ЯМР-спектрометры представляют собой стационарные автоматизированные приборы.

Работа ЯМР-спектрометров основана на принципе ядерного магнитного резонанса. Сигналы ЯМР отображаются в виде спектра и анализируются по двум параметрам - частоте и интенсивности. Анализ частот дает качественную информацию о локальном окружении атома. Интегральная интенсивность сигнала дает количественную информацию о химической структуре.

Для работы ЯМР - спектрометров используются криогенные магнитные системы на основе сверхпроводящих магнитов с индукцией постоянного магнитного поля от 7,05 до 23,5Тл.

Диаметры рабочих отверстий - 52/54/89мм. Выпускаемые приборы имеют рабочие частоты на ядрах водорода 300, 400, 500, 600, 700, 750, 800 и 900 МГц.

Управление процессом измерений осуществляется от внутреннего контроллера и PC-совместимого компьютера с помощью специального программного комплекса. Программируемым образом осуществляется настройка прибора, управление его работой, обработка выходной информации, сохранение и печать результатов.

ЯМР-спектрометр состоит из следующих элементов:

• - пульт управления, который включает в себя: основной компьютер, монитор, клавиатуру и виртуальную панель BSMS;

• - консоль электронного оборудования;

• - блок магнита, включающий также систему шиммирования (настройки однородности), предусилители (HPPR) и датчик.

С пульта управления оператором производится управление всеми функциями спектрометра.

Консоль выполнена в виде шкафа и содержит основное электронное оборудование современного цифрового спектрометра:

• -  систему контроля сбора данных (AQS), включающую синтезатор частоты, импульсный генератор; аналого-цифровой преобразователь;

• - блок управления системой стабилизации магнитного поля (BSMS) и блок управления шиммирующей системой;

• - устройство переменной температуры (VTU);

• - различные усилители (радиочастотный усилитель, приемник).

Различные устройства блока AQS генерируют радиочастотные импульсы для возбуждения образца и позволяют получить, усилить и оцифровать сигналы ЯМР, которые излучает образец. Блоку AQS принадлежит полный контроль управления спектрометром в ходе исследований.

Управление блоком BSMS осуществляется с клавиатуры или при помощи программы.

Основная функция устройства VTU - изменение температуры образца в заданном режиме или поддержание постоянного значения температуры.

Основная функция усилителей (передатчиков) - принять входящий сигнал и усилить его количественно.

Сверхпроводящий магнит создает магнитное поле, необходимое для передачи ЯМР.

Магнит является чрезвычайно чувствительным к внешним вибрациям прибором. Для подавления таких нежелательных воздействий магнит оснащен демпферной системой.

Система шиммирования служит для создания высокой однородности магнитного поля.

Основная функция предусилителя HPPR состоит в усилении сигналов, посылаемых образцом и регистрируемых на выходе из датчика.

Датчик служит для передачи импульсов возбуждения к образцу, а также для приема излучаемого им сигнала.

Для помещения, извлечения и вращения анализируемого образца в ЯМР-спектрометре используется сжатый воздух.

Общая схема работы прибора выглядит таким образом:

При помощи пневматического лифта образец помещается в датчик. Управляющий компьютер генерирует команду для импульсного генератора, который вырабатывает радиочастотный сигнал определенной формы частоты. Этот сигнал подается на вход линейного усилителя, с выхода которого попадает на радиочастотный контур датчика. После импульса регистрируемый в колебательном контуре сигнал усиливается в предусилителе и передается на основной усилитель. Усиленный сигнал при помощи аналого-цифрового преобразователя преобразуется в цифровой вид и конвертируется в конечный вид, т.е. в спектр ядерного магнитного резонанса.

ЯМР - спектрометры могут комплектоваться в дополнение к базовым моделям широким набором дополнительных устройств и принадлежностей.

Программное обеспечение реализуется в операционных средах Windows и Linux. Оно позволяет задавать и контролировать режимы анализа, рассчитывать результаты измерений, вводить и выводить накопленную информацию и представлять ее в виде таблиц, графиков, спектров, тестовых файлов и т.д. По специальному заказу спектрометры дополнительно комплектуются библиотеками одно- и двумерных спектров ряда веществ, что позволяет проводить идентификацию исследуемых образцов.

Комплект поставки определяется заказом и отражается в спецификации. Основной комплект включает: