一種帶有固定梯度的nmr磁體的制作方法
【專利摘要】一種帶有固定梯度的NMR磁體。本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于非勻場核磁共振技術(shù)的核磁共振磁體系統(tǒng)。該磁體系統(tǒng)可以在測量區(qū)域產(chǎn)生固定梯度的磁場，該磁場可以對液體和固體樣品進(jìn)行核磁共振二維譜成像。該NMR磁體系統(tǒng)包括四塊純鐵制成的軛鐵、四塊稀土磁性材料和兩塊純鐵的梯度板。四塊磁性材料放置于軛鐵之中，它們的極化方向兩兩不同構(gòu)成兩個磁回路，在裝置的中心區(qū)域產(chǎn)生了較為均勻的測量磁場。兩塊梯度板放置于測量區(qū)域正上方和正下方，在測量區(qū)域產(chǎn)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(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及的核磁共振分析儀的磁體系統(tǒng)組件結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 核磁共振分析儀能夠使被測樣品發(fā)生核磁共振現(xiàn)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(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
[0003] 核磁共振儀主要分為三大部分：磁體系統(tǒng)、譜儀系統(tǒng)和計算機(jī)部分。磁體系統(tǒng)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(tǒng)提供了極化磁場、空 間編碼梯度磁場和產(chǎn)生射頻場的射頻項(xiàng)圈。譜儀部分控制射頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，產(chǎn)生并執(zhí) 行脈沖序列，同時接受核磁共振信號，完成圖像采集和傳輸。計算機(jī)部分控制譜儀，產(chǎn)生序 列信號，梯度波形型號，并控制掃描器的運(yùn)行。在接受到返回的核磁共振信號后，計算機(jī)部 分要對信號進(jìn)行處理，完成圖像重建，并輸出和顯示圖像。
[0004] 通過樣品的核磁共振回波，可以得到樣品的弛豫、擴(kuò)散等性質(zhì)。通過解析樣品的弛 豫和擴(kuò)散性質(zhì)可以獲得樣品中物質(zhì)組成、流體類型、流體性質(zhì)、孔隙介質(zhì)、孔隙度和孔隙尺 寸等信息。
[0005] 現(xiàn)有的核磁共振分析儀的磁體可以產(chǎn)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(zhì)。但是被測樣品的擴(kuò)散性質(zhì)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(chǎn)生梯度場，進(jìn)而測量樣品的擴(kuò)散性質(zhì)。但是，梯度線圈具有產(chǎn)生渦 流、不夠穩(wěn)定、增加儀器的復(fù)雜程度等不利因素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)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(shí)施核磁共振二維譜測量技術(shù)，同時得到被測樣品的弛豫和擴(kuò)散性質(zhì)，并且具 有結(jié)構(gòu)簡單、不產(chǎn)生渦流、磁場穩(wěn)定等優(yōu)勢。
[0007] 傳統(tǒng)NMR磁體無法加裝梯度板從而產(chǎn)生一個方向上的固定梯度。本發(fā)明提出了一 種不同于傳統(tǒng)NMR磁體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在本發(fā)明的設(shè)計便于加裝和拆卸梯度板，從而能夠靈 活地產(chǎn)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(fā)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(nèi)嵌于四塊軛 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(gòu)成了兩個磁回路。在 不加兩塊梯度板時，中心測量區(qū)域產(chǎn)生均勻磁場，可用于實(shí)施均勻場核磁共振測量技術(shù)。將 兩塊梯度板緊貼上下兩塊軛鐵面向測量區(qū)域的一側(cè)放置，這時測量區(qū)域在一個方向上產(chǎn)生 遞減的梯度。帶有梯度的磁場可以實(shí)施非均勻場的核磁共振測量技術(shù)。
[0009] 梯度板由電工純鐵制成，長度與上下軛鐵的長度一致。梯度板的寬度比中心測量 區(qū)域稍寬。梯度板兩側(cè)的厚度不一致，稍厚的一側(cè)在測量區(qū)域產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場，較薄的一側(cè) 在測量區(qū)域產(chǎn)生較弱的磁場。由此，測量區(qū)域的磁場從一側(cè)向另一側(cè)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(fā)明小型核磁共振儀磁體組建三維結(jié)構(gòu)。
[0011] 圖2是本發(fā)明磁體組建梯度板的三維示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 本發(fā)明的實(shí)施設(shè)計一種核磁共振分析設(shè)備。其可結(jié)合包括固定樣品的夾持器、譜 儀部分和計算機(jī)。不同于許多NMR磁體設(shè)計的均勻磁場。本磁體設(shè)計既可以產(chǎn)生均勻磁 場，又可以再加裝上下兩塊梯度板后，在一個方向上產(chǎn)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(shè)計。
[0013] 本發(fā)明的磁體系統(tǒng)需結(jié)合射頻線圈，控制電路和計算機(jī)控制臺形成一套完整的核 磁共振儀后，將待測的樣品放置于中心測量區(qū)域，由控制電路控制射頻線圈發(fā)射脈沖序列， 再接受樣品的核磁共振回波信號。將回波信號進(jìn)行處理，得到所需要的核磁共振測量數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種應(yīng)用于核磁共振二維譜測量的NMR磁體，其特征包括：永磁性材料內(nèi)嵌入軛鐵 的磁體結(jié)構(gòu)和磁體帶有固定梯度板以便在測量區(qū)域產(chǎn)生一維梯度。
2. 對于權(quán)利要求1所述的核磁共振儀磁體，其特征在于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. 對于權(quán)利要求2所述的NMR磁體組件，其特征在于還具有：在不加裝梯度板時，磁性 材料和軛鐵在磁體系統(tǒng)的中心區(qū)域產(chǎn)生均勻度良好的磁場，可用于均勻場核磁共振測量技 術(shù)。
4. 對于權(quán)利要求1中所述的NMR磁體組件，其特征還包括：上下兩塊梯度板由純鐵制 成，幾何結(jié)構(gòu)完全相同的，并且是可拆卸的。
5. 對于權(quán)利要求4中所述的梯度板，其特征還包括：兩塊梯度板長度與上下軛鐵的長 度相同，放置于測量區(qū)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. 對于權(quán)利要求4中所述的梯度板，其特征還包括：梯度板的橫截面呈梯形，較厚的一 端能夠使測量區(qū)域產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場，較薄的一端在測量區(qū)域產(chǎn)生較弱的磁場，從而使測量 區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)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(yōu)先權(quán)日:2013年5月30日
【發(fā)明者】王為民, 曲軼 申請人:北京大學(xué)