CN207216007U

CN207216007U - 单边核磁共振装置

Info

Publication number: CN207216007U
Application number: CN201721031757.2U
Authority: CN
Inventors: 李新; 倪卫宁; 米金泰; 吴金平; 郑奕挺; 崔谦
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering
Priority date: 2017-08-17
Filing date: 2017-08-17
Publication date: 2018-04-10
Anticipated expiration: 2027-08-17

Abstract

本实用新型涉及一种单边核磁共振装置，其包括在第一方向上相对间隔开设置的磁体，所述磁体构造有朝向相对的磁体的弧形的内侧轮廓，相对的所述磁体的所述内侧轮廓之间的距离沿垂直于第一方向的第二方向从端部到中间逐渐增大。这种单边核磁共振装置能在检测区域内产生均匀的磁场。

Description

单边核磁共振装置

技术领域

本实用新型涉及核磁共振技术领域，特别是涉及一种单边核磁共振装置。

背景技术

核磁共振(NMR)现象于1945年被发现，如今已发展成为十分活跃的研究领域。通过核磁共振进行的无损检测广泛地应用于物理学、化学、生物学和医学等领域。

然而，相较于传统的核磁共振技术来说，近年来才开始进入人们视线的单边核磁共振技术还很不成熟。现有的U形的单边核磁共振装置10(参见图1，其中的磁体11与底座一起组成大体上呈U形的形状)或“田”字形的单边核磁共振装置20(参见图3，其中的各个磁体21一起组成大体上呈“田”字形的形状) 在检测区域所产生的磁场的均匀性都较差(参见图2和图4中的磁感线B₁和B₂)。这导致了装置进行检测的信噪比低，因而分辨率较差、有效率较低。

因此，需要一种能够在检测区域产生均匀的磁场的单边核磁共振装置。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种能够在检测区域产生均匀的磁场的单边核磁共振装置。

根据本实用新型提出了一种单边核磁共振装置，其包括在第一方向上相对间隔开设置的磁体，所述磁体构造有朝向相对的磁体的弧形的内侧轮廓，相对的所述磁体的所述内侧轮廓之间的距离沿垂直于第一方向的第二方向从端部到中间逐渐增大。

这种单边核磁共振装置能够在检测区域处产生相对来说均匀、平整的磁场。一方面，这有利于提高检测的分辨率。另一方面，通过与相应的线圈的配合，这种装置有利于增大检测区域的体积，并由此提高信号强度和信噪比。

在一个实施例中，相对的所述磁体的所述内侧轮廓之间的距离的从端部到中间的增大率逐渐减小。

在一个实施例中，所述内侧轮廓由圆锥曲线的一部分形成。

在一个实施例中，所述内侧轮廓由椭圆的一部分形成，所述椭圆的长轴沿所述第二方向延伸。

在一个实施例中，所述椭圆的长轴的长度与所述椭圆的短轴的长度之比为 1∶1至10∶1。

在一个实施例中，所述内侧轮廓的长度占所述椭圆的周长的1∶20至1∶2。

在一个实施例中，所述磁体还构造有朝向相对的磁体的直线轮廓，所述直线轮廓沿所述第二方向延伸并与所述内侧轮廓相接。

在一个实施例中，所述内侧轮廓与所述直线轮廓圆滑地相接。

在一个实施例中，相对的所述磁体的内侧轮廓分别由同一椭圆的两部分形成。

在一个实施例中，所述单边核磁共振装置还包括设置在相对的所述磁体之间的调节组件，所述调节组件包括沿第一方向延伸的第一调节杆和第二调节杆，所述第一调节杆的第一端与相对的所述磁体中的一个相固定，所述第二调节杆的第一端与相对的所述磁体中的另一个相固定，所述第一调节杆的第二端与所述第二调节杆的第二端正对，所述调节组件还包括位于相对的所述磁体之间的第一参考固定件和第二参考固定件，所述第一调节杆的第二端延伸到能相对于所述第一调节杆旋转的所述第一参考固定件的第一配合孔内，所述第二调节杆的第二端延伸到能相对于所述第二调节杆旋转的所述第二参考固定件的第二配合孔内，在所述第一配合孔和第二配合孔上分别构造有内螺纹，在所述第一配合杆和所述第二配合杆上构造有相匹配的外螺纹。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：这种单边核磁共振装置能够在检测区域处产生相对来说均匀、平整的磁场。一方面，这有利于提高检测的分辨率。另一方面，这有利于增大检测区域的体积，并由此提高信号强度和信噪比。

附图说明

在下文中参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1显示了现有技术中的U形的单边核磁共振装置的示意图；

图2显示了图1中的单边核磁共振装置在检测区域内产生的磁感线的形状的示意图；

图3显示了现有技术中的“田”字形的单边核磁共振装置的示意图；

图4显示了图3中的单边核磁共振装置在检测区域内产生的磁感线的形状的示意图；

图5显示了根据本实用新型的单边核磁共振装置的一个实施例的结构示意图；

图6显示了图5中的单边核磁共振装置在检测区域内产生的磁感线的形状的示意图；

图7显示了根据本实用新型的单边核磁共振装置的另一个实施例的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图5显示了根据本实用新型单边核磁共振装置(在本文中，简称为“装置”) 30的一个实施例。装置30包括在第一方向D1上相对设置且相互间隔开的磁体 31、32。应当理解的是，为了进行简洁、清楚地进行说明，在下文中，有些设置仅针对磁体31进行了详细的描述。然而，应当理解的是，在没有特别说明的情况下，针对磁体31的设置也适用于磁体32。通常，磁体31、32是对称设置的。

在磁体31上构造有朝向磁体32的内侧轮廓311，在磁体32上也构造有相对应的内侧轮廓。内侧轮廓311构造成凹陷的弧形的形状。相对的磁体31、32的内侧轮廓之间的距离沿第二方向D2(其垂直于第一方向D1)从两端到中间逐渐增大。通过这种设置，能够在检测区域内形成磁感线的形状较为平坦的磁场。这种磁场的分辨率高，能够准确而高效地对处于检测区域内的待检测物体进行检测。在与相对应的线圈进行配合时，该线圈通常会发射带宽较窄的射频磁场。由于装置30中的磁体31、32形成的磁场较为平坦，因此与上述射频磁场配合，能够在较大的范围内激发磁共振现象，由此能有效地增大检测区域的体积，并因此能提高信号强度和信噪比。

例如，相对的磁体31、32的所述内侧轮廓之间的距离的从端部到中间的增大率逐渐减小。直观来讲，即是说例如对于内侧轮廓311而言，其相对于第二方向D2的倾斜程度越靠近中间则越小。

优选地，内侧轮廓311可由圆锥曲线的一部分形成。这里的圆锥曲线例如可以是椭圆、抛物线或双曲线等。

在如图5所示的优选的实施例中，内侧轮廓由椭圆的一部分形成，并且该椭圆的长轴沿第二方向D2延伸。该椭圆的长轴的长度与短轴的长度之比例如可以在1∶1至10∶1之间，优选地在2∶1至5∶1之间，更优选地在2∶1至3∶1 之间。另外，该内侧轮廓的长度占椭圆的整个周长的1∶20至1∶2，优选地为1∶ 10至1∶2，更优选地为1∶3至1∶2。在这种情况下，有利于得到更为均匀、平整的磁场。

应当理解的是，这里所说的内侧轮廓由椭圆的一部分形成应理解为内侧轮廓大体上由椭圆的一部分形成。也就是说，不必须要求该内侧轮廓与某一由特定的方程限定的椭圆的一部分精确地重合。

在如图5所示的实施例中，磁体31还构造有朝向相对的磁体32的直线轮廓 312。直线轮廓312沿着第二方向D2方向延伸，并在内侧轮廓311的端部(例如两端)处与内侧轮廓311相接。

图6显示了图5中的装置30在检测区域内产生的磁场的磁感线B₃的形状，其中横轴表示沿第二方向D2的位移，纵轴表示沿同时垂直于第一方向D1和第二方向的第三方向D3(即，检测区域的深度方向)的位移。由此可以看出，在检测区域的同一深度下，磁场的强度是较为均匀的。尤其是相比于图2和图4所显示的现有技术中的单边核磁共振装置而言，可以看出其磁场具有非常高的均匀性。

在一个优选的实施例中，磁体31、32上的两个内侧轮廓可分别由同一椭圆的两部分形成。

另外，还可以令内侧轮廓311与直线轮廓312圆滑地相接，例如通过圆角而相接。该圆角沿第二方向D2的长度与弧形的内侧轮廓311沿第二方向D2的长度的比值在1∶20至1∶5之间，优选地在1∶20至1∶8之间，更优选地在1∶15 至1∶10之间。通过这种设置，能使得如图6所示的磁感线B₃两端的变化更为平缓。

此外，如图7所示，还可在磁体31、32之间设置调节组件，以便于调节磁体31、32之间的距离。调节组件包括沿第一方向D1延伸的第一调节杆51，以及第一参考固定件52。第一调节杆51的第一端与磁体31相固定，其第二端插入到第一参考固定件52的第一配合孔521内。在第一配合孔521上构造有内螺纹，在第一调节杆51上构造有相匹配的外螺纹。由此，例如在第一参考固定件52的位置固定的情况下，可通过使第一参考固定件52相对于第一调节杆51旋转，而使磁体31沿第一方向D1移动。类似地，调节组件还包括沿第一方向D1延伸的第二调节杆61，以及第二参考固定件62。第二调节杆62的第一端与磁体32相固定，其第二端插入到第二参考固定件62的第二配合孔621内。在第二配合孔 621上构造有内螺纹，在第二调节杆61上构造有相匹配的外螺纹。由此，例如在第二参考固定件62的位置固定的情况下，可通过使第二参考固定件62相对于第二调节杆62旋转，而使磁体32沿第一方向D1移动。

优选地，第一调节杆51和第二调节杆61正对，第一配合孔521与第二配合孔621同轴。此时，调节组件还包括套设在第一参考固定件52和第二参考固定件62内的连接轴70。连接轴70与第一配合孔521和第二配合孔621同轴。在如图4所示的实施例中，第一参考固定件52和第二参考固定件62能相对于连接轴 70自由地旋转。为了确保第一参考固定件52和第二参考固定件62与连接轴70 的相对位置固定，连接轴70的两端边缘径向凸出地卡在相应的第一参考固定件 52和第二参考固定件62内。例如，在图4所示的情况下，第一参考固定件52和第二参考固定件62可以是螺母。

在一个实施例中，第一参考固定件52和第二参考固定件62可以固定在一起，并一起旋转。由此，能实现第一调节杆51与第二调节杆52同时相向移动，或同时相背离地移动。这种设置方便使用者对磁体31、32之间的距离进行调节。然而，这要求第一内螺纹和第二内螺纹的尺寸高精度地相同，且方向相反。

在另一个实施例中，第一参考固定件52和第二参考固定件62能相对于彼此自由地旋转。在这种情况下，不需要要求第一内螺纹和第二内螺纹的尺寸高精度地相同。

磁体31可通过固定板53而与第一调节杆51相固定。该固定板53可以沿着第二方向D2延伸至覆盖磁体31的整个端面或部分端面。在第一调节杆51本身不旋转的情况下，第一调节杆51可与固定板53直接固定。例如可通过焊接或粘接等方式来连接。

通过上述设置能使得装置30具有较高的适应性。用这种装置30能方便地实现对不同尺寸和形状的待检测物进行高效的检测。

本实用新型的单边核磁共振装置可以是可调式小型单边核磁共振磁体系统。其中整个装置的尺寸例如为沿第一方向D1和第二方向D2的长度不超过10cm，且沿第三方向D3的长度不超过5cm。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

1.一种单边核磁共振装置，其特征在于，包括在第一方向上相对间隔开设置的磁体，所述磁体构造有朝向相对的磁体的弧形的内侧轮廓，相对的所述磁体的所述内侧轮廓之间的距离沿垂直于第一方向的第二方向从端部到中间逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的单边核磁共振装置，其特征在于，相对的所述磁体的所述内侧轮廓之间的距离的从端部到中间的增大率逐渐减小。

3.根据权利要求1或2所述的单边核磁共振装置，其特征在于，所述内侧轮廓由圆锥曲线的一部分形成。

4.根据权利要求3所述的单边核磁共振装置，其特征在于，所述内侧轮廓由椭圆的一部分形成，所述椭圆的长轴沿所述第二方向延伸。

5.根据权利要求4所述的单边核磁共振装置，其特征在于，所述椭圆的长轴的长度与所述椭圆的短轴的长度之比为1∶1至10∶1。

6.根据权利要求4所述的单边核磁共振装置，其特征在于，所述内侧轮廓的长度占所述椭圆的周长的1∶20至1∶2。

7.根据权利要求1或2所述的单边核磁共振装置，其特征在于，所述磁体还构造有朝向相对的磁体的直线轮廓，所述直线轮廓沿所述第二方向延伸并与所述内侧轮廓相接。

8.根据权利要求7所述的单边核磁共振装置，其特征在于，所述内侧轮廓与所述直线轮廓圆滑地相接。

9.根据权利要求4所述的单边核磁共振装置，其特征在于，相对的所述磁体的内侧轮廓分别由同一椭圆的两部分形成。

10.根据权利要求9所述的单边核磁共振装置，其特征在于，所述单边核磁共振装置还包括设置在相对的所述磁体之间的调节组件，所述调节组件包括沿第一方向延伸的第一调节杆和第二调节杆，所述第一调节杆的第一端与相对的所述磁体中的一个相固定，所述第二调节杆的第一端与相对的所述磁体中的另一个相固定，所述第一调节杆的第二端与所述第二调节杆的第二端正对，所述调节组件还包括位于相对的所述磁体之间的第一参考固定件和第二参考固定件，所述第一调节杆的第二端延伸到能相对于所述第一调节杆旋转的所述第一参考固定件的第一配合孔内，所述第二调节杆的第二端延伸到能相对于所述第二调节杆旋转的所述第二参考固定件的第二配合孔内，在所述第一配合孔和第二配合孔上分别构造有内螺纹，在所述第一配合杆和所述第二配合杆上构造有相匹配的外螺纹。