CN104106116B - 极片 - Google Patents

Abstract

公开了极片设计。在一些实施方式中，极片包括背面，该背面包括至少一个通道。在一些实施方式中，极片包括至少一个孔以用于接收配合的匀化杆。还公开了包括该极片的磁体阵列和磁共振装置以及根据实施方式的磁体阵列与极片的使用。

Description

极片

技术领域

本发明的主题涉及极片及其使用。

参考文献

相关背景文献包括：

1.Ernst,R.R.,Bodenhausen,G.和Wokaun,A.的“Principles of NuclearMagnetic Resonance in One and Two Dimensions”，International Series ofMonographs on Chemistry-14,Oxford University Press,1990。

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5.Hamermesh,M.的“Group Theory and its Application to PhysicalProblems”，Reading,MA,Addison-Wesley,1962。

6.Bloch.F等人的“Innovating Approaches to the Generation of IntenseMagnetic Fields:Design and Optimization of a 4 Tesla Permanent Magnetic FluxSource”，IEEE Transactions on Magnetics 34,p2465,1998。

7.由申请人拥有的且题目为“METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCINGHOMOGENEOUS MAGNETIC FIELDS”的公开号为US2011/0137589的美国专利申请以及于2010年12月1日提交的公开号为WO2011/066652的PCT申请。

8.Utsumi的于1971年10月5日授权的美国专利3,611,223。

9.Double等人的于1978年6月6日授权的美国专利4,093,912。

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14.Abele的于2007年4月3日授权的美国专利7,199,689。

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17.2009年5月21日公开的第2009/0128272 A1号美国专利申请公开“HALBACHMAGNET ARRAY FOR NMR INVESTIGATIONS”。

18.2010年9月30日公开的第2010/0244828 A1号美国专利申请公开“ADJUSTABLEPERMANENT MAGNET ASSEMBLY FOR NMR AND MRI”。

在法律允许的情况下，所有参考文献在此通过整体引用并入本文。

背景技术

在许多技术领域，期望仔细控制磁场的空间分布。良好控制的磁场在核磁共振(NMR)光谱学和其他磁共振(MR)应用中是特别重要的。在许多NMR光谱学实验中，强的静磁场应用在包含所研究的样本的空间区域中，并且期望该磁场尽可能是空间均匀的以便在样本的磁响应中观察到重要的但微妙的变化。还期望在许多NMR应用中具有与实际一样强的静磁场。

至少三类磁体已经用于在NMR设备中提供强的静磁场：超导电磁体、电阻式电磁体、以及永磁体。在期望低成本、低维护或可携带性的情况下，永磁体或永磁体阵列可以是有利的。

在实践中，永磁体常附有极片。术语“极片”在本文中更全面地定义但一般是指置于磁体附近以有助于磁场或形成磁场的磁性导磁材料片。

发明内容

在一个实施方式中公开了一种极片，其包括背面、正面和端部并具有长度，其中背面包括至少一个通道。

在替代的实施方式中，至少一个通道延伸该长度的基本全部。

在替代的实施方式中，极片包括多于一个的通道。

在替代的实施方式中，通道延伸该长度的一部分。

在替代的实施方式中，通道包括表面，该表面：

a)是基本平滑的；或

b)基本成脊状；或

c)包括突出和凹陷中的至少一个。

在替代的实施方式中，极片包括定位器，该定位器可致动以调整极片的位置。

在替代的实施方式中，极片还包括正面并且该正面包括：

a)至少一个脊；或

b)至少一个凹槽；或

c)至少一个脊和至少一个凹槽。

在替代的实施方式中，极片适于接收至少一个配合的匀化杆插入其中。

在替代的实施方式中，极片还包括至少一个匀化杆。

在替代的实施方式中，极片包括阴螺纹，并且匀化杆包括配合的阳螺纹使得匀化杆可被拧入极片中。

在替代的实施方式中，公开了包括至少一个根据一个实施方式的极片的磁体阵列。

在另一些实施方式中，公开了用于匀化磁场的方法，该方法包括使用极片匀化磁场的步骤，其中该极片包括限定通道的背面。

在替代的实施方式中，公开了一种方法，该方法包括调整至少一个匀化杆的步骤，其中该调整基于：

a)该磁场的模拟或；

b)从测量的磁场图提取的磁场参数，从而匀化该磁场。

在替代的实施方式中，公开了用于在样本中引起磁共振的装置，该装置包括根据一个实施方式的极片。

在替代的实施方式中，公开了根据一个实施方式的极片用于匀化磁场的应用。

在替代的实施方式中，公开了根据一个实施方式的极片用于匀化磁场的应用，该匀化包括使用定位器定位该极片。

在替代的实施方式中，公开了使用根据一个实施方式的极片所匀化的磁场。

在替代的实施方式中，公开了根据实施方式的极片用于在样本中引起或观察磁共振的应用。

在替代的实施方式中，公开了包括根据一个实施方式的极片的磁共振装置。

根据如附图所示的以下对选择的实施方式的详细说明，本发明的特征和优点将是显而易见的。所公开的主题能够在各个方面进行修改，均不背离本文主题的范围。因此，附图和说明实际上被认为是示例性的，而非限制性的。

附图说明

图1是基于Halbach圆柱的磁体组件的示意性剖面图。

图2是Halbach型磁体阵列和极片的配置的示意性剖面图。

图3A至3J是根据第一实施方式的极片的一系列视图。

图3A是该实施方式的立体图。

图3B是根据图3A的实施方式的背面的图。

图3C是根据图3A的实施方式的正面的图。

图3D是沿图3B的线Y-Y的横截面。

图3E是沿图3B的线X-X的横截面。

图3F是沿图3B的线Z-Z的横截面。

图3G是根据图3A的实施方式的第一端视图。

图3H是从图3G的相对端所看的视图。

图3I是根据图3A的实施方式的第一侧视图。

图3J是从图3I的相对侧所看的视图。

图4A至4H是根据第二实施方式的极片的一系列视图。

图4A是该实施方式的立体图。

图4B是根据图4A的实施方式的背面的图。

图4C是根据图4A的实施方式的正面的图。

图4D是沿图4B的线Y-Y的横截面。

图4E是沿图4B的线X-X的横截面。

图4F是沿图3B的线Z-Z的横截面。

图4G是根据图4A的实施方式的第一端视图。

图4H是从图4G的相对端所看的视图。

图5A到5C是第三实施方式的视图。

图5A是该实施方式的立体图。

图5B是根据图5A的实施方式的背面视图。

图5C是沿图5A的线X-X的剖面图。

图6A到6C是第四实施方式的视图。

图6A是该实施方式的立体图。

图6B是根据图6A的实施方式的背面视图。

图6C是沿图6A的线Y-Y的剖面图。

图7A到7H示出了第八实施方式。

图7A是该实施方式的立体图。

图7B是根据图7A的实施方式的第一侧视图。

图7C是从图7B的相对侧所看的视图。

图7D是与图7B和7C垂直所取的实施方式的俯视图。

图7E是沿图7H的线Y-Y所取的横截面。

图7F是根据图7A的实施方式的第一端视图。

图7G是从图7F的相对端所取的视图。

图7H是从图7D的相对面所取的仰视图。

图7I是沿图7D的线X-X的剖面图。

图8A、8B和8C是替代实施方式的剖面图。

图9A是第五实施方式的立体图。

图9B是根据图9A的实施方式的背面视图。

图9C是根据图9A的实施方式的端视图。

图9D是沿图9B的线X-X的剖面图。

图10A是第六实施方式的立体图。

图10B是根据图10A的实施方式的背面视图。

图10C是根据图10A的实施方式的端视图。

图10D是沿图10B的线X-X的纵剖面。

图11A是第七实施方式的立体图。

图11B是根据图11A的实施方式的背面视图。

图11C是根据图11A的实施方式的端视图。

图11D是沿图11B的线Y-Y的横截面。

图11E是沿图11B的线X-X的横截面。

图12是第九实施方式的剖面图。

图13是根据图6在初始位置具有匀化杆的极片。

图14A到14L示出了与该实施方式的正面相关的边缘边框。

图14A和14B示出了在一个实施方式的正面上的边框的第一实施方式。

图14C和14D示出了在一个实施方式的正面上的边框的第二实施方式。

图14E和14F示出了在一个实施方式的正面上的边框的第三实施方式。

图14G和14H示出了根据一个实施方式的边缘边框的表面的纹理。

图14I示出了具有凹槽的边缘边框的实施方式的立体图。

图14J是根据图14I的实施方式的正面视图。

图14K是沿图14J的线X-X的剖面图。

图14L是图14K的区域Z的放大图。

具体实施方式

术语

在本公开中，规定数量的元件的表述应理解为包括该种元件的任何更大数量的可能性。因此，例如，极片包括两个匀化杆(shimming rod)的表述表示极片包括至少两个匀化杆，但是可包括2、3、4、5、6、7、8、9、10个或大于二的任何数量的匀化杆，极片包括通道或一个通道的表述类似地表示该极片包括至少一个通道，但是可包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或大于一的任何数量的通道。类似地，对一组元件中的个别元件的引用表示该些元件中的任一个或一个以上的元件具有特定的属性或特征。

在本公开中，当术语“调整(adjustment)”被用于极片、匀化杆、磁共振装置或相关结构、操作或参数的任何方面时，是指可预期的任何类型的可能的调整并包括可预期的任何类型的可能的调整。因此，例如，对匀化杆的调整包括物理调整，如尺寸、位置、方向、长度、直径、形状、材料等的变化，并且也包括电流在杆中的感应或应用，或者包括可预期在初级磁场或近似磁场上修改杆的磁性或以其它方式调整杆的效果的任何其他步骤。

在本公开中，术语“样本”具有其与本公开均匀的最广泛的可能含义，并且指可以或可以期望使用磁场检测或测试的任何项或材料或者是在其中可期望感应或测量或探测磁共振的任何项或材料，或是可期望使用本文所公开的主题的实施方式检测的任何项或材料。在具体的实施方式中，样本包括(include或comprise或consist of)固态物体和材料以及非固态物体和材料、有生命的、无生命的或死的材料、化学品、结构、设备、气体、液体以及固体或上述任何项的任何组合。在具体的实施方式中，并且不具有限制性，样本包括一个或多个有机体或组织并且该有机体或组织是植物、动物和微生物或包括植物、动物和微生物，并包括人和动物对象或它们的部分。在不限制的情况下，术语样本包括有生命的、死的或无生命的任何种类的实验对象或医学对象。

在本公开中，术语“极片”是指放置在初级磁体附近用于产生或形成初级磁场的至少一片磁性导磁材料或旨在放置在初级磁体附近用于产生或形成初级磁场的至少一片磁性导磁材料。在实施方式中，极片和包括极片的组件适于在密闭空间中使用，并且通过示例而非限制的方式，在实施方式中，极片和包括极片的组件适于在中央空间或磁体阵列的腔中使用，该磁体阵列在一些实施方式中是Halbach阵列，而在一些实施方式中是磁共振设备。在具体的实施方式中，极片由任何适当的材料组成或包括任何适当的材料，其中适当的材料包括而不限于铁、钴、镍和它们的合金；并且极片可以是任何适当的形状和大小。在具体的实施方式中，极片的横截面大致为棱形，或大致为梯形并且具有正面或背面或者具有正面和背面或者具有正面、背面、端部和长度。应理解，在使用中，极片的正面是极片的以下表面或包括极片的以下表面，即朝向或接近限定的体积或样本体积或样本并远离极片试图影响其磁场的下方磁体或相关磁体。相反地，极片的背面是指极片的以下表面或该表面的一部分，即接近极片试图影响其磁场的一个或多个磁体，并且远离其中定位有样本的、限定的体积或样本体积。因此应理解，在通常横截面为梯形的实施方式中，尽管极片的侧部和背面通常分配有不同的参考数字以用于清楚地说明，但是在一些实施方式中，侧部被理解为形成极片背面的一部分，并且在一些实施方式中通道被包括在极片的背面中的表述考虑了通道位于极片的侧部的可能性。在磁体被装配到封闭或部分封闭限定体积或样本体积的阵列中的情况下，与阵列的部件磁体相关的极片具有向内朝向接近由阵列包围的体积中心的限定体积或样本体积的正面，并且具有向外定向并接近环绕的初级磁体的背面。应理解，根据实施方式的极片具有细长的面并且在一些实施方式中它们为适当形状的板的形式。在一些实施方式中极片具有一个以上的正面，并且在一些实施方式中极片具有一个以上的背面。在一些实施方式中，极片的正面基本上为平的或在其表面的部分或全部上基本弯曲。

在一些实施方式中，正面是由边框(rim)(也称作边缘、卷边或其他的类似术语)限定在一个或多个边缘上。应理解在通常用法中这些结构也可被称作“脊(ridge)”，但本文避免该术语以免与所考虑的其它脊结构混淆。在一些实施方式中正面适合于在其上安装匀场面板(shim panel)。在一些实施方式中极片被形成为与相关磁体或磁体阵列配合。在一些实施方式中但没有限制，极片适合于接收匀场杆或匀场面板或与匀场杆或匀场面板配合，以便被保持或定位或者接收杆或其他安装结构或固定结构，或者被形成为通过用户按期望调整它们的磁性或其他性质。在一个实施方式中，极片约为3.5英寸长，并且其正面约为1.1英寸宽。横截面基本为梯形，其中在正面和有角度的侧部之间具有60度的二面角以及在背面和侧部之间具有120度的二面角，从而极片可紧密地安装到六边形横截面的腔中。梯形从正面到背面的高度约为0.32英寸。极片的正面上的边缘边框横跨极片的长度，并且约为0.04英寸高(在与正面垂直的维度中)以及约为0.06英寸宽。背面包括通道，该通道为大约1.80英寸长、0.39英寸宽以及0.24英寸深的长方体的形式。在包括匀化杆的一个变型实施方式中，容纳匀化杆的孔的直径可以约为0.12英寸并且带有螺纹以接受匀化杆。在实施方式的一个实施方式中，匀化杆的长度大约为两英寸。应理解上述尺寸的全部在不同的实施方式中可以用各种方法调整以适合特定的需求并且所有这些修改将由本领域的技术人员更好地理解并容易地实现。

用于极片的各种形状、尺寸、材料和构造将由本领域的技术人员容易地识别并实现。在附图中示出根据实施方式的极片设计的示例。

在本公开中，术语“位置”是指并包括项或物体的位置的所有方面。没有限制地，位置是指物体在一维、二维或三维中的位置，并包括物体在任何维度中的方位。在本公开的部分中，位置是指极片的位置并包括极片在任何维度中的平移或旋转的位移。

在本公开中，术语“定位器”是指可用于调整极片或匀化杆的位置或者极片和其相关的匀化杆或插入的匀化杆的位置的任何装置或组件。在一些实施方式中，定位器包括或具有与其相关的杆、支架、夹子、棍、极点、插脚、螺钉、螺栓、滑动件、棘轮、凹处、安装件或用于以任何方式调整极片的位置的任何其他适当的结构。在具体的实施方式中，定位器包括一个或多个螺纹杆或螺钉，其中螺纹杆或螺钉的大小和间距可根据需要选择以便进行幅度和程度的调整。在该类型的实施方式中，应理解杆或螺钉的受控旋转将引起杆或螺钉的位移从而对极片施加定向力，或者极片可能通过与杆或螺钉的接合而移动。不论何种情况，螺纹或螺钉的运动将决定极片的运动，以及杆或螺钉的方位或位置并且它们的旋转程度将决定极片运动的程度和方向。在具体的实施方式中，极片可利用安装杆固定或限制，并且在一些实施方式中，这种杆形成定位器的一部分或与定位器配合以根据用户所确定的参数来定位极片。在一些实施方式中，这种定位杆为非铁磁体，并且本领域的技术人员会理解在替代的实施方式中根据用户的需要，定位器的一些或所有元件为可导磁的或不可导磁的、铁磁体的或非铁磁体的。应理解，本领域的技术人员会参考材料对周围磁场的性质的效果或效果的缺乏来选择材料。如在图1和图12中大体示出的，在用于Halbach圆柱的情况下，根据实施方式的极片被定位在阵列的中央腔中并封闭或部分地封闭期望的样本体积。

在一些实施方式中，定位器包括可与在极片中的配合螺纹孔接合的螺纹杆。在一些实施方式中，匀化杆孔可用作用于接收这种螺纹定位杆的孔。应理解在考虑的布置中，定位杆的旋转将用于相对于螺纹杆移置极片或极片的一部分。因此，杆的旋转用于调整极片在可控制的增量中的位置。在其他实施方式中，定位器包括螺纹杆或其他可与极片上的配合的指定区域接合的机械联动装置，这允许通过可由用户通过操作定位器而控制的、施加于极片上的力或扭矩来调整极片的位置或方位。如本文所使用的，用于定位杆(包括匀场杆和定位杆)、用于定位极片以及用于定位杆和极片的多种其他装置将由本领域的技术人员容易地识别并实现，并且所有这些替代通过术语“定位器”和类似术语考虑。

在本公开中，术语“极片组件”是指极片与一个或多个附属结构的组合。在一些实施方式中，该附属结构包括但不限于一个或多个匀场面板、匀化杆(也称作匀场杆)、安装杆或定位杆、定位器的部分或全部、框架，并且在一些实施方式中极片组件包括前述中的不止一个或全部。在一些实施方式中，极片组件适于与初级磁体或初级磁体阵列或一个或多个附加极片组件配合，或者适于安装在初级磁体或初级磁体阵列或一个或多个附加极片组件中，或者适于与初级磁体或初级磁体阵列或一个或多个附加极片组件安装或接合或容易地装配。术语“中央笼(central cage)”或“笼(cage)”是指一种形式的极片组件并且包括适当安装以用于插入磁体阵列的中央腔的预先装配的极片对、或其他数字的极片组。在图7中示出笼的一种实施方式的示例。

在本公开中，术语“通道”在参考极片使用的情况下，是指在极片的表面中的通道、凹槽、凹处、凹陷或凹面的任何形式，以及对极片体积的任何内部调整以减小或改变极片内的限定体积中的导磁率。因此，没有限制地，在替代实施方式中，通道包括在表面打开的或在表面没有打开的或在表面部分打开的、在极片上所形成的孔，或具有封闭顶部的中空凹槽，或在极片内部钻成或以其它方式切割或形成的孔。在一些实施方式中，一个或多个通道设置在极片的背面上，并且在设置有多个通道的情况下这些通道可具有相同或不同的长度、宽度或深度。在替代实施方式中，通道具有圆角(倒角)或具有椭圆的、圆的、半圆的、三角形的或梯形的横截面，或者为弯曲的或非线性的，或者为打开的或有盖的，或者包括匀化孔或者在一侧上没有打开。

在一些实施方式中，通道填充具有期望的磁性性质的任何期望材料，或者以用户期望的方式选择以加强、减轻、增强、减小、或以其它方式修改或调整极片的物理性质和磁性的任何期望的材料。在一些实施方式中，通道延伸极片的全部或基本全部长度，以及在一些实施方式中通道延伸极片长度的一部分，该部分可基本小于所述极片的长度并且可大于或小于极片长度的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％。在设置多个通道的情况下，在一些实施方式中多个通道具有基本相同的尺寸并且在替代实施方式中通道具有不同的尺寸。在一些实施方式中，通道的一个或多个内表面可选地具有各种方式的纹理，并且在一些实施方式中通道的一个或多个内表面部分或基本全部为平滑的、脊状的、波纹状的、凹槽的、微凹的，并且在一些实施方式中具有突出或凹处或者具有突出和凹处，并且在一些实施方式中任何凹槽、脊、波纹、刻痕和其他延伸表面特征在任何期望的方向上定向。应理解，无论是呈现在极片的通道中或正面或其他表面上，脊可具有一定范围的几何尺寸并且在特定的实施方式中脊具有均匀的横截面、均匀的高度、均匀的间隔、均匀的长度和均匀的方位。在替代实施方式中，脊具有不均匀的横截面、不均匀的高度、不均匀的间隔、不均匀的长度和不均匀的方位并且在一些实施方式中为有凹口的。所有这些表面修改将由本领域的技术人员容易地理解并实现以适应特定的目的。

在替代的实施方式中，通过切割、预成形、压缩或任何其他合适的方法产生通道。在一些实施方式中，一个或多个通道延伸极片的整个长度。在其他实施方式中，一个或多个通道仅延伸极片长度的一部分，或者延伸基本小于极片的长度。在设置有多个通道的情况下，这些通道可根据用户的要求以相同的方式或者以不同的方式确定大小、成形并填充。在一些实施方式中，极片包括一个通道并且在替代的实施方式包括两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个或者更多个通道。在设置有多个通道的情况下，在一些实施方式中这些通道延伸极片长度的一部分或全部，或者对称地布置，或者不对称地布置，或者纵向定向或横向定向或者具有相同或不同的长度、深度、宽度，或者具有相同或不同的几何尺寸或性质。在包括一个以上的通道的实施方式中，应理解在替代的实施方式中这些通道具有相等的或不同的长度，并且可相等地或不同地间隔。类似地，在一些实施方式中通道可以为直的或弯曲的并且沿它们的长度或宽度可以为连续的或不连续的。

在本公开中，术语“匀化杆(shimming rod)”是指用于调整接近极片的磁场的匀化杆，术语“匀化孔(shimming hole)”是指被成型且规定尺寸以接受配合的匀化杆插入其中的、极片中的孔。在一些实施方式中，匀化杆由磁性导磁材料制成，其中该磁性导磁材料的导磁率与极片本身的导磁率类似或相同，或者在替代的实施方式中两者是不同的。根据特定的实施方式的匀化杆和孔为圆柱形的，或者多边形的或者具有任何其他横截面，并且匀化杆和孔可选地以各种方式形成以允许对相对于极片调整来定位匀化杆具有期望数量的自由度。在具体的实施方式中但非限制地，匀化杆和孔具有基本规则的或不规则的横截面并且基本为圆形的、椭圆形的、三角形的、矩形的、正方形的、偏菱形的、五边形的、六边形的、七边形的、八边形的、九边形的、十边形的或者具有3、4、5、6、7、8、9、10个或更多侧部。应理解匀化孔不必在所有侧部封闭，因此在一些实施方式中，匀化孔为沿一侧打开的凹槽、凹陷或通道。还应理解在一些实施方式中，匀化杆相对于极片定位，但没有插入极片中，以及根据其他实施方式的极片包含配合的通道或孔以容纳匀化杆。在一些实施方式中，电流被施加到匀化杆，或者匀化杆以其它方式被处理以修改其磁性，以及在一些实施方式中这种处理或电流应用是动态的，并且在一些实施方式中是响应输入的，以及在一些实施方式中该输入来自于用户或来自关于对被匀化的磁场建模或监测或测量或预测。也应理解，在定位杆或匀化杆被旋转或将通过相互螺纹与配合孔接合的情况下，杆和孔的几何尺寸被调整以便于使用。应理解描述“螺纹地(threadingly)”可替代地用于描述这种相互螺纹接合。应理解在本文中，在涉及与极片相关联的匀化杆的情况下，是指该匀化杆接近于极片，以及在一些实施方式中的匀化杆被插入极片中，以及在一些实施方式中，匀化杆仅定位在极片外但是与该极片隔开一定距离。通过示例但非限制的方式，在图7中被指示为元件732的匀化杆没有被插入极片中，而被插入总体指示为700的笼结构中，并且被理解为与包含在笼结构700中的至少一个极片“相关联”。

在一些实施方式中，匀化杆是螺纹的并且在接收匀化杆孔的内表面上接合配合的相互螺纹。在一些实施方式中，该螺纹接合用于定位杆并用于将杆固定到孔中，并且杆和杆接收孔的几何尺寸被选择为允许必要的旋转。互相接合或定位匀化杆和极片的多种替代的装置对本领域的技术人员将是显而易见的。

在本公开中，术语“匀化”是指用于抑制磁场不均匀性的任何方法，包括但不限于由磁体阵列生成的初级场中的不均匀性。为了更大的确定性，应理解术语匀化包括主动匀化和被动匀化，在主动匀化中匀化效果可通过使用电流从而生成感应的和用户确定的磁性匀化场来实现，在被动匀化中匀化效果通过定位铁磁体或定位具有预定磁性的其他物体独自实现。在一些实施方式中，所述定位可受用户的直接控制或可为利用数据的自动化系统的一部分，其中数据包括由测量初级磁场而获得的空间特性或时间特性。因此对主动控制的匀场面板和匀场迹线的使用，极片的使用，对上述任何项的结构调整的使用全部包括在如本文所使用的术语“匀化”的范围内。

在本主题的一些实施方式中，磁场为初级磁场并且在磁共振设备内生成或维持磁场，磁共振设备在一些实施方式中为核磁共振(NMR)机器，在一些实施方式中为分光仪，以及在一些实施方式中为紧凑的NMR机器。一种匀化的方法为将电流应用到定位接近于初级磁场将被控制的优选的体积的传导元件，并且该传导元件也可定位成接近于相应的磁体或极片。另一匀化的方法为修改定位成接近于该优选体积的磁性极化元件的位置。如本文中所使用的术语匀化考虑了所有这些方法和它们的适应性。在本公开中，术语“匀场面板”是指可根据需要相对于磁体或极片安装的并用于匀化与其相关联的磁场的支承传导匀化路径的组件。在一些实施方式中，匀场面板安装在极片上或接近极片安装，以及在一些实施方式中，匀场面板安装在极片的正面上。在一些实施方式中，匀场面板为一个电路板或多个电路板。

在本公开中，术语“磁共振”或“MR”是指磁场中样本的磁矩的共振重定向，并且包括核磁共振(NMR)、电子旋转共振(ESR)、磁共振成像(MRI)和铁磁共振(FMR)。当本发明涉及使常规静态磁场更均匀的方法和装置时，在一些实施方式中本发明通常还应用于离子回旋共振(ICR)中或俘获粒子或粒子射线技术中。为了说明的简单起见，如本文中所用的术语磁共振或MR将被理解为包括所有这些替代的应用。在特定的应用和实施方式中，所公开的装置和方法被应用于NMR，以及在一些实施方式中，它们被应用于NMR共振光谱仪或NMR成像器。当暴露于磁场中时显示磁共振的材料被称作磁共振的或MR活性的核素或材料。

在本公开中，术语“初级磁体”是指对磁共振应用中所使用的初级磁场有贡献的磁体之一。在一些实施方式中，存在两个或更多这种初级磁体，并且它们之间的场(称作“初级场”)的均匀性可以通过使用一个或多个极片、匀化路径、匀场面板以及匀化杆来调整或改进。

在本公开中，插置有极片的“磁体阵列”是指被配置成生成期望的磁场的磁体布置，并且包括Halbach圆柱或Halbach阵列。在上下文中，“圆柱”被广泛地限定为指具有沿线段的至少部分平移对称的形状。在具体的实施方式中，圆柱具有圆形、正方形、矩形、六边形或八边形的横截面或具有其他形状的横截面。在一些实施方式中，根据实施方式的极片被包含在任何形式的磁体阵列中或与磁体阵列的任何形式关联地使用，磁体阵列的形式包括而不限于以下阵列，即一个或多个初级磁体可放置在每个极片外部的阵列，以及可渗透磁性材料可放置在初级磁体的更远的外部以限制磁通量的阵列。上述两种类型的阵列有时被称为“刺和轭(poke and yoke)”组件或“屏蔽”的磁体组件。应理解，各种其他几何尺寸的磁体阵列被采用并且将由本领域的技术人员容易地识别并实现。

在本公开中，术语“初级场(primary field)”或“主场(main field)”或初级磁场或主磁场是指在用于磁共振应用的装置中产生的初级场。通常，参考场或磁场被理解为包括这样的初级磁场或主磁场。

在本公开中，术语“样本体积(sample volume)”是指空间的体积，其中样本可放置在并暴露于主磁场或初级磁场中，以用于检测样本的磁共振特性，包括确定样本中的磁共振的存在、不存在或特性。样本体积具有任意的适当尺寸，在一些实施方式中样本体积为封闭的或部分封闭的，是真空或部分真空的，或能够是真空或部分真空的或者是能够大气可控的。在一些实施方式中，样品体积为磁体阵列的中央空间内或腔内的区域。在一些实施方式中，样本体积围绕其布置有极片、匀场路径、匀场面板和其他可能必要或期望的装置。在具体实施方式中，样本体积是六角形或圆柱形或其他形状的腔，或者位于六角形或圆柱形或其他形状的腔内，或者包括六角形或圆柱形或其他形状的腔，并且在一些实施方式样本体积可以以一个或一个以上或多个磁体为边界。在一些实施方式中，样本体积包括适合于自旋、旋转或以其它方式移动样本的装置。

在本公开中，“调节(modulating)”磁场或可能包含在磁场中的不均匀性是指，将一个或多个期望的约束在空间或时间中的任意点处施加到场结构。因此，调节通常是指实现期望的性质或抑制场的不期望性质或不均匀性。

在本公开中，在参考磁共振时使用的“检测”、“测量”、“分析”、“观察”和类似术语是指对在样本中建立、量化或分析磁共振的存在、不存在、数量、质量或特性的任何努力。因此，这些术语应理解为考虑并包括所有这些努力，包括样本显示没有可检测的磁共振或未能成功地检测或说明该磁共振的特性。

在本公开中，在参考磁共振时使用的“感应”、“引起”、“促进”、“生成”等术语是指在样本中引起、感应、促进或修改磁共振的任何努力。因此，这些术语应理解为考虑并包括以下情况，即建立将促进磁共振发生的条件，即使其结果是样本显示没有可检测的磁共振。

在本公开中，磁场的“几何分量”或不均匀性是指当测量或估计的函数形式被表示为表征优选的体积内的位置的空间变量的单个函数的总和时，不均匀性或磁场的分量。单个函数集可以为任何适当集合，如球形集、圆柱形集或立方性调和函数集、标量或矢量或张量调和函数集、贝塞耳函数或其他函数集。

在本公开中，“抑制(suppressing)”不均匀性是指对磁场的几何分量的任何调整，以校正或消除或以其他方式调整、克服或修改场中的不期望的不规则或变形。根据实施方式的抑制包括完全或部分抑制，并且在一些实施方式中影响场的一个或多个几何分量。在特定实施方式中，抑制被执行以使磁场采用预定的期望均匀度。

在本公开中，在一些实施方式中使用的任何结构或部分结构由任何适当的材料构成，或包含或包括任何适当的材料。例如在一些实施方式中，极片或任何其他导磁部件由例如锰游合金或坡莫合金的高磁导率材料构造。本领域的技术人员会理解这些材料或其他材料可以诸如Hiperco、Carpenter Hymu80、Carpenter High Permeability 49、Ni49或Alloy4750的商品名或商标出售。在一些实施方式中，磁体阵列包括由任何适当的材料构造的永磁铁，包括但不限于钕-铁-硼、钐-钴、铝镍钴合金或任何其他适当的合金或材料，在一些实施方式中，这种永磁体材料的全部体积被均匀地磁化，以及在替代的实施方式中这些材料被非均匀地磁化，全部以本领域的技术人员所已知并理解的方式由用户确定。对于任何给定的应用，本领域的技术人员将容易地选择、采用和利用合适的材料。

介绍：

如在其他技术领域一样，在磁共振中在特定体积中产生磁场的一种方法是将永磁体放置为接近该体积或在该体积周围。用于在小体积中产生大体强场的一个相对有效的设计为Halbach圆柱(Halbach cylinder)，其中永磁体材料以良好限定的方式定向并围绕中央腔布置。

图1示出了在基于Halbach的设计中磁体的示例配置的横截面。组件总体指示为100。六边形磁体140均具有由箭头115表示的单个磁化方向。各个磁体形成围绕中央腔120的圆柱形布置。在使用中，样本通常在中央腔120的中央处或接近于中央腔120的中央处定位于限定的样本体积或样本空间130中。Halbach圆柱通常被视为提供增强的场强度和均匀性。图1是沿着作为整体的组件的大致六角对称的对称轴x的视图，并且样本体积通过沿着轴x向下延伸的腔限定，其中轴x垂直于页面并远离读者延伸到页面中。y轴和z轴在图1中示出并且本领域的技术人员会认识到x轴、y轴和z轴互相垂直。

增加磁体阵列中的磁场强度的一种方式是使用极片，当极片被放入磁场中时可得到磁极化。该极化可将靠近极片的空间区域中的磁场强度增加至大于极片不存在时磁场的强度。有时，在应用中，期望使用成对的极片而不是单个极片。

图2示意性示出了由Moresi和Magin所描述的基于Halbach的磁体设计的基本特征，该磁体设计总体指示为200。组件包括磁体阵列280，其中磁体阵列280包括嵌入矩阵(如铝矩阵)245中的单个圆柱形磁体240。每个单个磁体具有单个磁场方向215。磁体圆柱围绕中央腔220，在中央腔220内安装有互相对置的极片210。极片通过安装材料或结构235相对于围绕的初级磁体和矩阵安装。待检查的样本通常被放置在相对的极片之间的样本空间230中。

本公开提供了在一些实施方式中适于在限制空间内(例如Halbach型磁体中)使用的极片设计。在一些实施方式中，该设计在指定的样本体积中增加了磁场的强度；在指定的样本体积中增加了磁场均匀性，使得磁场在体积内基本空间均匀；并有助于动态地修正制造缺陷。

总体参考图1至14描述所保护主题的实施方式。

第一实施方式

总体参考图3描述根据第一实施方式的极片。

根据该实施方式的极片总体指示为300，其中极片300具有指示为302的主体，主体302具有基本平的正面370并具有背面360，其中正面370具有凸起的边缘375。在图示的实施方式中，极片的横截面大体为梯形，具有相对的端部311、312和相对的斜侧部315、316。如看到的，通道390形成在极片的背面360中。通道390具有限定通道的长度的端部335、336，并具有侧部337、338和底部340。

在图示中可以看出，通道仅延伸极片长度的一部分，通道为直的，其横截面为矩形并具有尖锐的直角转角。在替代的实施方式中，应理解通道特征具有圆角(倒角)、或斜切边缘，或具有椭圆形、圆形、半圆形、三角形或梯形横截面，或者为弯曲的或非线性的，或者为打开的或有盖的，或者包括匀化孔或者在一侧上没有打开。

在图示的实施方式中，凸起边框375沿着极片的正面370的一个或多个边缘的一部分或全部延伸。然而应理解，这些凸起边框在其他实施方式中被省略。此外，应理解在一些实施方式中，这种边框具有不均匀的横截面，在一些实施方式中边框包括诸如孔、缺口、突出、凹陷的特征或其他结构特征，以及在一些实施方式中边框具有不同的长度、不均匀的长度、不均匀的方位或不均匀的间隔。

多种不同的横截面和配置是可能的并用于不同的实施方式。通过示例而非限制的方式，在根据图3的实施方式中，正面370基本为平的并基本为矩形。在替代的实施方式中，正面为弯曲的或形成为接受或包括匀场面板或一个或多个匀场路径。

类似地，虽然图3所示的实施方式仅包括一个通道，但在替代的实施方式中设置有两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个或更多通道。

在一些实施方式中，通道390的一个或多个表面的全部或部分基本为平滑的、或基本为脊状的、或包括突出和凹陷中的至少一个。在一些实施方式中，邻接表面的转角或边缘为被切边的、有斜面的或被斜切的。替代的实施方式的底面340的部分或全部基本为平的或基本为弯曲的或为梯级式的。在替代的实施方式中，极片具有关联的定位器，其可致动为(该术语用于表示定位器可以被致动)调整极片的位置或方位。

在另一替代实施方式中，正面370包括至少一个脊，或至少一个凹槽或包括至少一个脊和至少一个凹槽。

第二实施方式

总体参考图4描述根据第二实施方式的极片。

根据该实施方式的极片总体指示为400，其中极片400具有指示为402的主体，主体402具有基本平的正面470并具有背面460，正面470具有凸起边缘475。在图示的实施方式中，极片通常为梯形横截面，具有限定极片长度的相对端部411、412，还具有相对的斜侧部415、416。如看到的，通道490形成在极片的背面460中。通道490具有端部435、436和侧部437、438以及底部440。

在图示的实施方式中，凸起边缘边框475沿着极片的正面470的一个或多个边缘的一部分或全部延伸。

可以看出的极片的主体402包括从极片的端部411、412延伸到通道490的端部435、436的匀化孔483、484。

下述第三和第四实施方式包括与适当的匀化杆结合的、根据第三实施方式的主体。

第三实施方式

图5示出了根据第三实施方式的极片。

极片被总体指示为500，极片的主体502在端部511、512之间延伸并具有正面570和背面560。可以看出极片主体502适合于接受指示为591和592的匀化杆的插入。在一个实施方式中，匀场孔583和584设置在极片500的端部。可以看出匀化孔583、584从极片的相应端部511或512延伸到通道590的相邻端部。显然孔583、584被限定以容纳适当尺寸的匀化杆或以其他方式配合的匀化杆。匀化杆和匀化孔包括配合螺纹以允许杆在孔内的调整和固定。

应理解，虽然图5示出了四个匀化孔和四个匀化杆，但在替代的实施方式中设置一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多或更少的匀化孔，或一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多或更少的匀化杆，或上述的任意组合。

虽然图示的匀化杆和匀化孔的布置是对称的，但在本实施方式的替代实施方式中，杆的布置，或孔的布置，或杆和孔的布置根据用户的需求是不对称的。

第四实施方式

图6示出了第四实施方式，其中匀化杆的布置不同于在图5中示出的相应布置。图6的极片总体指示为600并具有端部611和612以及凹进到背面660中的通道690。如在图5中设置的相同配置的匀化孔683、684，也设置相同数量的匀化杆693、694。然而可以看出，朝向极片的第一侧部615定位的杆693比朝向极片的另一侧部616定位的杆694更进一步插入通道690中。因此在本实施方式中，匀化杆的布置关于在极片的端部611、612之间延伸的纵轴是不对称的，但是关于极片的横轴是对称的。

第五实施方式

在图9中示出了根据第五替代实施方式的极片。该实施方式总体指示为900，极片具有包括正面970和背面960的主体902，背面960包括通道990。

如看到的，极片的主体902在端部911和912之间延伸一定长度并在侧部915、916之间延伸。正面970基本为平的并具有边缘边框975。背面960包括不延伸极片主体的总长的通道990。可以看出，通道990的端部935、936是弯曲的并且通道990的横截面具有与基本平的底部940基本垂直的侧部937、938。在极片的端部911、912中的每一个端部处设置有与极片的纵轴基本对齐的单个匀化孔983。在示出的配置中，单个匀化杆993定位在匀化孔中并以基本上相等的距离插入到通道990中，从而组件关于线X-X具有对称性。

第六实施方式

在图10中示出了根据第六替代实施方式总体指示为1000的极片。

如看到的，极片的主体1002在端部1011和1012之间和在侧部1015、1016之间延伸一定长度。正面1070基本为平的并具有边缘边框1075。背面1060包括通道1090，其中通道1090延伸极片主体的全部长度并在其端部1011和1012处打开。正面1070基本为平的并以边缘边框1075为界。显然，在纵截面中通道1090的深度沿其长度变化。因此在作为沿图10B的线X-X所取的纵截面的图10D中，可以看出通道底部被分成三段1051、1052、1053，其中中间段1052比段1051、1053中的任一个更进一步凹进到极片的主体1002中。会看到在横截面中，通道1090具有大体上与每个基本平的底部区域1051、1052和1053垂直的侧部1037、1038。

第七实施方式

在图11中示出了根据第七替代实施方式的极片，其总体指示为1100，该极片具有在端部1111、1112之间延伸一定长度的主体1102。正面1170基本为平的但具有边缘边框1175。背面1160包括通道1190，其中通道1190具有基本平的底部1150和基本垂直于底部1150的侧部1137、1138。

主体1102的侧部1115和1116包括附加凹槽1121，其中附加凹槽1121沿极片的侧部1115、1116延伸并且在其端部处打开。背面1160也包括四个较短的凹槽1124。

替代几何尺寸的通道和根据一系列实施方式的正面

图8示出了用于根据实施方式的极片的不同横截面几何尺寸。在第一和其它实施方式的替代实施方式中，通道具有不同的横截面并且极片的正面具有不同的轮廓。

因此在图8A中，弯曲的正面870与包括通道890的背面860结合，其中通道890具有垂直的侧部837、838以及底部840。

在图8B中，正面871为平的并且背面861包括通道891，其中通道891具有弯曲的横截面轮廓。

在图8C中，正面872基本为平的并且背面862包括通道892，其中通道892的横截面基本为梯形并具有倾斜的侧部897、898以及底部899。

应理解各种变化是可能的并将由本领域的技术人员容易地理解。也应当理解，在图8中呈现的通道几何尺寸和正面几何尺寸的组合仅用于说明的目的而不是限制的，在替代的实施方式中以及与替代的实施方式的结合中所有的组合是可能的。

第八实施方式

现在总体参考图7描述第八实施方式，其中根据一些实施方式的极片被装配以插入到磁体阵列的中央空间中。

在图7中示出了以下实施方式，其中相对的极片710被装配到总体指示为700的单元中，单元700被配置成适合于安装到磁体阵列的中央空间中。极片710为图5中示出的一般实施方式。如看到的，匀化杆784、783被插入极片的端部711、712中。如在沿图7D的线X-X所取的图7I的横截面中所示，两个配合的极片710面对面地定位，并且正面770和边缘边框775至少部分在它们之间限定体积776，其中体积776包括指定的样本体积730。包括相对的配合极片710的中央笼组件700由框架722共同支撑。框架722包括纵长支柱724和端部件726。端部件726包括切口728以允许接近并定位匀化杆783、784。还应当看到框架722允许附加的匀化杆732通过孔734插入并定位。附加的匀化杆732不插入极片中但根据用户的决定接近极片放置。样本可通过进入孔731使用由本领域的技术人员容易理解并使用的方法和装置引入空间776并在样本体积730中定位。

可以看出在图示的实施方式中，两个相对的极片组件以相反方向定向，这两个相对的极片组件中的每个包括极片和匀化杆。匀化杆在单个极片内的布置基本为根据图5的单个极片500中所示的那样。在根据图7的组件中可以看出，在一个极片中，匀化杆通常朝向笼或组件700的第一端移置，并且相对的极片处于相反的方向。本领域的技术人员将容易地理解，包括在组件700中的极片和匀化杆可根据需要或期望用于特定目的以各种不同的替代配置来布置和调整。

第九实施方式

总体参考图12描述以下实施方式，其中根据一些实施方式的极片定位在磁体阵列中。可以看出两个极片1210设置在六边形的Halbach圆柱或磁体阵列1280的中央腔1220内。在一个实施方式中，磁体阵列1280包括六个单个磁体1240，如所示的，每个磁体具有单个磁化方向1215。在替代的实施方式中，所示的六个磁体为具有图1中所示的总体配置的较大组件中的中央六个磁体。将会看到，在使用时，极片1210的正面1270最接近中央样本体积或样本空间1230，并且背面1260基本上大致符合由磁体阵列1280限定的中央腔1220的内表面。

应理解在替代的实施方式中，极片可依照本文的主题的任何其他实施方式。

在第九实施方式的一个系列的实施方式中，极片被包括在根据第八实施方式的笼组件中。

在一些实施方式中，极片延伸磁体阵列或其中的中央腔的整个长度。在变型实施方式中，极片延伸的距离比磁体阵列或其中的腔更长。在其他实施方式中，极片仅延伸腔或磁体阵列的长度的一部分。

对称性考虑

图5、6、7和13总体涉及示出在实施方式中的匀化杆的布置的对称性方面。可以看出，随着对匀化杆的位置的调整，根据图5的布置可调整为根据图6的布置。类似地，匀化杆可被定位使得相对的杆以相等的距离插入通道中，并且相邻的杆以相等的距离(初始位置)插入通道中。因此，系统将显示端对端和边对边的反射对称性，下文中称作“初始(home)”位置，这在图13中总体示出并在下面进一步解释。在“初始”位置中，系统作为整体可显示一组对称性，当匀化杆移出初始位置时，一些对称性可消除。在包括一个以上的极片的实施方式中，由于极片的形状、位置、方位或相关匀化杆的配置的等同，可存在附加对称性。在这种情况下，如由本领域的技术人员容易理解的，作为整体的系统的初始位置可能需要多个极片上的相应的匀化杆被定位或插入相等的相应距离。

在一些实施方式中，当匀化杆被设置到初始位置时，由实施方式显示的对称元件共同形成数学对称群。现总体参考图13描述在一个实施方式中的用于匀化杆的适当的初始位置。匀化杆1393、1394定位在极片1302中的匀化孔1383、1384内。匀化杆具有近端部1398、1399并且这些端延伸到极片的通道1340中。当端部1398、1399分别离通道的内部面1351、1352的距离都相等时，系统作为整体显示其最大的对称性，并且匀化杆处于其初始位置。可通过在匀化孔内移动匀化杆使得所述距离不再相等来破坏该对称性。在一些实施方式中，磁场不均匀性的几何分量可与匀化杆的协同运动相关联，并且该关联由所述对称群的不可约表征来管理。在一些实施方式中，该关联引导或通知对匀化杆的位置进行调整以校正初级磁场中的不均匀性。

在一些实施方式中，期望以使得系统作为整体显示对称性的方式关于样本体积来定位极片。例如，在选择的实施方式中，根据一个实施方式的极片(其本身显示对称性)以图12中总体示出的方式被定位在样本体积的一侧上，并且另一相同的极片被定位在与第一极片相反的一侧上。可以看出，该系统显示多个对称元件。在包括匀化杆的实施方式中，替代的实施方式包括对应于该极片中的孔的匀化杆或定位在该孔中的匀化杆。在替代的实施方式中，匀化杆被省略，或接近于极片定位但不在该极片中的相应的孔内，如在根据图7的中央笼或极片组件的实施方式中所示的那样。

在图5中，匀化杆591、592被定位使得该极片组件具有边对边的反射对称，但不具有端对端的反射对称。在图6中匀化杆694一致地移动到以下位置，即在该位置系统作为整体保持初始位置的端对端反射对称但是丧失侧对侧反射对称。

边缘边框

参考图14A至14L总体描述根据变型实施方式的边缘边框的构造的说明性变型。在图14A和14B中示出并总体指示为1402的一个变型中，边缘边框1404均在其内表面上包括阶梯式凹处或狭窄区域1406。在图14C和14D中示出并总体指示为1412的替代变型中，累进的或弯曲的凹处或狭窄区域1416设置在每个边框1414的内表面上，并且因此避免了在边框宽度上的突变。在图14E和14F中示出并总体指示为1422的变型中，边框1424包括扩大的、更宽的或更厚的部分1426。

图14G示出了边框1434的表面纹理，图14H是图14G的区域Y的放大视图。通过主边框结构1434设置大孔1435和小孔1437。

图14I、14J、14K和14L示出了修改的边框结构，其中凹槽、槽或通道1449设置于主边框结构1444中，并且在两端由未修改的边框区域1442限制。应理解关于上述变窄和加厚、具有纹理、结构或表面特征，在实施方式中的一系列变型是可能的并且加厚的或变窄的或带纹理的或带槽的或凹进的区域的位置和长度以及边框的不同区域之间的过渡突变全部可由用户根据期望调整以适应具体应用。所有该修改的性质、实现以及应用将由本领域的技术人员容易地理解并实现以适应具体需求。

替代的实施方式

在替代的实施方式中，匀化包括调整匀化杆的位置。在一些实施方式中，通过对磁场映射或建模并响应于该映射或建模调整匀化杆来进行匀化以实现期望的磁场几何结构。在一些实施方式中，通过观察磁共振信号并响应于该信号的特性(如其强度或频率分布或相位分布)调整匀化杆进行匀化。

在一些实施方式中，匀化可包括基于待匀化的磁场的模拟或基于从测量到的磁场图提取的磁场参数确定或调整匀化杆的位置。

在一些实施方式中，公开了对实施方式的使用以在样本中产生、检测、测量或以其它方式监测磁共振，全部以本领域的技术人员容易理解的方式。

在替代的实施方式中公开了包括一些实施方式的磁共振装置，这些磁共振装置将全部由本领域的技术人员容易地理解、构造并运行。在替代的实施方式中，公开了包括根据其他实施方式的极片或磁体阵列的NMR机器。还公开了一些实施方式的使用以匀化磁场，以及对定位器的使用以定位用于匀化磁场的极片。在另一些实施方式中，公开了使用根据实施方式的极片所匀化的磁场。在另一些实施方式中，公开了对根据实施方式的极片或磁体阵列的使用以从样本产生磁共振信号。

本文中所示的实施方式和示例是说明性的而非限制。本领域的技术人员应当理解，在不背离所公开主题的精神和范围的情况下，如何以各种方式容易地组合、修改和/或改动这些实施方式以用于各种应用。权利要求书应被理解为包括但不限于本文主题的所有替代实施方式及其等同。本文中所使用的措辞、用语和术语仅是示例性的而非限制性的。在法律允许的情况下，本文中引用的参考文献将通过引用整体并入本文中。应当理解，本文中公开的不同实施方式的任何方面都可以在可能的替代实施方式和特征的替代组合的范围内进行组合，其所有的特征变化组合都将被理解为形成本文内容的一部分。

Claims (15)

1.一种极片，包括背面、正面以及分隔第一距离的端部，所述第一距离限定所述极片的长度，所述极片沿着在所述端部之间延伸的第一轴线具有细长的形状，并且被配置为用于沿所述第一轴线插入Halbach型永磁体组件的内部中，

其中，所述背面包括沿所述第一轴线纵向设置的至少一个通道；所述极片由磁性导磁材料制成，并且所述端部包括至少一个匀化孔，所述匀化孔适于接受至少一个配合的匀化杆插入所述通道中，以匀化所述Halbach型永磁体组件的磁场；

所述极片还包括上述至少一个配合的匀化杆，其中，所述极片包括阴螺纹并且所述匀化杆包括配合的阳螺纹，使得所述匀化杆能够旋拧至所述极片中，从而以能够控制的增量调节所述匀化杆在所述极片中的位移。

2.根据权利要求1所述的极片，其中所述至少一个通道延伸所述长度的全部。

3.根据权利要求1所述的极片，包括多于一个的所述通道。

4.根据权利要求1所述的极片，其中所述通道延伸所述长度的一部分。

5.根据权利要求1所述的极片，其中所述通道包括表面，所述表面：

a）是平滑的；或

b）成脊状；或

c）包括突出和凹陷中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的极片，包括定位器，其中所述定位器能够致动以调整所述极片的位置。

7.根据权利要求1所述的极片，其中所述正面包括：

a）至少一个脊；或

b）至少一个凹槽；或

c）至少一个脊和至少一个凹槽。

8.一种磁体阵列，包括至少一个根据权利要求1所述的极片。

9.一种磁体阵列，包括至少一个根据权利要求7所述的极片。

10.一种用于匀化Halbach型永磁体组件的磁场的方法，所述方法包括以下步骤：

使用极片，所述极片包括：

•背面；

•正面；

•分隔第一距离的端部，所述第一距离限定所述极片的长度，所述极片沿着在所述端部之间延伸的第一轴线具有细长的形状，并且被配置为用于沿所述第一轴线插入Halbach型永磁体组件的内部中，所述背面包括沿所述第一轴线纵向设置的至少一个通道；所述极片由磁性导磁材料制成；以及

•至少一个匀化杆；以及

•所述端部包括至少一个匀化孔，所述匀化孔适于接受所述至少一个匀化杆插入所述通道中，以匀化所述Halbach型永磁体组件的磁场；

其中，所述极片包括阴螺纹并且所述匀化杆包括配合的阳螺纹，使得所述匀化杆能够旋拧至所述极片中，从而以能够控制的增量调节所述匀化杆在所述极片中的位移；

调整所述至少一个匀化杆从而匀化所述磁场，所述调整基于：

a）对所述磁场的模拟；或

b）从测量出的磁场图提取的所述磁场的参数。

11.一种用于在样本中引起磁共振的装置，所述装置包括根据权利要求1所述的极片。

12.根据权利要求1所述的极片用于匀化磁场的应用。

13.根据权利要求6所述的极片用于匀化磁场的应用，其中所述匀化包括使用所述定位器定位所述极片。

14.根据权利要求1所述的极片用于在样本中引起磁共振的应用。

15.一种磁共振装置，包括根据权利要求1所述的极片。

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