永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體的製作方法

2023-05-11 05:58:46 3

專利名稱：永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體。
核磁共振波譜儀磁體有三種磁體可採用，即電磁鐵、超導磁體和永久磁體。磁體是核磁共振波譜儀的重要部件，它提供一個均勻的靜磁場。在共振頻率90MHz以下的譜儀磁體常採用永久磁體。因為電磁鐵的功率消耗很大，超導磁體附屬設備複雜，運行維護費用高。永久磁體因其工作可靠、價格較低、不需要寵大的配套設備，工藝簡單、體積小、輕便、經濟實用。但目前核磁共振波譜儀永磁體，是用鋁鎳鈷的永磁材料製作，主要問題是體積大，重量重，成本高，運輸、攜帶不便。例如西德BRUKER公司設計製造的minispec pc120譜儀磁體，工作間隙25毫米，磁場強度0.47特斯拉，以鋁鎳鈷永磁材料做磁源，磁體重達80公斤。
中國專利CN85103498「高均勻度磁場和永磁磁體」，CN89106300.5「大氣隙高均勻度永磁體」、CN89211502.5「節能電磁體」、CN90207606.X「複合永久磁體」，上述專利都未涉及到核磁共振波譜儀中採用釹鐵硼磁體。
本實用新型的目的是改進前述磁體的材料，提供了一種永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體，使結構簡單、體積小、重量經、性能穩定。
本實用新型由釹鐵硼永磁材料，二塊極板，二塊軛鐵，二個極頭，一對磁場強度補償線圈，二套極頭工作極面平行度調節裝置和四個磁分流微調螺釘組成。其特徵是磁體橫斷面有水平和垂直兩條對稱軸線，外輪廓為矩形。磁塊垛採用了去磁特性比較線性的釹鐵硼永磁材料，由相同尺寸的正方形磁塊對稱地碼裝在極板與極頭之間。和磁化方向重直的磁塊垛截面積與吸合在磁塊垛表面極頭表面積相等。工作間隙由左右極頭相隔而成。極頭工作極面直徑為工作間隙的4～6倍，工作區在工作間隙的中部。兩個極頭底部旋有非磁性合金穭板，並與螺栓、螺栓端蓋構成極頭工作極面平行度調節裝置。四個磁分流微調螺釘分別對稱旋在左右磁塊垛外側面的中心線上。緊貼左右磁塊垛的外側面上，套有用於調節工作間隙內磁場強度的補償線圈。
本實用新型通過以下技術方案來實現磁塊垛採用釹鐵硼稀土永磁材料做磁源。磁力線從極板中通過，與釹鐵硼磁塊垛、極頭、軛鐵構成磁迴路。磁路採用漏磁係數小，磁屏蔽性能好的箱形結構，以獲得更高的磁通量利用率。極板上旋有兩個螺釘，用於磁場強度分流的微調，每個螺釘旋進、旋出，由於磁分流原理而改變工作間隙內磁場強度。另有四個沉孔，用於連接軛鐵。
磁場強度補償線圈是由導線繞制在線圈框架外形成，在導線中通過一定強度的直流電流後，產生一個直流磁場，用於主磁場強度的補償。
調節裝置是由調節板、調節螺栓、調節螺栓端蓋組成。調節板用螺紋固定在極頭上，四個調節螺栓穿過極板上螺孔連接調節板，用來調整極頭工作極面的平行度，達到調整磁場均勻度的目的。
釹鐵硼永磁磁塊垛是磁體的恆定磁場源。碼裝在極板上的磁塊垛通過極板、軛鐵、極頭在工作間隙內形成恆定的靜磁場。


圖1是永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體正視圖。
圖2是永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體左視圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述根據圖1圖2可知，碼裝在極板(5)上釹鐵硼磁塊垛(10)通過極板(5)、軛鐵(6)、極頭(8)在工作間隙內形成恆定的靜磁場。將磁場強度補償線圈(11)套在粘合好的釹鐵硼磁塊垛(10)外部。磁場強度補償線圈是由導線繞制在線圈框架外，在導線中通過一定強度的直流電流後，在工作間隙內產生一個直流磁場，用於主磁場 強度的補償。把極頭(8)底面吸合在釹鐵硼磁塊垛(10)表面，極頭(8)是改善工作間隙內磁場均勻性。再把極頭工作極面調節板(7)用螺紋連接並固定在極頭(8)的底部。極頭(8)工作極面直徑125毫米、工作間隙25毫米時，磁場強度為0.47特斯拉，工作間隙內磁場不均勻度在直徑10毫米、高20毫米體積內小於10PPM。然後將四個極頭工作極面平行度調節螺栓(2)分別穿進極板(5)上的螺孔中並與極頭工作極面調節板(7)上的四個螺孔連接。再將四個調節螺栓端蓋(3)用端蓋固定螺釘(4)固定在極板(5)上。極板(5)上另鑽有螺孔，螺孔旋有磁分流微調螺釘(9)。將軛鐵(6)一端面用固定螺釘(1)固定在一塊極板(5)上，然後再用固定螺釘(1)將另一塊極板固定在軛鐵(6)另一端面，即確定了磁體兩極面的工作間隙。
核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體工作間隙可在10～50毫米之間，相對應的磁場強度變化可在0.23～1.18特斯拉。
極板、軛鐵是由純鐵加工而成。極頭由純鐵棒鍛打加工而成，其工作極面經粗磨、光學研磨。極頭工作極面平行度調節裝置是由非磁性材料加工而成。
本實用新型的優點是性能穩定，結構簡單，加工安裝方便，體積小，重量輕，成本低，運輸攜帶方便。當工作間隙25毫米，磁場強度0.47特斯拉時，在直徑10毫米、高20毫米園柱形體積內，磁場不均勻度小於10ppm。以釹鐵硼做磁源的磁體，總重量接近40公斤。還特別適用於德國BRUKER(布魯克)公司的Minispec pc100，Minispec Pc120等系列核磁共振波譜儀產品的配套使用。
權利要求1.一種由極板、軛鐵、極頭、磁場強度補償線圈和調節裝置等組成的永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體，其特徵是(1).磁源的磁塊垛選用釹鐵硼永磁材料；(2).尺寸相同的正方形磁塊對稱地碼裝在極板與極頭之間；(3).磁塊垛截面與極頭底表面積相等且前者與磁化方向相垂直；(4).磁迴路由極板、軛鐵、極頭和釹鐵硼磁塊垛構成。
2.根據權利要求1所述的一種永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體，其特徵是在極板上鑽有螺孔，螺孔內裝有微調螺釘和極頭工作極面平行度調節螺栓。
3.根據權利要求1所述的一種永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體，其特徵是釹鐵硼磁體兩極面的工作間隙距離範圍為10～50毫米，相對應的磁場強度變化範圍為0.23～1.18特斯拉。
專利摘要本實用新型公開了一種永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體，它由極板、軛鐵、極頭、磁塊強度補償線圈，調節裝置等組成。其特徵是磁塊垛採用釹鐵硼永磁材料做磁源，由相同尺寸的正方形磁塊對稱地碼裝在極板與極頭之間。極頭工作極面直徑125毫米，工作間隙25毫米，磁場強度0.47特斯拉。工作間隙內磁場不均勻度在直徑10毫米、高20毫米圓柱形體積內小於10PPM。該磁體性能穩定，結構簡單，加工安裝方便，體積小，重量輕，運輸攜帶方便。
文檔編號G01R33/20GK2142596SQ9223950
公開日1993年9月22日 申請日期1992年11月5日 優先權日1992年11月5日
發明者肖聖前, 張銘深, 喻啟生 申請人:中國科學院武漢波譜公司