CN210142179U - 一种用于高均匀性核磁共振探头的可切换式调谐匹配装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于高均匀性核磁共振探头的可切换式调谐匹配装置，包括PCB板模块、射频线圈模块，所述PCB板模块包括PCB板、低容值高性能射频电容、电路屏蔽壳体。射频线圈模块包括探头线圈屏蔽壳体、Loop‑gap线圈、PTFE筒、耦合线圈以及固定和调节耦合线圈位置的机械结构、高容值高性能射频电容、带SMA端口的同轴线、弧形铝片以及固定和调节铝片位置的机械结构，所述Loop‑gap线圈可提供较为均匀的射频场，但需要用到电感耦合结构以平均初始输入电流。本实用新型设计了可切换的调谐匹配结构，探头既可以通过调谐匹配电路实现精确调谐和低噪声，也可以通过机械结构的空间位置调节实现调谐匹配，大大精简结构和缩短调谐时间。本实用新型通过这种可切换式调谐匹配装置，能够使核磁共振探头满足不同情况下的调谐匹配要求。

Description

一种用于高均匀性核磁共振探头的可切换式调谐匹配装置

技术领域

本实用新型涉及用于高均匀性核磁共振探头的可切换式调谐匹配装置。

背景技术

射频线圈是核磁共振系统的的重要组成部分，它既是激发体内氢质子发生核自旋的激励源，也是接收核磁共振信号的接收器。为了保证射频线圈发射和接收信号的效率，需要用于调谐匹配结构。当处于谐振状态时，信号的反射率最小。但是，核磁共振检测已经用于很多领域，单一的调谐匹配方式已经不太适用。

在进行化学试剂等样本的检测时，我们需要核磁共振探头具有更高的灵敏度、信噪比等性能指标，这时我们就需要实现精准调谐匹配，并且要求结构十分稳定，降低机械噪声，提高信噪比。在进行室外现场检测和磁体发生因温度改变的共振频率漂移时，我们需要实现快速调谐匹配，节省实验时间。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述情况的需求，提供一种用于高均匀性核磁共振探头的可切换式调谐匹配装置，该用于高均匀性核磁共振探头的可切换式调谐匹配装置能够实现应用于不同条件下实验的精准调谐或快速调谐，为核磁共振实验检测在不同领域的开展提供了科学的方法。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于高均匀性核磁共振探头的可切换式调谐匹配装置，包括调谐电路模块、射频线圈模块，其特征在于：所述调谐电路模块包括PCB板、低容值高性能射频电容与电路屏蔽壳体，所述PCB板设于电路屏蔽壳体内，所述PCB板上连接有低容值高性能射频电容，所述电路屏蔽壳体上设有带SMA端口的同轴线A，所述射频线圈模块包括探头线圈屏蔽壳体、Loop-gap线圈、PTFE筒、耦合线圈、固定和调节耦合线圈位置的机械结构、高容值高性能射频电容、带SMA端口的同轴线B、弧形铝片和固定和调节铝片位置的机械结构，所述探头线圈屏蔽壳体内设有固定和调节耦合线圈位置的机械结构与固定和调节铝片位置的机械结构，所述固定和调节耦合线圈位置的机械结构上连接有PTFE筒，所述PTFE筒上包裹有Loop-gap线圈，所述Loop-gap线圈上连接有高容值高性能射频电容，所述固定和调节铝片位置的机械结构上连接有弧形铝片，所述耦合线圈与带SMA端口的同轴线B连接。

进一步的，所述Loop-gap线圈自身环隙串联一组高容值射频电容，用于确定谐振频率的大致范围，然后通过耦合线圈结构，实现高频电信号的传导，并可保证Loop-gap线圈上初始电流的均匀分布。

进一步的，LC电路调谐模式：耦合线圈可通过导线连接至PCB板，通过LC电路和低容值射频电容，实现精准调谐匹配，再经带SMA端口的同轴线A连接至电子控制系统。

更进一步的，机械结构调谐模式：耦合线圈直接经带SMA端口的同轴线B连接至电子控制系统，通过调节耦合线圈与Loop-gap线圈的相对距离进行调谐，通过调节弧形铝片与Loop-gap线圈的相对位置进行匹配，实现最终快速调谐匹配。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型设计了可切换的调谐匹配结构，探头既可以通过调谐匹配电路实现精确调谐和低噪声，也可以通过机械结构的空间位置调节实现调谐匹配，大大精简结构和缩短调谐时间。本实用新型通过这种可切换式调谐匹配装置，能够使核磁共振探头满足不同情况下的调谐匹配要求。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为LC电路调谐模式的结构示意图。

图4为机械结构调谐模式的结构示意图。

图中标号：

201—PCB板模块 202—射频线圈模块

301—PCB板 302—低容值高性能射频电容

303—带SMA端口的同轴线A 304—电路屏蔽壳体

401—探头线圈屏蔽壳体 402—固定和调节耦合线圈位置的机械结构

403—耦合线圈 404—高容值高性能射频电容

405—Loop-gap线圈 406—PTFE筒

407—带SMA端口的同轴线B 408—固定和调节铝片位置的机械结构

409—弧形铝片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方案对本实用新型作进一步详细的说明。

如图2所示，一种用于高均匀性核磁共振探头的可切换式调谐匹配装置，包括PCB板模块201、射频线圈模块202。

如图3所示，所述PCB板模块201包括PCB板301、低容值高性能射频电容302、带SMA端口的同轴线A303、电路屏蔽壳体304。

如图4所示，所述射频线圈模块包括探头线圈屏蔽壳体401、Loop-gap线圈405、PTFE筒406、耦合线圈403、固定和调节耦合线圈位置的机械结构402、高容值高性能射频电容404、带SMA端口的同轴线B407、弧形铝片409以及固定和调节铝片位置的机械结构408。

具体的，所述PCB板301设于电路屏蔽壳体304内，所述PCB板301上连接有低容值高性能射频电容302，所述电路屏蔽壳体304上设有带SMA端口的同轴线A303，所述探头线圈屏蔽壳体401内设有固定和调节耦合线圈位置的机械结构与固定402和调节铝片位置的机械结构408，所述固定和调节耦合线圈位置的机械结构402上连接有PTFE筒406，所述PTFE筒406上包裹有Loop-gap线圈405，所述Loop-gap线圈405上连接有高容值高性能射频电容404，所述固定和调节铝片位置的机械结构408上连接有弧形铝片409，所述耦合线圈403与带SMA端口的同轴线B407连接。

具体的，所述Loop-gap线圈405自身环隙串联一组高容值射频电容404，可确定谐振频率的大致范围，然后通过耦合线圈结构403，实现高频电信号的传导，并可保证Loop-gap线圈上初始电流的均匀分布。

如图3所示，LC电路调谐模式：耦合线圈403一端接壳体(地)，一端可通过导线连接至PCB板301，通过LC电路和低容值射频电容302，实现精准调谐匹配，再经带SMA端口的同轴线303连接至电子控制系统。

如图4所示，机械机构调谐模式：耦合线圈403一端接壳体(地)，一端可直接经带SMA端口的同轴线407连接至电子控制系统，通过调节机械结构402调节耦合线圈403与Loop-gap线圈405的相对距离进行调谐，通过调节机械结构408调节弧形铝片409与Loop-gap线圈405的相对位置进行匹配，实现最终快速调谐匹配。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于高均匀性核磁共振探头的可切换式调谐匹配装置，包括调谐电路模块、射频线圈模块，其特征在于：所述调谐电路模块包括PCB板、低容值高性能射频电容与电路屏蔽壳体，所述PCB板设于电路屏蔽壳体内，所述PCB板上连接有低容值高性能射频电容，所述电路屏蔽壳体上设有带SMA端口的同轴线A，所述射频线圈模块包括探头线圈屏蔽壳体、Loop-gap线圈、PTFE筒、耦合线圈、固定和调节耦合线圈位置的机械结构、高容值高性能射频电容、带SMA端口的同轴线B、弧形铝片和固定和调节铝片位置的机械结构，所述探头线圈屏蔽壳体内设有固定和调节耦合线圈位置的机械结构与固定和调节铝片位置的机械结构，所述固定和调节耦合线圈位置的机械结构上连接有PTFE筒，所述PTFE筒上包裹有Loop-gap线圈，所述Loop-gap线圈上连接有高容值高性能射频电容，所述固定和调节铝片位置的机械结构上连接有弧形铝片，所述耦合线圈与带SMA端口的同轴线B连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于高均匀性核磁共振探头的可切换式调谐匹配装置，其特征在于：所述Loop-gap线圈自身环隙串联一组高容值射频电容，用于确定谐振频率的大致范围，然后通过耦合线圈结构，实现高频电信号的传导，并可保证Loop-gap线圈上初始电流的均匀分布。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于高均匀性核磁共振探头的可切换式调谐匹配装置，其特征在于：LC电路调谐模式下，耦合线圈可通过导线连接至PCB板，通过LC电路和低容值射频电容，实现精准调谐匹配，再经带SMA端口的同轴线A连接至电子控制系统。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于高均匀性核磁共振探头的可切换式调谐匹配装置，其特征在于：机械结构调谐模式下，耦合线圈直接经带SMA端口的同轴线B连接至电子控制系统，通过调节耦合线圈与Loop-gap线圈的相对距离进行调谐，通过调节弧形铝片与Loop-gap线圈的相对位置进行匹配，实现最终快速调谐匹配。

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