磁體系統及核磁共振探測裝置的製作方法

2024-02-07 11:21:15

本發明涉及核磁共振檢測技術，尤其涉及一種磁體系統及核磁共振探測裝置。

背景技術：

核磁共振檢測技術是利用核磁共振原理探測氫原子的技術。通過探測被測物內氫原子的含量和賦存狀態，能夠獲得被測物內各種成分的信息。目前小型單邊核磁共振系統，因其體型小巧，便於測量，並且不受到樣品位置和大小的限制等諸多優點而被廣泛應用。

現有的小型單邊核磁共振系統包括核磁共振探測裝置，核磁共振探測裝置包括磁體和天線，其中，磁體用於在被測物中產生靜磁場，以對被測物中的氫原子進行極化；天線用於向被測物發射射頻脈磁場脈衝，激發被測物中已經被靜磁場極化的氫原子，以此來產生核磁共振現象，同時還用於接收和採集所產生的核磁共振信號。

然而，現有的核磁共振探測裝置中的磁體只能產生梯度磁場或只能產生均勻磁場，在磁體只能產生梯度磁場的情況下，核磁共振探測裝置對均質性樣品探測效果較差，而在磁體只能產生均勻磁場的情況下，核磁共振探測裝置對層狀等非均質樣品探測效果較差，因此，通用性較差，探測效果不佳。

技術實現要素：

本發明提供一種磁體系統及核磁共振探測裝置，以提高核磁共振探測裝置的通用性及探測效果。

本發明一方面提供一種磁體系統，包括：

第一磁體單元，包括第一框架和第一磁條，所述第一磁條設置在所述第一框架內且能夠產生第一梯度磁場；

第二磁體單元，包括第二框架和多個第二磁條，所述第二框架的一側設有安裝槽，多個所述第二磁條設置在所述第二框架內，多個所述第二磁條沿所述安裝槽的周向間隔設置，多個所述第二磁條能夠產生第二梯度磁場；

其中，所述第二框架能夠通過所述安裝槽正向套設在所述第一框架外側以與所述第一框架正向組合，多個所述第二磁條能夠在所述第二框架與所述第一框架正向組合的狀態下圍繞所述第一磁條設置，且所述第一梯度磁場與所述第二梯度磁場矢量方向相反以形成第一均勻磁場。

本發明另一方面提供一種核磁共振探測裝置，包括天線和本發明所提供的磁體系統；所述磁體系統用於在被測物中產生靜磁場，以對所述被測物中的氫原子進行極化；所述天線用於向所述被測物發射射頻脈磁場脈衝，以激發被測物中已經被極化的氫原子，從而產生核磁共振現象。

基於上述，本發明提供的磁體系統，可應用在核磁共振探測裝置中，當需要利用核磁共振探測裝置對層狀等非均質樣品進行探測時，可利用第一磁體單元產生第一梯度磁場或利用第二磁體單元產生第二梯度磁場，以通過第一梯度磁場或第二梯度磁場對非均質樣品中的氫原子進行極化，再通過天線向非均質樣品發射射頻脈磁場脈衝，以激發非均質樣品中已經被極化的氫原子，從而產生核磁共振現象，完成對非均質樣品的探測。當需要利用核磁共振探測裝置對均質性樣品進行探測時，可將第一磁體單元的第一框架和第二磁體單元的第二框架正向組合，從而產生第一均勻磁場，以通過第一均勻磁場對均質性樣品中的氫原子進行極化，再通過天線向均質性樣品發射射頻脈磁場脈衝，以激發均質性樣品中已經被極化的氫原子，從而產生核磁共振現象，完成對均質性樣品的探測。由於磁體系統能夠產生梯度磁場和均勻磁場，因此使核磁共振探測裝置既能夠對非均質樣品進行有效探測也能夠對均質性樣品進行有效探測，因此提高了核磁共振探測裝置的通用性及探測效果。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種磁體系統的第一磁體單元的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種磁體系統的第二磁體單元的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種磁體系統在第一磁體單元和第二磁體單元正向組合狀態下的結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的一種磁體系統在第一磁體單元和第二磁體單元反向組合狀態下的結構示意圖；

圖5為本發明實施例提供的一種磁體系統的第三磁體單元的結構示意圖；

圖6為本發明實施例提供的一種磁體系統在第二磁體單元和第三磁體單元組合狀態下的結構示意圖。

附圖標記：

101：第一磁體單元；102：第一框架；103：第一磁條；

104：第二磁體單元；105：第二框架；106：第二磁條；

107：安裝槽；108：第三磁體單元；109：第三框架；

110：第三磁條；111：卡持件；112：第一卡持部；

113：第二卡持部。

具體實施方式

請參考圖1-3，本發明實施例提供一種磁體系統，包括：第一磁體單元101，包括第一框架102和第一磁條103，所述第一磁條103設置在所述第一框架102內且能夠產生第一梯度磁場；第二磁體單元104，包括第二框架105和多個第二磁條106，所述第二框架105的一側設有安裝槽107，多個所述第二磁條106設置在所述第二框架105內，多個所述第二磁條106沿所述安裝槽107的周向間隔設置，多個所述第二磁條106能夠產生第二梯度磁場；其中，所述第二框架105能夠通過所述安裝槽107正向套設在所述第一框架102外側以與所述第一框架102正向組合，多個所述第二磁條106能夠在所述第二框架105與所述第一框架102正向組合的狀態下圍繞所述第一磁條103設置，且所述第一梯度磁場與所述第二梯度磁場矢量方向相反以形成第一均勻磁場。

本實施例中的磁體系統，可應用在核磁共振探測裝置中，當需要利用核磁共振探測裝置對層狀等非均質樣品進行探測時，可利用第一磁體單元101產生第一梯度磁場或利用第二磁體單元104產生第二梯度磁場，以通過第一梯度磁場或第二梯度磁場對非均質樣品中的氫原子進行極化，再通過天線向非均質樣品發射射頻脈磁場脈衝，以激發非均質樣品中已經被極化的氫原子，從而產生核磁共振現象，完成對非均質樣品的探測。當需要利用核磁共振探測裝置對均質性樣品進行探測時，可將第一磁體單元101的第一框架102和第二磁體單元104的第二框架105正向組合，從而產生第一均勻磁場，以通過第一均勻磁場對均質性樣品中的氫原子進行極化，再通過天線向均質性樣品發射射頻脈磁場脈衝，以激發均質性樣品中已經被極化的氫原子，從而產生核磁共振現象，完成對均質性樣品的探測。由於磁體系統能夠產生梯度磁場和均勻磁場，因此使核磁共振探測裝置既能夠對非均質樣品進行有效探測也能夠對均質性樣品進行有效探測，因此提高了核磁共振探測裝置的通用性及探測效果。其中，多個第二磁條106可以折線形或弧線形排列，以便於實現對於第一磁條103的圍繞。

本實施例中，優選的，第一梯度磁場的強度參數、均勻度參數、梯度參數和探測體積參數與第二梯度磁場的強度參數、均勻度參數、梯度參數和探測體積參數均不相同。由此，可根據非均質樣品的不同情況選擇使用第一磁體單元101或第二磁體單元104，另外，由於第一梯度磁場和第二梯度磁場在進行核磁共振探測時所使用的工作頻率不同，因此可通過第一磁體單元101和第二磁體單元104的替換配合射頻天線發射不同頻率的射頻脈衝，以對非均質樣品進行不同頻率的比較分析。

請參考圖4，本實施例中，優選的，第二框架105能夠通過所述安裝槽107反向套設在所述第一框架102外側以與所述第一框架102反向組合，多個所述第二磁條106能夠在所述第二框架105與所述第一框架102反向組合的狀態下圍繞所述第一磁條103設置，且所述第一梯度磁場與所述第二梯度磁場矢量方向相同以形成第三梯度磁場。由於第三梯度磁場由第一梯度磁場與第二梯度磁疊加而成，因此，第三梯度磁場的強度參數、均勻度參數、梯度參數和探測體積參數與第二梯度磁場的強度參數、均勻度參數、梯度參數和探測體積參數均不相同。由此，可根據非均質樣品的不同情況選擇使用第一磁體單元101、第二磁體單元104或第一磁體單元101和第二磁體單元104的組合，另外，由於第一梯度磁場、第二梯度磁場、第三梯度磁場在進行核磁共振探測時所使用的工作頻率不同，因此可通過第一磁體單元101、第二磁體單元104以及第一磁體單元101和第二磁體單元104的組合的替換配合射頻天線發射不同頻率的射頻脈衝，以對非均質樣品進行不同頻率的比較分析。

請參考圖5和圖6，本實施例中，優選的，磁體系統還包括第三磁體單元108，包括第三框架109和第三磁條110，所述第三磁條110設置在所述第三框架109內且能夠產生第四梯度磁場，所述第二框架105能夠通過所述安裝槽107套設在所述第三框架109外側以與所述第三框架109組合，多個所述第二磁條106能夠在所述第二框架105與所述第三框架109組合的狀態下圍繞所述第三磁條110設置，且所述第二梯度磁場與所述第四梯度磁場矢量方向相反以形成第二均勻磁場，所述第二均勻磁場的強度參數和探測體積參數與所述第一均勻磁場的強度參數和探測體積參數均不相同。由此，可根據均質性樣品的不同情況選擇使用第一磁體單元101和第二磁體單元104的組合或第二磁體單元104和第三磁體單元108的組合，另外，由於第一均勻磁場和第二均勻磁場在進行核磁共振探測時所使用的工作頻率不同，因此可通過第一磁體單元101和第二磁體單元104的組合以及第二磁體單元104和第三磁體單元108的組合的替換配合射頻天線發射不同頻率的射頻脈衝，以對均質性樣品進行不同頻率的比較分析。

本實施例中，優選的，第四梯度磁場的強度參數、均勻度參數、梯度參數和探測體積參數與所述第一梯度磁場、第二梯度磁場和第三梯度磁場的強度參數、均勻度參數、梯度參數和探測體積參數均不相同。由此，可根據非均質樣品的不同情況選擇使用第一磁體單元101、第二磁體單元104、第四磁體單元或第一磁體單元101和第二磁體單元104的組合，另外，由於第一梯度磁場、第二梯度磁場、第三梯度磁場、第四梯度磁場在進行核磁共振探測時所使用的工作頻率不同，因此可通過第一磁體單元101、第二磁體單元104、第四磁體單元以及第一磁體單元101和第二磁體單元104的組合的替換配合射頻天線發射不同頻率的射頻脈衝，以對非均質樣品進行不同頻率的比較分析。

本實施例中，優選的，安裝槽107的兩側設有卡持件111，所述第一框架102的兩側設有第一卡持部112，所述卡持件111能夠在所述第二框架105通過所述安裝槽107套設在所述第一框架102外側的狀態下與所述第一卡持部112相卡持，以使所述第二框架105與所述第一框架102相對定位。當第二框架105通過安裝槽107套設在第一框架102外側時卡持件111便能夠與第一卡持部112相卡持，使第二框架105與第三框架109相對定位，由此，使第一框架102與第二框架105組合操作方便。

本實施例中，優選的，安裝槽107的兩側設有卡持件111，所述第三框架109的兩側設有第二卡持部113，所述卡持件111能夠在所述第二框架105通過所述安裝槽107套設在所述第三框架109外側的狀態下與所述第二卡持部113相卡持，以使所述第二框架105與所述第三框架109相對定位。當第二框架105通過安裝槽107套設在第三框架109外側時卡持件111便能夠與第二卡持部113相卡持，使第二框架105與第三框架109相對定位，由此，使第二框架105與第三框架109組合操作方便。

本發明實施例提供一種核磁共振探測裝置，包括天線和本發明任意實施例所述的磁體系統；所述磁體系統用於在被測物中產生靜磁場，以對所述被測物中的氫原子進行極化；所述天線用於向所述被測物發射射頻脈磁場脈衝，以激發被測物中已經被極化的氫原子，從而產生核磁共振現象。

本實施例中的核磁共振探測裝置，當被測物為層狀等非均質樣品時，可利用第一磁體單元101產生第一梯度磁場或利用第二磁體單元104產生第二梯度磁場，從而在被測物中產生的靜磁場為第一梯度磁場或第二梯度磁場，以通過第一梯度磁場或第二梯度磁場對非均質樣品中的氫原子進行極化，再通過天線向非均質樣品發射射頻脈磁場脈衝，以激發非均質樣品中已經被極化的氫原子，從而產生核磁共振現象，完成對非均質樣品的探測。當被測物為均質性樣品時，可將第一磁體單元101的第一框架102和第二磁體單元104的第二框架105正向組合從而產生第一均勻磁場，從而在被測物中產生的靜磁場為第一均勻磁場，以通過第一均勻磁場對均質性樣品中的氫原子進行極化，再通過天線向均質性樣品發射射頻脈磁場脈衝，以激發均質性樣品中已經被極化的氫原子，從而產生核磁共振現象，完成對均質性樣品的探測。由於磁體系統能夠產生梯度磁場和均勻磁場，因此使核磁共振探測裝置既能夠對非均質樣品進行有效探測也能夠對均質性樣品進行有效探測，因此提高了核磁共振探測裝置的通用性及探測效果。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。