туннель, через который пропускается соединение, подлежащее обнаружению и/или анализу, с помощью конвейерной ленты, которое за счет перемещения проходит через чувствительный элемент по п.28.

92. Система по п.91, отличающаяся тем, что она соединена со спектрометром, который в свою очередь соединен с компьютером управления.

93. Система по п.92, отличающаяся тем, что указанный компьютер управления управляет всем процессом обнаружения для превращения его в автоматический процесс, с одновременным сбором через контроллеры уже оцифрованных сигналов ядерного квадрупольного резонанса и команд, различных выходных сигналов тревоги и информации.

94. Система по п.93, отличающаяся тем, что указанные выходные сигналы тревоги и информации содержат выходной сигнал беззвучной тревоги, звуковой выходной сигнал, визуальный выходной сигнал дисплея, графический выходной сигнал и/или набор световых сигналов.