CN101345116A - 有堵漏结构的用于磁共振波谱分析仪的开放型永磁体模块 - Google Patents

Abstract

有堵漏结构的用于磁共振波谱分析仪的开放型永磁体模块，它是一种开放型的永磁体模块，以解决现有磁共振波谱分析设备采用的超导磁体存在的体积和重量较大、维护成本较高的问题。上环柱形磁壳的磁化方向由靠近C形磁轭上臂的平行于竖直方向逐渐变化为垂直于竖直方向，上磁芯设置在上环柱形磁壳内，上磁芯的磁化方向平行于竖直方向，磁极的上端面设置在上磁芯的下端面上，磁极的下端面为凸凹环状结构，匀场线圈设置在靠近磁极下端面的位置上，所述下磁体的结构与上磁体相同，并且与上磁体上下对称设置在C形磁轭的下端面上，下磁体的下环柱形磁壳磁化方向与上环柱形磁壳的磁化方向上下对称，下磁体的下磁芯的磁化方向与上磁芯的磁化方向相同。

Description

有堵漏结构的用于磁共振波谱分析仪的开放型永磁体模块

技术领域

本发明涉及一种开放型的永磁体模块。

背景技术

目前用于磁共振波谱分析的磁体模块多数采用超导磁体，因为超导磁体提供的磁场具有均匀性好的优点，能够满足物质结构分析的要求，但超导磁体也存在体积和重量较大、维护成本较高的缺点。目前磁共振工业分析用波谱仪所采用的永磁体模块由于所提供的主磁场的均匀性相对超导磁体较差，无法满足磁共振波谱分析的高性能要求。

发明内容

本发明为解决现有磁共振波谱分析设备采用的超导磁体存在的体积和重量较大、维护成本较高的问题，提供一种有堵漏结构的用于磁共振波谱分析仪的开放型永磁体模块。本发明包括C形磁轭、上磁体和下磁体，所述上磁体包括上环柱形磁壳、上磁芯、磁极和匀场线圈，上环柱形磁壳设置在C形磁轭上臂的下端面上，上环柱形磁壳的磁化方向由靠近C形磁轭上臂的平行于竖直方向逐渐变化为靠近成像空间的垂直于竖直方向，上磁芯设置在上环柱形磁壳内并且上磁芯的上端面设置在C形磁轭上臂的下端面上，上磁芯的磁化方向平行于竖直方向，磁极的上端面设置在上磁芯的下端面上，磁极的下端面为凸凹环状结构，匀场线圈设置在成像空间中靠近磁极的下端面的位置上，所述下磁体的结构与上磁体相同，并且与上磁体上下对称的设置在C形磁轭的下端面上，下磁体的下环柱形磁壳磁化方向与上环柱形磁壳的磁化方向上下对称，下磁体的下磁芯的磁化方向与上磁芯的磁化方向相同。

有益效果：本发明的永磁体模块具有重量较轻、体积较小的优点，其重量只有几十公斤重，相对超导磁体可降低一到两个重量级，其体积只有普通超导磁体模块的1/4～2/3，由于将磁极的端面、匀场线圈以及梯度线圈综合优化设计，使成像空间内的均匀度达到10^-6，能够满足工业磁共振谱分析的要求；另外本发明的永磁体模块的成本较低廉，只有普通超导磁体模块的1/6或更小，相对超导磁体其维护成本更可忽略不计。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；图2是磁极2-3的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1，本实施方式由C形磁轭1、上磁体2和下磁体3组成，所述上磁体2由上环柱形磁壳2-1、上磁芯2-2、磁极2-3和匀场线圈2-4组成，上环柱形磁壳2-1设置在C形磁轭1上臂的下端面上，上环柱形磁壳2-1的磁化方向由靠近C形磁轭1上臂的平行于竖直方向逐渐变化为靠近成像空间4的垂直于竖直方向，上磁芯2-2设置在上环柱形磁壳2-1内并且上磁芯2-2的上端面设置在C形磁轭1上臂的下端面上，上磁芯2-2的磁化方向平行于竖直方向，磁极2-3的上端面设置在上磁芯2-2的下端面上，磁极2-3的下端面为凸凹环状结构，匀场线圈2-4设置在成像空间4中靠近磁极2-3的下端面的位置上，所述下磁体3的结构与上磁体2相同，并且与上磁体2上下对称的设置在C形磁轭1的下端面上，下磁体3的下环柱形磁壳3-1磁化方向与上环柱形磁壳2-1的磁化方向上下对称，下磁体3的下磁芯3-2的磁化方向与上磁芯2-2的磁化方向相同。磁极2-3的凸环横截面的形状为矩形或梯形时，对应的凹环的形状为矩形或三角形；上磁体2和下磁体3横截面的形状可以为正多边形、圆形、中空正多边形或圆环形；上环柱形磁壳2-1、下环柱形磁壳3-1、上磁芯2-2以及下磁芯3-2都可以采用多层磁性材料的结构，多层磁性材料还可以沿横截面的几何中心平均分成多份；匀场线圈2-4可采用平板式匀场线圈，匀场线圈2-4与磁极2-3之间可以填充一些不导磁的物质。

上磁芯2-2发出的磁力线在上环柱形磁壳2-1的作用下绝大多数都集中在成像空间4内，在由高导磁材料制成的C形磁轭1的成像空间4内形成初步均匀的磁场，但这个磁场并不能满足磁共振成像以及谱分析的需要；再将磁极和匀场线圈以及梯度线圈综合设计：首先通过将磁极2-3加工成凸凹环状结构可以实现对磁场的初步匀场，并进一步通过匀场线圈2-4实现精细匀场，使整个成像空间的主磁场的均匀度达到10^-6，从而达到工业磁共振谱分析的要求。

具体实施方式二：参见图1，本实施方式的上磁体2和下磁体3分别在具体实施方式一的基础上增加了梯度线圈2-5，两个梯度线圈2-5分别设置在成像空间4中靠近磁极端面的位置上。匀场线圈的部分匀场功能可以通过梯度线圈2-5来实现，匀场线圈2-4和梯度线圈2-5都设置在成像空间4中靠近磁极端面的位置上，匀场线圈2-4相对靠近磁极2-3或梯度线圈2-5相对靠近磁极2-3都能起到增加匀场精度的效果，梯度线圈2-5与匀场线圈2-4之间可以填充一些不导磁的物质。

具体实施方式三：参见图2，本实施方式在具体实施方式一的基础上增加了多个磁片5，每个磁片5都分别设置在磁极2-3靠近成像空间4一端的表面上。磁片5用于匀场，也可采用铁片部分或全部代替磁片5。

Claims (7)

1、有堵漏结构的用于磁共振波谱分析仪的开放型永磁体模块，它包括C形磁轭(1)、上磁体(2)和下磁体(3)，其特征在于所述上磁体(2)包括上环柱形磁壳(2-1)、上磁芯(2-2)、磁极(2-3)和匀场线圈(2-4)，上环柱形磁壳(2-1)设置在C形磁轭(1)上臂的下端面上，上环柱形磁壳(2-1)的磁化方向由靠近C形磁轭(1)上臂的平行于竖直方向逐渐变化为靠近成像空间(4)的垂直于竖直方向，上磁芯(2-2)设置在上环柱形磁壳(2-1)内并且上磁芯(2-2)的上端面设置在C形磁轭(1)上臂的下端面上，上磁芯(2-2)的磁化方向平行于竖直方向，磁极(2-3)的上端面设置在上磁芯(2-2)的下端面上，磁极(2-3)的下端面为凸凹环状结构，匀场线圈(2-4)设置在成像空间(4)中靠近磁极(2-3)的下端面的位置上，所述下磁体(3)的结构与上磁体(2)相同，并且与上磁体(2)上下对称的设置在C形磁轭(1)的下端面上，下磁体(3)的下环柱形磁壳(3-1)磁化方向与上环柱形磁壳(2-1)的磁化方向上下对称，下磁体(3)的下磁芯(3-2)的磁化方向与上磁芯(2-2)的磁化方向相同。

2、根据权利要求1所述的有堵漏结构的用于磁共振波谱分析仪的开放型永磁体模块，其特征在于当所述磁极(2-3)的凸环横截面的形状为矩形时凹环的形状为矩形，当所述磁极(2-3)的凸环横截面的形状为梯形时凹环的形状为三角形。

3、根据权利要求1所述的有堵漏结构的用于磁共振波谱分析仪的开放型永磁体模块，其特征在于上磁体(2)和下磁体(3)横截面的形状为正多边形、圆形、中空正多边形或圆环形。

4、根据权利要求1所述的有堵漏结构的用于磁共振波谱分析仪的开放型永磁体模块，其特征在于上环柱形磁壳(2-1)、下环柱形磁壳(3-1)、上磁芯(2-2)以及下磁芯(3-2)都采用多层磁性材料的结构，多层磁性材料沿横截面的几何中心平均分成多份。

5、根据权利要求1所述的有堵漏结构的用于磁共振波谱分析仪的开放型永磁体模块，其特征在于所述上磁体(2)和下磁体(3)分别增加了梯度线圈(2-5)，两个梯度线圈(2-5)分别设置在成像空间(4)中靠近磁极端面的位置上。

6、根据权利要求1所述的有堵漏结构的用于磁共振波谱分析仪的开放型永磁体模块，其特征在于它增加了多个磁片(5)，每个磁片(5)都分别设置在磁极(2-3)靠近成像空间(4)一端的表面上。

7、根据权利要求6所述的有堵漏结构的用于磁共振波谱分析仪的开放型永磁体模块，其特征在于磁片(5)的材质为铁。

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