一種帶有固定梯度的nmr磁體的製作方法
2023-05-02 08:02:56
一種帶有固定梯度的nmr磁體的製作方法
【專利摘要】一種帶有固定梯度的NMR磁體。本發明提供了一種應用於非勻場核磁共振技術的核磁共振磁體系統。該磁體系統可以在測量區域產生固定梯度的磁場，該磁場可以對液體和固體樣品進行核磁共振二維譜成像。該NMR磁體系統包括四塊純鐵製成的軛鐵、四塊稀土磁性材料和兩塊純鐵的梯度板。四塊磁性材料放置於軛鐵之中，它們的極化方向兩兩不同構成兩個磁迴路，在裝置的中心區域產生了較為均勻的測量磁場。兩塊梯度板放置於測量區域正上方和正下方，在測量區域產生了均勻遞減的一維梯度。
【專利說明】-種帶有固定梯度的NMR磁體
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及的核磁共振分析儀的磁體系統組件結構。
【背景技術】
[0002] 核磁共振分析儀能夠使被測樣品發生核磁共振現象，通過獲取被測樣品的核磁共 振信號來分析被測樣品的物質組成、內部結構和性質。
[0003] 核磁共振儀主要分為三大部分：磁體系統、譜儀系統和計算機部分。磁體系統是非 常重要的核心部分，它由主磁體、梯度線圈和射頻線圈組成。磁體系統提供了極化磁場、空 間編碼梯度磁場和產生射頻場的射頻項圈。譜儀部分控制射頻發射機和接收機，產生並執 行脈衝序列，同時接受核磁共振信號，完成圖像採集和傳輸。計算機部分控制譜儀，產生序 列信號，梯度波形型號，並控制掃描器的運行。在接受到返回的核磁共振信號後，計算機部 分要對信號進行處理，完成圖像重建，並輸出和顯示圖像。
[0004] 通過樣品的核磁共振回波，可以得到樣品的弛豫、擴散等性質。通過解析樣品的弛 豫和擴散性質可以獲得樣品中物質組成、流體類型、流體性質、孔隙介質、孔隙度和孔隙尺 寸等信息。
[0005] 現有的核磁共振分析儀的磁體可以產生均勻磁場。在均勻磁場下可以測得被測樣 品的核磁共振的弛豫性質。但是被測樣品的擴散性質只能在梯度場下測量。一些核磁共振 分析儀使用梯度線圈來產生梯度場，進而測量樣品的擴散性質。但是，梯度線圈具有產生渦 流、不夠穩定、增加儀器的複雜程度等不利因素。
【發明內容】
[0006] 為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種帶有固定梯度的核磁共振分析 儀磁體，可以實施核磁共振二維譜測量技術，同時得到被測樣品的弛豫和擴散性質，並且具 有結構簡單、不產生渦流、磁場穩定等優勢。
[0007] 傳統NMR磁體無法加裝梯度板從而產生一個方向上的固定梯度。本發明提出了一 種不同於傳統NMR磁體結構的設計。在本發明的設計便於加裝和拆卸梯度板，從而能夠靈 活地產生均勻磁場和在一個方向上具有固定梯度的不均勻磁場。
[0008] 本發明包括四塊軛鐵、四塊磁性材料和兩塊梯度板。四塊磁性材料內嵌於四塊軛 鐵之中。每兩塊相鄰的磁性材料的磁化方向相反，與四塊軛鐵一起構成了兩個磁迴路。在 不加兩塊梯度板時，中心測量區域產生均勻磁場，可用於實施均勻場核磁共振測量技術。將 兩塊梯度板緊貼上下兩塊軛鐵面向測量區域的一側放置，這時測量區域在一個方向上產生 遞減的梯度。帶有梯度的磁場可以實施非均勻場的核磁共振測量技術。
[0009] 梯度板由電工純鐵製成，長度與上下軛鐵的長度一致。梯度板的寬度比中心測量 區域稍寬。梯度板兩側的厚度不一致，稍厚的一側在測量區域產生較強的磁場，較薄的一側 在測量區域產生較弱的磁場。由此，測量區域的磁場從一側向另一側遞減，形成一個方向上 的梯度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發明小型核磁共振儀磁體組建三維結構。
[0011] 圖2是本發明磁體組建梯度板的三維示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 本發明的實施設計一種核磁共振分析設備。其可結合包括固定樣品的夾持器、譜 儀部分和計算機。不同於許多NMR磁體設計的均勻磁場。本磁體設計既可以產生均勻磁 場，又可以再加裝上下兩塊梯度板後，在一個方向上產生具有已知梯度的不均勻磁場。使用 該梯度板可以獲得靈活和低成本的磁體組件設計。
[0013] 本發明的磁體系統需結合射頻線圈，控制電路和計算機控制臺形成一套完整的核 磁共振儀後，將待測的樣品放置於中心測量區域，由控制電路控制射頻線圈發射脈衝序列， 再接受樣品的核磁共振回波信號。將回波信號進行處理，得到所需要的核磁共振測量數據。
【權利要求】
1. 一種應用於核磁共振二維譜測量的NMR磁體，其特徵包括：永磁性材料內嵌入軛鐵 的磁體結構和磁體帶有固定梯度板以便在測量區域產生一維梯度。
2. 對於權利要求1所述的核磁共振儀磁體，其特徵在於還具有使用的四塊磁性材料嵌 入四塊軛鐵之中。四塊磁性材料之中，每兩塊相鄰的磁性材料的磁化方向相反。
3. 對於權利要求2所述的NMR磁體組件，其特徵在於還具有：在不加裝梯度板時，磁性 材料和軛鐵在磁體系統的中心區域產生均勻度良好的磁場，可用於均勻場核磁共振測量技 術。
4. 對於權利要求1中所述的NMR磁體組件，其特徵還包括：上下兩塊梯度板由純鐵製 成，幾何結構完全相同的，並且是可拆卸的。
5. 對於權利要求4中所述的梯度板，其特徵還包括：兩塊梯度板長度與上下軛鐵的長 度相同，放置於測量區域的正上方，不需要固定裝置，可直接吸附在上下兩塊軛鐵上。
6. 對於權利要求4中所述的梯度板，其特徵還包括：梯度板的橫截面呈梯形，較厚的一 端能夠使測量區域產生較強的磁場，較薄的一端在測量區域產生較弱的磁場，從而使測量 區域的磁感應強度從一端向另一端遞減。
【文檔編號】G01N24/08GK104215921SQ201310208478
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年5月30日 優先權日:2013年5月30日
【發明者】王為民, 曲軼 申請人:北京大學