CN101770003A - 可应用在低场核磁共振仪器中的变温探头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可应用在低场核磁共振仪器中的变温探头，包括：连接射频发射系统和信号接收系统的探头线圈；所述的探头线圈选用隔热性能极佳的材料；所述的探头线圈连接一个温度传感器；温度传感器与变温模块相连；变温模块与探头线圈相连；所述的探头线圈、温度传感器以及变温模块安置在由氮气组成的闭合环路内；本发明的有益效果是：通过加入变温模块，形成一个温度可控且可在零下15℃到零上100℃之间变化的探头；配套谱仪后即成为一套可变温低场核磁共振仪器，用于检测在不同温度下的样品，可用于研究样品的熔融点、凝结点及随温度变化的流变学等理化性质。

Description

可应用在低场核磁共振仪器中的变温探头
技术领域
本发明涉及一种探头，尤其涉及一种应用在低场核磁共振中的可变温探头线圈。
背景技术
探头是核磁谱仪的核心部件，它固定于磁体或磁铁的中心，为圆柱形，探头的中心放置装载样品的样品管。探头对样品发射产生核磁共振的射频波脉冲并检测核磁共振的信号。这两个功能常可由一个线圈来完成。因此，探头线圈在整个核磁共振仪器中有着举足轻重的地位。它既是发生核磁共振的激励源，又是NMR信号的探测器。所以把探头比作是NMR仪器的心脏，它既要能保证射频通道的功率有效地作用于样品，同时也要能高灵敏地检测出各种NMR信号。
由图1、图2可见：常规探头线圈结构十分简单，主要有线圈1和屏蔽盒2两大部分组成。图中：波导管3、玻璃样品管4、样品定位器5、电路部分6。对于常规要求的实验，此种结构的探头线圈，只要达到所需的灵敏性，就可完成实验。但是核磁共振实验中有很多信息能够从样品变温中得到。高温能用于减少大分子系统中的偶极子(diPolar)的加宽，降低粘度和改善溶解度。低温则用于隔离非稳态或易转换的基团。正由于这种应用广泛性的缘故，所以才想方设法去克服因变温而引起的一些困难，实现温度可控且可在一定范围内设定的适用于低场核磁共振仪器的探头。
由上述可知：传统的低场核磁共振探头往往只能在常温下进行实验，即在一个设定的常规温度下进行恒温实验。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种可应用在低场核磁共振仪器中的变温探头，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：连接射频发射系统和信号接收系统的探头线圈；所述的探头线圈选用隔热性能极佳的材料；所述的探头线圈连接一个温度传感器；温度传感器与变温模块相连；变温模块与探头线圈相连；所述的探头线圈、温度传感器以及变温模块安置在由氮气组成的闭合环路内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过加入变温模块，形成一个温度可控且可在零下15℃到零上100℃之间变化的探头；配套谱仪后即成为一套可变温低场核磁共振仪器，用于检测在不同温度下的样品，可用于研究样品的熔融点、凝结点及随温度变化的流变学等理化性质。
附图说明
图1是现有技术中探头结构示意图；
图2是图1的模块化示意图；
图3是本发明模块化示意图：
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
由图3可见：本发明包括：连接射频发射系统和信号接收系统的探头线圈；所述的探头线圈选用隔热性能极佳的材料；所述的探头线圈连接一个温度传感器；温度传感器与变温模块相连；变温模块与探头线圈相连；所述的探头线圈、温度传感器以及变温模块安置在由氮气组成的闭合环路内；
所述的隔热性能极佳的材料是真空绝热泡沫塑料；
所述的变温模块主要是由半导体加热模块、含有水冷循环系统的半导体冷却模块以及气道循环系统组成。
本发明将上述各部件通过连接形成一个闭环的回路，实现对线圈温度的监控；变温实验分加温和降温两类，有一个参数vtc，它是加温和降温的分界值。高于vtc的温度(比如vtc＝+25度或vtc＝+20度)被认为是加温，低于vtc的温度被认为是低温。温度设定低于vtc时，制冷程序启动，变温模块被制冷，流动的气体将经过冷却后到达探头，从而进行热交换，达到样品降温目的；温度设定高于vtc时，加热程序启动，变温模块被加热，流动的气体将经过加热后进入探头，进行热交换后实现样品升温的目的。整个闭环系统的气体流通是通过氮气的流动带动实现的。因此进行变温实验前，必须首先检查气流是否正常。
本发明是在传统线圈的基础上，通过重新设计线圈内部结构，选用隔热性能极佳的材料，并在整个线圈内样品位置配置温度探测传感器，在线圈外部建立变温模块，形成一个闭环的可控温系统。通过让氮气进入变温模块然后再导入样品线圈内，使样品达到所设置的温度。样品温度可控制在零下15℃到零上100℃之间的任意一个温度，使变温低场核磁共振仪器能够检测在不同温度下的样品，由此研究样品的熔融点、凝结点及随温度变化的流变学等理化性质。

Claims (3)

1.一种可应用在低场核磁共振仪器中的变温探头，包括：连接射频发射系统和信号接收系统的探头线圈；其特征在于：所述的探头线圈选用隔热性能极佳的材料；所述的探头线圈连接一个温度传感器；温度传感器与变温模块相连；变温模块与探头线圈相连；所述的探头线圈、温度传感器以及变温模块安置在由氮气组成的闭合环路内。
2.根据权利要求1所述的可应用在低场核磁共振仪器中的变温探头，其特征在于：所述的隔热性能极佳的材料是真空绝热泡沫塑料。
3.根据权利要求1所述的可应用在低场核磁共振仪器中的变温探头，其特征在于：所述的变温模块主要是由半导体加热模块、含有水冷循环系统的半导体冷却模块以及气道循环系统组成。
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