DE1937794B2 - Magnet fuer hochaufloesendes kernresonanzspektrometer - Google Patents
Magnet fuer hochaufloesendes kernresonanzspektrometerInfo
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- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
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Description
Die Erfindung betrifft einen als Topfmagnet ausgebildeten Magneten für ein hochauflösendes Kernresonanzspektrometer.
bestehend aus zwei gleichen Schalenhälften, in denen aktive magnetische Teile mit aufgesetzten Polschuhen angeordnet und zwischen
deren Ringflächen Distanzstücke zur Einstellung des Arbeitsluftspalts eingelegt sind.
Von dem in Verbindung mit einem Kemresonanzspektrometer
verwendeten Magneten wird gefordert, daß sich die den Arbeitsluftspalt begrenzenden Polschuh-Stirnflächen
mit einer Abweichung von der Planparallelität von weniger als 1 /<m gegenüberstehen.
Diese Forderung bedeutet gleichzeitig, daß die Ebenheit dieser Flächen und ihre Oberflächenrauhigkeit
um eine Größenordnung besser sein müssen.
Um diese Maßgenauigkeiten einzuhalten, war es bisher erforderlich, ?ine ganze Anzahl von Bauteilen,
nämlich die Polschuhe, die aktiven magnetischen Teile sowie die aneinanderstoßenden Flächen des
Joches und die Verbindungsflächen zwischen den aktiven Teilen und dem Joch mit großer Genauigkeit
planparallel oder plan zu schleifen, da sich im ungünstigsten Fall die Kcilfehler addieren. Bei Topfniagnetcn.
die aus zwei gleichen einteiligen Schalenhälften aufgebaut sind, besteht zusätzlich die
Schwierigkeit, die Innenflächen, an denen die aktiven magnetischen Teile befestigt sind, derart /u
bearbeiten, "daß sie nLch Zusammenbau parallel zueinander
ausgerichtet sind.
~"Ä~us diesen Gründer, wurden für die Kernrcsoi; m/
spektroskopie bisher entweder die einfacher Le; zustellenden Doppeljochmagneten verwendet. ud. τ
man bemiügte sich bei Topfmagneten mit der durch
die angegebenen Toleranzen bedingten Homogenn ;
des Maonetfeldes. oder aber man nahm eine temv
Bearbeitung der einzelnen Bauteile in Kauf, wi.'p.:
der Topf aus drei Bauteilen bestand. Außerdem, wurde es zur Erzielung der für die hochauflöseiuL·
Kernresonanz notwendigen Homogenität des Magnetfeldes bisher als erforderlich angesehen, eine Ju>iier
einrichtung am Magneten anzubringen. Eine de,
artige Einrichtung enthält z. B. an den Polschuh.-., KeHe, mit deren Hilfe eine Feinjustierung d,
Parallelität der Polschuhflächen vorgenommen v.h<:
Bei Verwendung von Doppeljochmagneten ist ■,_ , ferner bekannt, derartige Keile an den Schenk..:.,
des Magneten anzubringen. Die Benutzung \.r
Keilen hat jedoch einen zusätzlichen Luftspalt /u: Folüc, der wiederum die im Arbeitsluftspalt verfügbare
Magnetfeldsiärke herabsetzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe wnrunde,
einen Magneten der eingangs beschriebene:. Art zu schaffen, der die Forderungen an die Toleranzen
für hochauflösende Kemresonanzspektromeiei erfüllt, der aber dennoch im Vergleich zu den bekannten
Magneten einfach herzustellen ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge löst, daß jede Ringfläche der beiden Schalenhälfter,
jeweils mit einer Stirnfläche der beiden Polschuhe in
derselben Ebene angeordnet ist. Diese Konstruktion eines Magneten sieht demnach vor, ciaß das Magnetgestell
in zwei gleichartige Hälften aufgeteilt ist. Hierbei !icgca jeweils die Polschuh-Stirnflächen und
die ringförmigen Grundflächen der äußeren Schalen in einer Ebene. Der Abstand der Polschuh-Stirnflächen
wird von den zwischen die beiden Hälften eingesetzten Distanzstücken bestimmt. Diese sind
Teile des Magnetkreises und sollen daher aus einem Material mit hoher Sättigungsinduktion bestehen.
Die Schalcnhälften können in der Weise hergestellt werden, daß die Ringfläche jeder Schalenhälfte und
die Stirnfläche der ".!gehörigen Polschuhe, z. B.
durch Läppen, in eine gemeinsame Ebene von größter Ebenheitgenauigkeit und die Distanzstücke
gemeinsam, z. B. durch Parallelläppen, auf gleiches Höhenmaß gebracht werden.
Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Untei ansprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in
der ein Ausführungsbeispiel im Schnitt dargestellt ist. im folgenden näher erläutert.
Der Magnet M besteht im wesentlichen aus zwei Schalenhälften 51 und 5 2, welche zusammengelegt
einen hohlen Rotationskörper nit abgeplatteten Enden bilden. Jm Innern der beiden Schalenhälften
5 1 und S 2 sind konzentrisch die beiden magnetisch aktiven zylindrischen Teile 71 und Γ 2 mit der
ihncren Wandung der beiden Schalen 51 und 5 2
fest verbunden. Sie sind ;n ringförmigen Ausnehmungen A 1 und A 2 eingesetzt und mit einer
Vergußmasse 7 aus Isolationsmaterial bis zu einer die Stirnflächen Fl und F 2 der auf die aktiven
Teile Tl und Tl aufgesetzten Polschuhe/11 und Pl
frei lassenden Höhe massiv eingebettet. Es ist auch möglich, die beiden aktiven feile T1 und Tl in
die Schulenhülften 5 1 und Sl einzuschrauben oder
sie anderweitig mechanisch zu befestigen. Die aktiven Teile .' 1 und Tl können aus einem Permanentmagneten
oder aber aus einem Elektromagneten bestehen, dessen Erregerwicklung (nicht näher dargestellt)
auf die Mantelflache der aktiven Teile 71 und Tl aufgewickelt ist.
Die Polschuhe P 1 und Vl der beiden aktiven
Teile Tl und Tl werden mit Zentrierringen Z 1 und
/2 auf den aktiven Teilen T Λ und Tl »ehalten. Die
bjiden Schalenhälflen Sl und Sl büden im zusammengefügten
Zustand einen Schutz für das Magnetfeld zwischen den beiden Stirnflächen Fl
und Fl der beiden Polschuhe P 1 und Pl gegenüber
fiemden störenden Magnetfelder... Der Abstand a
zwischen den beiden Stirnflächen Fl und Fl der
beiden Polschuhe P 1 und P 2 voneinander, der über die gesamte Oberfläche der beiden Stirnflächen F1
und Fl konstant sein muß, wird über Distanzstücke D eingestellt. Diese Distanzstücke D sind
entlang den Ringflächen R 1 und R 2 der beiden Schalenhälften 51 und 5 2 eingelegt. Das Hühenmaß
bestimmt den Abstand« der beiden Stirnflächen F 1 i:nd Fl voneinander. Die Distanzstücke D bestehen
i!us hochpermeablem Material und bilden einen Teil des Magnetjoches des Magneten M. Die Distanzstücke
D sind über den gesamten Umfang der beiden Ringflächen R 1 und R 2 gleichmäßig verteilt und
liilden einen nahezu lückenlosen Ring.
Auf ihren Außenseiten sind die beiden Schalenhälften 51 und 5 2 zu Flanschen Wl und Wl er-Vscit.rt.
In diese Flansche Wl und Wl sind in regelmäßigen
Abständen Bohrungen eingelassen, durch die Schraubenbolzen SB hindurchragen. Sie können
mit Gegenmuttern (nicht näher dargestellt) verschraubt werden und pressen dabei die beiden
Schalenhälften 51 und 5 2 gegen die Distanz-Stücke D. Zur Zentrierung der beiden Schalenhülfkr,
5 1 und 5 2 ge»eneinander sind in Ringnuten R\ 1
und RNl, weiche in die Oberflächen Jer Riiu·-
flächen R 1 und R 2 der beiden Schalenhälfun S I
und 52 eingelassen sind. Zentriersiücke Z eingcl'ÜL·;.
Sie lie«en in gleichmäßigen Abständen und gewährleisten,
daß sich die Stirnflächen Fl und Fl der
beiden Polschuhe Pl und Pl genau gegenülv
liegen.
Die Herstellung des Magneten Λ/ sieht vor. da!'.
die Ringfläche R I bzw. R 2 jeder Schalenhälfte .*>
■ bzw. 5 fund die Stirnfläche F 1 bzw. Fl der beid.-;;
Polschuhe P1 bzw. Pl zusammen in einem let/ier
Feinbearbeitungsvorgang, z. B. durch Läppen, ir. Ebenen von größter l.benheitsgenauigkeii gebrat.!-
werden. Dadurch wird eine größtmögliche Ebenher
der Stirnflächen F 1 und / 2 der Polschuhe P 1 un.; Pl erreicht. Fertigungsbedingte Ebenheitsfehler, wi
z. B. der Randabfall an den Stirnflächen Fl und 12
der Polschuhe Pl und Pl. die zu Magnetfeld-Verzerrungen
führen, können bei diesem Verfahr!.·! nur in den äußeren Ringzonen der Ringflächen R 1
und R 2 der Schalenhälften 5 1 und .S 2 auftreten.
Durch eine gemeinsame Feinbearbeitung der
Distanzstücke D. z. B. durch Parallelläppen und nachfolgendes Aussuchen, kann ein bis auf kleinste
Unterschiede gleiches Höhenmaß erzielt werden. Ai-Parallelitätsfehler
der Begrenzungsflächen des Arbeitsluftspalts mit dem Abstand α /wischen den
Stirnflächen F1 und Fl wirken sich die eventue!'
dann noch vorhandenen Abweichungen im Höhenmaß der Distanzstücke D nicht in vollem Maße au-;.
Da die Distanzstücke D auf den Ringflächen R 1 und R 2 der beiden Schalenhälften 51 und 5 2 angeordnet sind, treten diese Abweichungen nur im Verhältnis
der Durchmesser der Stirnflächen Fl und Fl
der Polkappen Pl und P 2 und dem Schalenringdurchmesser verkleinert in Erscheinung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Als Topimagnet ausgebildeter Magnet für
ein hochauHösendes Kemresonanzspektrometer,
bestehend aus zwei gleichen Schalenhälften, in denen aktive magnetische Teile mit aufgesetzten
Polschuhen angeordnet und zwischen deren Ringflächen Distanzstücke zur Einstellung des Arbeitsluftspalts
eiiiL ut sind, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Ringfläche (R 1 bzw. R 2) der beiden Schalenhälften (51 bzw. 5 2) jeweils
mit einer Stirnfläche (Tl bzw. F2) der beiden
Polschuhe (P 1 bzw. P 2) in derselben Ebene angeordnet ist.
2. Magnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringflächen (R 1 und R 2) mit
gegenüberliegenden Ringnuten (RN 1 bzw. RN 2)
versehen und daß in die Ringnuten (RNl und RN2) Zentrierstück.: (Z) eingelegt sind.
3. Magnet nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schalenhälften
(5 1 und 5 2) aus Weicheisen bestehen.
4. Magnet nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet.
daß die Schalenhälfien (51 und 5 2) teilweise mit einer Vergu 'masse (7) ausgefüllt sind.
5. Magnet nach Anspivh 1 oder einem der
folgenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenhälften (51 bzw. 5 2) und die
aktiven Teile (T 1. T 2) verschraubt sind.
6. Magnet nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schalenhälften (51 und 5 2) mit Flanschen
(U7I bzw. Wl) versehen und mittels in
den Flanschen (IFl und Wl) verschraubter
Schraubenbolzen (SB) zusammengehalten sind.
Priority Applications (7)
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Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |