DE1673016B2

DE1673016B2 - Vorrichtung zur konstanthaltung des polarisierenden magnetfeldes bei einem kernresonanzgeraet

Info

Publication number: DE1673016B2
Application number: DE1967P0043266
Authority: DE
Inventors: Marcel J.E. Dr. Rumson N.J. Golay (V.St.A.)
Original assignee: The Perkin-Elmer Corp., Norwalk, Conn. (V-St-A.)
Priority date: 1967-01-30
Filing date: 1967-10-27
Publication date: 1976-09-30
Also published as: GB1197852A; DE1673016A1; US3510832A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Konstanthaltung des polarisierenden Magnetfeldes bei einem Kernresonanzgerät mit einem Magneten zur Erzeugung eines starken polarisierenden Magnetfeldes zwischen iwei gegenüberliegenden Polflächen, einem Satz von Homogenisierungsspulen zum Homogenisieren von Ungleichförmigkeiten des polarisierenden Magnetfeldes in einem relativ kleinen, einen Probenhalter mit einer zu untersuchenden Probe enthaltenden Volumen im Luftspalt zwischen den Polflächen, und einer .so Lock-on-Einrichtung, durch welche Schwankungen der Stärke des polarisierenden Feldes kompensierbar sind und deren Meßfühler einen ebenfalls zwischen den Polflächen angeordneten Referenzprobenhalter mit einer zu kernmagnetisther Resonanz erregten Rcferenzprobe aufweist.

Die Anwendung von Kernresonanzgeräten zur Durchführung von qualitativen Analysen von Substanzen ist bekannt. Eine zu analysierende Probe wird in einem relativ starken polarisierenden Magnetfeld H\ to angeordnet, welches von einem Magneten des Gerätes erzeugt wird. Ein magnetisches Wechselfeld H2, welches senkrecht zu dem Feld H\ liegt, wirkt auf die Atomkerne der Probe und verursacht dadurch ein Präzession der Kerne. Wenn die Frequenz Ades Feldes Hi gleich der <i.s Larmorfrequenz ist, tritt eine feststellbare Kernresonanz auf. Die Feldstärke H\ und die Frequenz /"sind durch eine Konstante miteinander verbunden, welche eine charakteristische Eigenschaft der Substanz ist und welche als gyromagnetisches Verhältnis bekannt ist. Die Probe kann dadurch identifiziert werden.

Die Herstellung von kommerziellen Geräten, die nach diesen Prinzipien arbeiten, hat Verfeinerungen bei Kernresonanzgeräten erforderlich gemacht, um den gewünschten Grad von Genauigkeit bei der Probenidentifizierung sicherzustellen. Generell sollte das polarisierende Feld über relativ lange Zeiten stabil sein und eine Gleichförmigkeit in· der Feldstärke besitzen die wenigstens gleich einem Teil in 10⁸ ist Bei dem Versuch, diesen Forderungen zu genügen, sind Kernresonanzgeräte geschaffen worden, die sowohl eine Lock-on-Einrichtung besitzen, durch welche Schwankungen des polarisierenden Feldes mit der Zeil kompensiert werden können, als auch Homogenisierungsspulen zur Erhöhung der Gleichförmigkeit des polarisierenden Fefdes in der Nähe der zu untersuchenden Probe. Die Lock-on-Einrichtung weist eine Referenzprobe auf, die in der Nähe der zu untersuchenden Probe in dem Feld H\ angeordnet ist und Mittel zur Erregung der Referenzprobe mit ihrer Larmorfrequenz um eine Kernresonanz derselben hervorzurufen. Jede Schwankung der polarisierenden Fe'dstärke ist mit einer Abweichung von der Kernresonanz der Referenzprobe verbunden. Es ist eine Schaltung vorgesehen, die auf diese Abweichung anspricht und eine kompensierende Veränderung der Feldstärke H\ oder der Erregerfrequenz bewirkt, um die Resonanz wiederherzustellen. Die vorerwähnten Homogenisierungsspulen bestehen aus einer Mehrzahl von relativ flachen Spulen die in der Nähe der Polflächen des Magneter angeordnet sind und das polarisierende Feld in dem relativ kleinen Raumvolumen homogenisieren, welches von der /1 versuchenden Probe eingenommen wird Diese Spul. .■ sind vorzugsweise funktionell orthogonal zueinander, das heißt, daß die Einstellung des von einer der Spulen in der Nähe der zu untersuchenden Probe erzeugten Feldes nicht wesentlich den optimalen Wen des Feldes in der Nähe der zu untersuchenden Probe beeinflußt, welches gleichzeitig von einer anderen dei Spulen erzeugt wird. Eine solche Anordnung ist in dei DT-AS 11 07 824 beschrieben.

Durch die DT-AS 11 07 824 ist zur Homogenisierung des Magnetfeldes am Ort der zu untersuchenden Probe auch schon eine Anordnung bekannt, bei welcher die Homogenisierungsspulen auf einen sphärischen Tragkörper aufgewickelt sind.

Durch die DT-AS 11 07 824 ist weiterhin eine 1 .OL-k-on-Vorrichtung bekannt, bei welcher das Magnetfeld im Bereich der bekannten Referenzprobe durch einen Satz von Homogenisierungsspulen homogenisier! wird, wodurch die Schärfe der Resonanz und damit die Genauigkeit der Magnetfeldregelung erhöht wird.

Die Homogenisierung des polarisierenden Feldes ir der Nähe der zu untersuchenden Probe wird wie ober erwähnt bis zu einer Größenordnung von einem Teil ir 10⁸ vorgenommen. Während diese Gleichförmigkeit ir einem relativ kleinen Volumen erreicht wird, das in dei Mitte des Luftspaltes liegt, so hat es sich doch gezeigt daß die Feldinhomogenität in einigem Abstand vom On der zu untersuchenden Probe, wo man eine Referenz probe anordnen will, bis auf ein Teil in 10" ansteiger kann. Zur Erhöhung der Lock-on-Empfindlichkeit unc dementsprechend der Analysengenauigkeit ist ei wünschenswert, die Inhomogenität des Feldes in dei Nähe der besagten Referenzprobe bis auf wenigsten; einen Teil in 10⁶ zu verringern. Es ist weitei

wünschenswert, diese erhöhte Gleichförmigkeit in der Mähe der Referenzprobe zu erhalten, während gleichzeitig das homogenisierte Feld in der Nähe der zu untersuchenden Probe im wesentlichen ungeändert gehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs definierten Art Feldhomogenisierungsmittel für eine Referenzprobe vorzugehen, welche dss Feld im Bereich der Referenzprobe homogenisieren, während sie gleichzeitig das homoge- ι ο nisierte Feld in der Nähe der zu untersuchenden Probe ■_im wesentlichen unverändert lassen, und welche weiterhin bei der hierzu erforderlichen kompakten Anordnung der Feldhomogenisierungsmittel die Aufnahme der Referenzprobe gestatten, ohne daß die für A\_e Homogenisierung erforderliche Anordnung der Wicklungen räumlich mit der Referenzprobe in Konflikt gerät.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, <jaß der Referenzprobenhalter einen sphärischen Tragkörper aufweist, der ein die Referenzprobe enthaltendes Probengefäß wenigstens teilweise umschließt und auf dessen Oberfläche in der Nähe der beiden durch die Achse der Referenzprobe vorgegebenen Pole jeweils ein Satz von drei kreisförmigen einander überlappenden Wicklungen angebracht ist, deren Achsen jeweils untereinander einen ersten Winkel und mit der Achse der Referenzprobe einen zweiten Winkel einschließen, so daß die von den Wicklungen erzeugten magnetischen Potentiale ein System orthogonaler Funktionen in Form von Linearkombinationen von Kugelfunktionen bilden.

Es hat sich gezeigt, daß bei einer solchen Anordnung keine Störung des Magnetfeldes am Orte der zu untersuchenden Probe durch den weiteren Satz von Homogenisierungsspulen erfolgt, die zur Homogenisierung des Magnetfeldes am Ort der Reierenzprobe vorgesehen sind. Das liegt an dem sehr kompakten Aufbau der auf dem sphärischen Tragkörper als Homogenisierungsspulen angeordneten Wicklungen. Dieser kompakte Aufbau wird im Falle der Referenzprobe für die Lock-on-Einrichtung wiederum dadurch ermöglicht, daß keine Notwendigkeit für einen Probenwechsel besteht — anders als bei der zu untersuchenden Probe. Im Gigensatz zu den bekannten, auf einem sphärischen Tragkörper angeordneten Homogenisierungsspulen nach der DT-AS 11 07 824 gestattet die erfindungsgemäße Anordnung die Anordnung der Referenzprobe in einem durch den sphärischen Tragkörper hindurch sich erstreckenden Probengefäß, ohne daß dieses Probengefäß den Verlauf der für die Homogenisierung erforderlichen Wicklungen stört.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert: «

F i g. 1 zeigt teilweise in Blockform ein Kernresonanzgerät mit Homogenisierungsmitteln für das polarisierende Magnetfeld und einer Vorrichtung zur Konstanthaltung dieses polarisierenden Magnetfeldes;

Fig.2 ist eine vereinfachte Draufsicht der Anord- ho nung von F i g. 1 und zeigt eine spezielle räumliche Anordnung der zu untersuchenden Probe im Feld des Magneten von F i g. 1;

Fi g. 3 zeigt einen Referenzprobenhalter zur Verwendung bei dem Gerät von F i g. 1 mit Homogenisierungs- &5 mitteln für das Feld an der Referenzprobe;

Fig.4 ist eine schematische Darstellung der Oberfläche des Referenzürobenhalters mit einer Wicklung zur Erzeugung eines magnetischen Potentials in Form einer zonalen Kugelfunktion;

F i g. 5 zeigt die Anordnung der Homogenisierungswicklungen, die auf der Oberfläche des Referenzprobenhalters von F i g. 3 angeordnet sind.

In F i g. 1 ist ein Kernresonanzgerät dargestellt, weiches einen teilweise gezeichneten Permanentmagneten 10 mit Polflächen 12 und 14 aufweist, zwischen denen ein relativ starkes polarisierendes Feld H\ erzeugt wird. Auf dem Magneten ist eine Korrekturf eldwicklung 15 angeordnet Wie nachstehend im einzelnen beschrieben werden wird, kann diese Korrekturfeldwicklung relativ schwache kompensierende Veränderungen der Stärke des polarisierenden Feldes erzeugen. Das polarisierende Feld muß einen relativ hohen Grad von Gleichförmigkeit besitzen.

Beispielsweise sind Abweichungen der Feldstärke in einer Größenordnung größer als ein Teil in 10⁸ unerwünscht. Um die gewünschte Gleichförmigkeit zu erhalten, sind Feldhomogenisierungsmittel vorgesehen. Diese Mittel bestehen aus flachen Homogenisierungsspulen 16 und 17, die an den Polflächen 12 und 14 angeordnet sind. Die Homogenisierungsspulen bestehen aus Scheiben, die eine Mehrzahl von gegeneinander isolierten Wicklungen von elektrischen Leitern aufweisen, die darauf angeordnet sind und im wesentlichen zueinander orthogonale Feldkomponenten erzeugen, um das Feld in einem gewünschten Punkt zwischen den Polflächen zu korrigieren. Eine spezielle Anordnung von solchen Homogenisierungsspulen ist in der DT-AS 11 07 824 beschrieben. Die verschiedenen Leitungen, die von den Homogenisierungsspulen ausgehen und die generell mit 18 bezeichnet sind, sind über Potentiometer 22, 23, ?4 und 25 mit einer Spannungsquelle 20 verbunden, derart, daß die Stärke und Richtung der in den Homogenisierungsspulen fließenden Ströme regelbar sind.

Das Kernresonanzgerät weist weiterhin einen Probenhalter 26 für die zu untersuchende Probe auf, der zwischen den Polflächen 12 und 14 angeordnet ist und eine Probe einer unbekannten Substanz enthält, welche durch das Gerät identifiziert werden soll. Es sind verschiedene Probenhalter für solche Geräte bekannt. Der Einfachheit der Darstellung halber ist der Probenhalter 26 als Reagenzglas dargestellt. Ein zweiter Probenhalter, der generell mit 28 bezeichnet ist, ist auch zwischen den Polflächen 12 und 14 angeordnet. Dieser letztere Probenhalter, welcher nachstehend im einzelnen beschrieben werden wird, bildet einen Teil einer Lock-on-Anordnung. Der Probenhalter 26 für die zu untersuchende Probe weist eine Geberspule 29 auf, welche einen Zweig einer Brückenschaltung 30 bildet. An die Schaltung 30 ist ein Hochfrequenzoszillator mit veränderbarer Frequenz angeschaltet, welcher in einem Zeitintervall ft über einen Frequenzbereich hinwegstreicht. Die der Schaltung 30 durch diesen Generator zugeführte Spannung bewirkt einen Stromfluß in der Spule 29, und dadurch .vird ein zu dem Feld Wi senkrechtes Magnetfeld H₂ erzeugt. Bei der Larmorfrequenz einer Probenkomponente zeigt die Probe in bekannter Weise Kernresonanz und absorbiert Energie von der Geberspule 29. Dadurch wird die Brückenschaltung verstimmt. Diese Verstimmung wird von einer Detektor- und Verstärkerstufe 32 festgestellt und verstärkt. Registrierende Anzeigemittel 34, beispielsweise ein Schreibstreifen-Schreiber, sind vorgesehen und mit den Frequenzschwankungen des Oszillators 31 während des Zeitintervalls fi durch elektrische

Signale von einer Synchronisierungsquelle 36 synchronisiert. Das registrierende Anzeigegerät liefert damit ein Spektrogramm, aus welchem die Bestandteile der Probe identifiziert werden können.

Wie vorstehend erwähnt, ist das polarisierende Feld Schwankungen unterworfen, und es ist eine Lock-on-Anordnung vorgesehen, um diese Schwankungen zu kompensieren. Der Lock-on-Bezugsprobenhalter 28 von F i g. 1 ist in F i g. 3 im einzelnen dargestellt. Er weist einen rohrförmigen Probenbehälter 39 auf, welcher an einem Ende geschlossen ist und eine Referenzprobe aufnimmt. Um den Probenbehälter 28 ist eine Geberspule 40 angeordnet. Diese Anordnung isl in einem Tragkörper 42 angeordnet und ragt durch diesen hindurch. Der Tragkörper 42 ist hohl und sphärisch und wird von zwei elektrisch isolierenden halbkugeligen Teilen 44 und 46 gebildet, welche an einer Fläche 47 miteinander verkittet sind. Die Halbkugeln weisen jede ausgeschnittene Segmente auf, welche die Aufnahme des rohrförmigen Probenbehälters 38 in der Kugel gestatten. Auf dem Tragkörper 42 sind Feldhomogenisiemngsspulen vorgesehen, die nachstehend im einzelnen beschrieben werden. Der Tragkörper 42 ist in dem polarisierenden Feld in einer solchen Weise orientiert, daß ein Feld, welches von einem in der Geberspule 40 fließenden Strom erzeugt wird, senkrecht zu dem polarisierenden Feld verläuft.

Die Geberspule 40 ist als Teil einer Brückenschaltung 48 geschaltet. Von einem Oszillator 50 (F ig. 1) wird eine Hochfrequenzspannung mit der Larmorfrequenz der Referenzprobe abgenommen und der Brückenschaltung 48 zugeführt. Die Referenzprobe zeigt demgemäß Kernresonanz und absorbiert Energie von der Geberspule 40. Wenn Schwankungen in der Stärke des polarisierenden Feldes auftreten, wird weniger Energie absorbiert und die Brückenschaltung wird verstimmt. Diese Verstimmung wird von einer Stufe 52 festgestellt und verstärkt. Von der Stufe 52 wird ein Ausgangssignal proportional zu der Verstimmung einer Steuerstufe 54 für die Feldkonstanthaltung zugeführt. Die Ausgangsklemmen 56 und 58 dieser Stufe sind mit Klemmen 60 und 62 der Korrekturfeldwicklung 15 verbunden. Die Stufe 54 erzeugt einen Gleichstrom in der Wicklung 15. und die Stärke dieses Stromes wird von einem vorgegebenen Sollwert nach Maßgabe der Abweichung von der Resonanz verändert, derart, daß die Kernresonanz der Referenzprobe wieder hergestellt wird.

Wie in der DT-AS 11 07 824 beschrieben ist, hat das Feld im Mittelpunkt einer gedachten Kugel die Eigenschaft, daß der Laplace-Operator des Feldpotentials F verschwindet: Δ F=O. Die Kugelfunktionen sind eine Gruppe von Funktionen, deren Laplace-Operator verschwindet und von denen jede einen Beitrag zu dem Feld im Kugelmittelpunkt darstellt Indem man Korrekturfelder erzeugt, die auch durch Kugelfunktionen dargestellt werden können, kann die Feldgleichförmigkeit innerhalb der Kugel geregelt werden. Das Feld, welches Kugelfunktionen darstellt, kann mit guter Näherung angenähert werden durch einen Strom, der auf der Oberfläche einer Kugel und längs eines Ortes fließt, in welchen die Funktion verschwindet, das heißt, wo die Funktion gleich Null ist Die hauptsächlich interessierenden Kugelfunktionen sind:

Der Ort auf der Kugel, wo diese Funktionen verschwinden, beschreibt eine Anordnung der gewünschten Wicklungen. Dieser Salz von Wicklungen ist orthogonal in dem Sinne, daß das Integral des Produktes der Ableitungen nach z, welches als Richtung des Hauptfeldes angenommen wird, von jeweils zwei dieser Kugelfunktionen über eine Kugel mit dem Mittelpunkt im Koordinatenursprung verschwindet. Außerdem ist dieser Satz halb vollständig in dem Sinne, daß jede

ίο magnetische Inhomogenität, die durch eine zonale oder tesserale Kugelfunktion von zweitem Grade beschrieben wird mittels dieses Spulensatzes korrigiert werden kann, während sektoriale Inhomogenitäten so nicht korrigiert werden können. Das NichtVorhandensein einer sektorialen Korrektur ist jedoch im allgemeinen nicht wichtig, da die magnetischen Komponenten, die diesen sektorialen Kugelfunktionen entsprechen, senkrecht zu dem Hauptfeld liegen und dieses nur quadratisch beeinflussen.

Die Wicklung von F i g. 4 stellt den Ort dar, wo die Kugelfunktion gemäß Ausdruck 1 verschwindet, wenn der Abstand zwischen den zwei symmetrischen Spulen 64 und 66 Dl \ 3 ist, wo D der Kugeldurchmesser ist. Andererseits erzeugt sie keine zonalen Kugelfunktionen vom 4. Grade, wenn die beiden Schleifen 64 und 66 in einem Abstand gleich ^ 3/7 D voneinander angeordnet sind. Wicklungen, welche die Orte darstellen, wo die Kugelfunktionen der Gleichungen 2 und 3 verschwinden, würden jedoch jeweils tesserale Kugelfunktionen

.10 vom 4. Grade erzeugen.

Fig.5 stellt die Homogenisierungswicklungen auf der Kugel dar, welche vorteilhafterweise die Erzeugung von zonalen Komponenten vom 4. Grade und tesseralen Komponenten vom 4. Grade vermeidet.

Diese Anordnung benutzt die Vorteile, die in der Wicklungsgestalt von Fig.4 liegen. Wie vorstehend angegeben, erzeugt eine Leiteranordnung der Art von F i g. 4 nicht von selbst Kugelfunktionen vom 4. Grade, welche die Erzielung einer geeigneten Feldhomogenität

innerhalb der Kugel beeinträchtigen können. In Fig. 5 ist ein Satz von drei gegeneinander isolierten Wicklungen nach Art von F i g. 4 (d. h. 2z² - x²-y²) vorgesehen und symmetrisch um die Z-Achse angeordnet und gegenüber dieser um einen Winkel Φ versetzt. Jede

dieser Achsen sind gegeneinander um einen Winkel Θ versetzt und die Einzelheiten der Verbindungen, die in Fi g. 4 dargestellt sind, sind weggelassen worden, um die Figur zu vereinfachen. Wenn ein Paar von Wicklungsspulen, wie sie in Fig.4 dargestellt sind, mit seiner

Achse um einen Winkel Φ gegen die Z-Achse auf die X-Achse hin geneigt ist, so zeigt eine einfache Änderung der Koordinaten, daß die zonale Kugelfunktion dieses verschwenkten Paares die Form besitzt:

(2—3 cos² 0(X²-/

+ (3 cos² Φ - 1) ζ² + 3 sin 2 Φ ■ ζ .

In ähnlicher Weise ist wenn ein zweites Paar von

_te Wicklungsspulen in die Stellung gebracht ist, die

erhalten wird, indem das erste Paar um 120° um die

Z-Achse verdreht wird, die von dem zweiten Paar

erzeugte Kugelfunktion von der Form:

Zonale 2z² — x² — y², Erste Tesserale χ · ζ, Zweite Tesserale y ■ ζ.

(1) 6₅ ^{1/4(1 +}3cos²0)x² + 1/4(9 cos² Φ-

(2) +1/4(1—Scos²*)*² + 3/2sin²0-z.

(3) Die Ableitungen dieser beiden Kugelfunktionen nach

ζ ergeben die Stärke des Korrekturfeldes, welches in der Z-Richtung erzeugt wird und sind jeweils:

ß-i = 2 (3 cos² Φ - I) ζ + 3 sin²0 χ.
B.₂ = 2(1 3 cos² Φ):: + 3/2 sin 2 Φ χ.

Wenn man über eine mit dem Mittelpunkt im Koordinatenursprung liegende Kugel mittelt, so hat das Produkt 0?i

-4 11 -3 cos² Φ)² + 9/2 sin² 2 0 =
-4 + 42 cos² '/' - 54 cos⁴ Φ
und verschwindet, wenn entweder

cos Φ = 1/2/3 Φ = 35,26"
cos Φ = [/1/3 Φ = 70.53

Für 'diese beiden Fälle hat der Winkel Θ, zwischen den Achsen der beiden Spulenpaare, jeweils die Werte

θ = 60",
(-) = 109,47

Wenn nun diese Spulenpaare symmetrisch um die Z-Ach^e angeordnet sind, wobei ihre Achsen Winkel von 35,26° mit der Z-Achse bilden und Winkel von 60° miteinander, so sind die Einstellungen der Stromstärken, die in diesen Spulen fließen, im wesentlichen voneinander unabhängig, wenn sie eine Feldinhomogenität erzeugen. Der Spulensatz von F i g. 5, welcher die drei zueinander orthogonalen Spulen enthält, von denen Kombinationen mit geeigneten Gewichten jede Kombination von tesseralen Kugelfunklionen vom 2. Grade erzeugen können, ist daher halbvollständig in dem obei definierten Sinne. Außer der Eigenschaft, keim Kugelfunktionen vom 1. Grade zu erzeugen, hat dies* Anordnung den weiteren Vorteil, daß sie eine nu geringfügig behinderte Halterung eines die Probt aufnehmenden Behälters gestatten, dessen Durchmes ser gering zum Durchmesser der Kugel ist.

In F i g. 5 ist wie gesagt, jede der einzelner Wicklungen der Übersichtlichkeit halber als ein Paai

ίο von gleichachsigen, kreisförmigen Windungen darge stellt. In der Praxis hat jede der Wicklungen die Fom von F i g. 4 mit einem Paar von Anschlußklemmen. Di< (in Fig.5 nicht dargestellten) Anschlußklemmen dei ersten dieser Wicklungen sind wie in Fig.4 mit 68, 70 die Anschlußklemmen der zweiten Wicklung sind mit 8; und 85 und die Anschlußklemmen der dritten Wicklung mit 87 und 89 bezeichnet. Diese Anschlußklemmer erscheinen in Fig. 1.

Die Anschlußklemme 68 und 70 der einen Wicklung von F i g. 5 sind mit einem Mittelabgriff zwischen einen Paar von Batterien 76 und 77 in Fig. 1 und mit einen einstellbaren Schleifer eines Potentiometers 78 verbun den. Die Gleichspannung, die an diesem Potentiometei von der Batterie angelegt wird, erzeugt einen Stromflu£ in der Wicklung und die Einstellung des Schleifers de; Potentiometers 78 verändert sowohl die Größe als aucl· die Richtung des Stromes in der zonalen Spule. Ir ähnlicher Weise sind die Klemmen 83 und 85 sowie 8/ und 89 der anderen Wicklungen mit dem gemeinsamer Abgriff zwischen den Batterien 76 und 77 und mit einerr einstellbaren Schleifer eines Potentiometers 79 bzw. mil dem gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen der Batterien 76 und 77 und einem einstellbaren Schleifer ar einem Potentiometer 80 verbunden. Da diese Homoge· nisierungswickiungen sehr nahe an der Referenzprobe liegen, ist die Stärke des in diesen Wicklunger fließenden Stromes relativ gering und Störungen des homogenisierenden Feldes in der Nähe der zi untersuchenden Probe sind demgemäß gering.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

«09540/19:

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Konstanthaltung des polarisierenden Magnetfeldes bei einem Kernresonanzgeräi mit einem Magneten zur Erzeugung eines starken polarisierenden Magnetfeldes zwischen zwei gegenüberliegenden Polflächen, einem Satz von Homogenisierungsspulen zum Homogenisieren von Ungleichförmigkeiten des polarisierenden Magnetfei- ι ο des in einem relativ kleinen, einen Probenhalter mit einer 2u untersuchenden Probe enthaltenden Volumen im Luftspalt zwischen den Polflächen und einer Lock-on-Einrichtung, durch welche Schwankungen der Stärke des polarisierenden Feldes kompensierbar sind und deren Meßfühler einen ebenfalls zwischen den Polflächen angeordneten Referenzprobenhalter mit einer zu kernmagnetischer Resonanz erregten Referenzprobe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzprobenhaiter einen sphärischen Tragkörper (42) aufweist, der ein die Referenzprobe enthaltendes Probengefäß (36) wenigstens teilweise umschließt und auf dessen Oberfläche in der Nähe der beiden durch die Achse der Referenzprobe vorgegebenen Pole jeweils ein Satz von drei kreisförmigen einander überlappenden Wicklungen angebracht ist, deren Achsen jeweils untereinander einen ersten Winkel (Θ) und mit der Achse der Referenzprobe einen zweiten Winkel (Φ) einschließen, so daß die von den Wicklungen erzeugten magnetischen Potentiale ein System orthogonaler Funktionen in Form von Linearkombinationen von Kugelfunktionen bilden.