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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Nuclear magnetic resonanc NMR


Autor: Johann (Gast)
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Hallo,

hat schon jemand ein NMR Gerät gebaut. Man könnte vielleich damit 
zerstörungsfrei Stoffe (z.B. mit H2) nachweisen.

Es hat auch einmal kleine Laborgeräte (ich glaube von Newport) gegeben. 
Der Schaltungsaufwand ca 6 IC's und ein Enstufentransistor. Als 
Empfänger war ein BF254 mit einem Transistor als Kaskodenstufe.
Ich habe schon einmal den ersten Verstärker nachgebaut, dieser konnte 1 
uV verstärken.
Aber mir ist es noch nie gelungen einen Stoff im NMR nachzuweisen.

Kann da jemand helfen?

Autor: Tom (Gast)
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Da brauchst du einen starken Magneten, vorzugsweise supraleitend, um die 
Spins auszurichten. Einen HF-Puls-Generator, um die Spins zum 
Präzessieren zu kriegen. Und dann den Empfänger und die Ansteuer- und 
Auswertelogik.

Das wird nicht billig.

Autor: aha (Gast)
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>Hallo, hat schon jemand ein NMR Gerät gebaut... Der Schaltungsaufwand ist ca 6 
IC's und ein Enstufentransistor.

Tja. Was soll man da noch hinzufuegen...

Autor: Ralf Schwarz (spacedog) Benutzerseite
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> Tja. Was soll man da noch hinzufuegen...

Hm, vielleicht ein schönes OLED-Display?

Autor: ... (Gast)
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... Ein handgeschnitztes Wurzelholz Gehause

Autor: ja. (Gast)
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In der Tat. Es barucht kein Supraleiter zu sein. Ein Permanent Magnet 
sollte genuegen. Dann eine Sweep Spule, eine Modulation Spule. Plus ein 
Synchrongleichrichter und gut ist.

Autor: Johann (Gast)
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Na ja, die Dikussion läuft etwas ins ironische.

Mit ist schon bekannt, dass derzeit an verschiedenen Instituten mit 
teuren, guten Geräten (Magenet 10 T) Moleküle erforscht werden.

Ich suche ein einfaches Gerät, das nur irgend etwas nachweist. Davon 
ausgehend möchte ich dann Verbesserungen ausprobieren. Leider sind 
Spezialisten, die wissen worauf es bei einem Aufbau ankommt mir nicht 
bekannt. Würde gerne mit diesen diskutieren.

Zum Autor "aha"

>IC's und ein Enstufentransistor.
>Tja. Was soll man da noch hinzufuegen...

Im Anhang der Schaltplan.


Würde auch gerne ein derartiges oder ähnliches (altes) Gerät kaufen. 
Oder kennt jemand eine Uni, in der auf diesem elementaren Niveau ein 
Laborversuch gemacht wird?

Autor: Johann (Gast)
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Der Schaltplan

Autor: aha (Gast)
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Ich hab zumindest eine marginale Ahnung. Das Hochfeld bringt Aufloesung. 
Die muss man bei einem einfachen Geraet vergessen. Allenfalls kann man 
die Technologie eines alten Varian auf einer Platine integrieren. Wenn 
man keine Breitbandsweeps braucht, kommt man allenfalls mit einem 
Permanentmagnet plus Sweepspule durch. Die Homogenitaet des Feldes geht 
auch auf die Linienbreite. Eine Pulsmaschine waere eigentlich auch 
moeglich. Da man auf hohe Pulsleistungen verzichtet arbeitet man mit 
kleinen Proben. Da ist die Homogenitaet des Feldes auch weniger ein 
Problem. Viel signal kommt dann nicht zurueck. Dh man muss sich auf ein 
paar charakteristische starke Linien beschraenken.

Autor: Markus R. (marol)
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Im Anhang wird ein Verfahren zur Erkennung von Sprengstoff mittels NMR 
und einem schwachen Magnetfeld beschrieben.

Was hast du vor?

Autor: Johann (Gast)
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Das ist ein tolles Patent. (Sollte es in der Praxis realisierbar sein)

Ich möchte einerseits die Technik verstehen und realisieren können.
Dazu wünsche ich mir einen Aufbau, bei dem zumindest etwas herauskommt.

Anwendungen kann ich mir schon vorstellen. z.B. Einene Detektor für 
bestimmte Stoffe zur Prozesssteuerung oder Überwachung in der 
Chemie-Industrie. Aber das habe ich nicht vor umzusetzenen, das der Weg 
zu arbeits- und kapitalintensiv ist. Also, ich plane keine komerzielle 
Umsetzung.

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Allgemeiner Überblick über MRI:

The Basiscs of MRI, Joseph P. Hornak
http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/index.html

Understanding NMR Spectroscopy James Keeler:
Chapter 5: How the spectrometer works:
http://www.spectroscopynow.com/FCKeditor/UserFiles...
http://www.spectroscopynow.com/coi/cda/detail.cda?...

NMR Magnets P.Blümler:
http://www.econmr.org/datapool/page/30/magnets.pdf
http://www.econmr.org/bluemler/epaper/

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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(Teil 2, da Andreas nicht mehr als 5 Links pro Post erlaubt)

Überblick über Mobile NMR:
http://www.econmr.org/datapool/page/30/history_por...

Hier gibts 1 Tesla Magnete:
http://www.supermagnete.de/index.php

Gute Stichwort zum Suchen im Zusammenhang Materialprüfung: NMR Mouse

Autor: Johann (Gast)
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Herzlichen Dank für die shönen Links

Autor: Johann (Gast)
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Noch eine Frage.

Wie stellt man bei einem Impuls NMR den 2. Impuls ein?

Aus meiner Sicht gibt es 2 Arten von NMR.

1. Angelegtes Wechselfeld
2. Wechselfeld wir abgeschaltet, aber der Oszillaltor läuft weiter
3. Die Oszillatorspannung wird mir einem Mischer mit der Emfangsfrequenz
   multipliziert
4. Kleine Frequenzänderungen können erkannt werden.

--------------
Oder
----------
1. Impuls klappt die Spins um
2. Je nach Feldstärke laufen diese magnetischen Keisel
    verschieden schnell
2. Impul negativ  ... Die magnetischen  Kreisel drehen sich zurück.
   (die langsameren drehen sich auch langsamer zurück)
3. Nach der der selben Zeit wie zwischen erste und zweiten Impuls
   treffen alle Spins zusammen und können detektiert werden.
-----

Dazu hätte ich folgende Fragen:
In der Schaltung kann nur ein Impuls einer Polarität abgegeben werden. 
(Ein Enstufentransistor) . Muss man das etwa eine halbe Umdrehung der 
Spins abwarten und dann den zweiten Impuls ausgeben?

Der (Gilbert) Mischer  ist mir bei der Impulsmethode unklar. Ich hätte 
mir gedacht, dass bei der Impulsmethode im Zeitbereich ausgwertet wird.

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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Mal als Schlagwörter dazu:
- Spinumkehr
- Abschirmkonstante und Elektronendichte
- Spin-Spin-Kopplung
- chemische Verschiebung
- Trimethylsinal

Autor: hmm (Gast)
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Ein Puls ?

Nein. Der 1. Puls dreht die Spins um 90 Grad, sodass ein FID maximale 
amplitude haette. Da die Spulen bevorzugt eine hohe Puete haben, dauert 
es auch seine Zeit, bis dieser 90Grad Puls eingekoppelt worden ist. Je 
nach verfuegbarer Leistung ist der Puls laenger oder kuerzer. Der 
angeregte Frequenzbereich ist umgekehrt proportional zur Laenge. Mit 
wenig verfuegbarer Leistung ist der Puls eher lang, ein paar us. Wenn 
man sich zulange Zeit laesst ist aber auch nichts.

Autor: Johann (Gast)
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Kann man es so sehen:

Nach Meinung von  Hmm:

Der erste Impuls klappt die Spins um 90 Grad. Die drehen sich dann wie 
ein Kreisel. Da die Spulengüte sehr groß ist, wird durch den 2. Impuls 
die Spule auf Energie=Null gesetzt, sodass nur noch die Siganale vom 
Material detektiert werden.

Beispiel:
Ist die Resonanzfrequenz z.B. 1 Mhz, so setzt man den Gegenimpuls bei
1,5 us oder 2,5 us oder 3,5 us ... ?


Ich habe aber eine andere Information in einer Diplomarbeit gefunden.
Siehe Arbeit Seite 10.
Habe ich da etwas falsch verstanden?

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Vielleicht interessanter für einen Nachbau:

MAKE: DIY TSA... HOW TO - Make a "Safety spectrometer"
http://blog.makezine.com/archive/2008/11/safety_sp...

Messprinzip ist VIS/IR-Spektroskopie.

Den Aufbau auf AVR-Basis (Arduino) kann man vielleicht noch mit etwas UV 
und Fototransistoren mit anderen Kennlinien pimpen, IO-Pins sind noch 
frei. :-)

Autor: Dieter Stotz (bulova)
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Hallo Johann,

habe vor einiger Zeit bereits angefangen, so etwas zu realisieren. 
Leider fehlt mir die Zeit, um es fertig zu entwickeln. Die meiste Arbeit 
ist m. E. die Erarbeitung der Theorie. Falls es Dich interessiert, 
können wir ja in Kontakt bleiben.


Dieter

Autor: Dave <> (dave666)
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www.Bruker.de

Autor: kkkk (Gast)
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Ich arbeite mit den DIngern und ich kann DIr sagen woran das alles 
scheitert: Magnetfeldhomogenität. Du wirst Dir zu Hause kein Magnetfeld 
bauen können, was hinreichend homogen ist. Dadurch werden die 
Lamorfrequenzen alle möglichen Werte annehemen und das Auslesen wird 
unmöglich.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Wenn man das fehlende "r" ergänzt, findet auch Wikipedia die 
Larmorfrequenz
http://de.wikipedia.org/wiki/Larmorfrequenz
nach Sir Joseph Larmor (1857-1942)

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