DE2152006C2

DE2152006C2 - Trimmspulensatz für Spektrometer für magnetische Kernresonanz

Info

Publication number: DE2152006C2
Application number: DE2152006A
Authority: DE
Inventors: Robert Edward Sunnyvale Calif. Gang; Donald Jack Fremont Calif. Kabler; William Owen Fremont Calif. Reeser jun.
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1970-10-22
Filing date: 1971-10-19
Publication date: 1982-04-22
Also published as: FR2113110A5; US3735306A; CH541220A; JPS5539778B1; GB1354398A; NL7114598A; DE2152006A1; IT939106B

Description

Die Erfindung betrifft einen Trimmspulensatz für Spektrometer für magnetische Kernresonanz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Trimmspulensatz ist bekannt (DE-PS 824). Bei diesem bekannten Trimmspulensatz halten die einzelnen aufeinandergestapelten isolierenden Platten die Form von kreisförmigen Scheiben mit einem fahnenförmigen Ansatz, der die Anschlüsse trägt. Beim Aufeinanderstapeln wurde so vorgegangen, daß die Fahne jeder einzelnen Platte gegenüber den Fahnen dp.r übrigen Platten des Stapels in Umfangsrichtung versetzt war. Beim Stapeln der einzelnen Platten besteht die Gefahr, daß diese in falscher Reihenfolge eingesetzt wurden; ein einziger solcher Fehler der Reihenfolge macht aber den ganzen Spulensalz unbrauchbar.

Es ist ferner eine Miniaturbaugruppe aus gestapelten Trägerplättchen von im wesentlichen quadratischer Form bekannt (DE-AS 12 12 176), bei der die Anschlüsse ebenfalls an aus dem Plattenrand vorstehenden Fahnen angeordnet sind, die an verschiedenen Stellen des Plattenrandes, teilweise gegen Fahnen anderer Platten versetzt, teilweise in gleicher Position wie Fahnen anderer Platten angeordnet sein können. Vorkehrungen gegen Reihenfolge-Fehler sind bei dieser bekannten Baugruppe nicht getroffen; dazu kommt noch die Möglichkeit einer fehlerhaften Orientierung, etwa um 90° verdreht

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Trimmspulensatz der eingangs genannten Art verfügbar zu machen, bei der derartige Zusammenstellungsfehler auffällige Folgen haben, so daß diese Zusvmmenstel-Iungsfehler rechtzeitig bemerkt und korrigiert werden können oder wenigstens vor dem Einbau in das Gerät einen Anschluß zuverlässig verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst Bei ordnungsgemäßem Zusammenbau der einzelnen Platten des erftndungsgemäßen Trimmspulensatzes liegen die Anschlüsse der einzelnen Schaltungen einwandfrei zugänglich nebeneinander, aber bei auch nur einem einzigen Zusammenstellungsfehler ergibt sich eine auffällige Abweichung von diesem Bild und sind ferner die Anschlüsse mindestens einer Platte nicht mehr zugänglich. Falls das beim Zusammenbau des Trimmspulensatzes tatsächlich nicht auffallen sollte, so fällt das doch spätestens während des Verdrahtens auf, so daß eine fehlerhafte Baugruppe mit Sicherheit nicht in ein Gerät eingebaut wird.

Es ist zwar ein Spulensatz in Form einer Baugruppe bekannt, der aus mehreren aufeinandergestapelten isolierenden Platten besteht, die jede auf einer Seite eine elektrische Schaltung nach Art gedruckter Stromkreise tragen, deren Anschlüsse jeweils an den Plattenrand herausgeführt sind, und die derart aufeinander gestapelt sind, daß jeweils die die elektrische Schaltung tragende Seite einer Platte die freie Seite der benachbarten Platte berührt wobei die Anschlüsse jeweils an eine Kante der betreffenden Platte herausgeführt sind, wobei ferner die die Anschlüsse tragenden Plattenkanten aller gestapelten Platten ausgefluchtet sind und die Anschlüsse an jeder Platte an der die Anschlüsse tragenden Plattenkante versetzt angeordnet sind (üS-PS 34 83 499). Bei diesem bekannten Spulensatz, der für Drosseln oder Transformatoren vorgesehen ist, dienen die an der die Anschlüsse tragenden Plattenkante versetzt angeordneten Anschlüsse lediglich zur Verbindung der Spulen-Stromkreise aufeinanderfolgender Platten untereinander; eine getrennte Ansteuerung mit der dazu erforderlichen freien Zugänglichkeit der Anschlüsse der Spulenstromkreise der aufeinandergestapelten Platten als Trimmspulen^atz ist damit nicht möglich.

Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 4.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigt
Fig. 1 schematisch einen Trimmspulensatz, der beidseits der Probensonde in einem Magnetspalt für die magnetische Kernresonanz angeordnet ist;

Fig.2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Trimmspulensatzes;
Fig.3 eine perspektivische Ansicht eines auf die Sonde montierten Trimmspulensatzes; und

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung eines zylindrisch geformten Trimmspulensatzes.

Gemäß Fig. 1 weist ein übliches Kernresonanzspektrometer einen Magneten auf, der durch die Magnetpole 11 und 12 dargestellt ist, und eine Sonde 13, die die Probe, Voi verstärker und der HF-Antriebsspule umfaßt, die alle bekannt und deshalb nicht näher dargestellt sind. Ein HF-Sender-Empfänger-Kreis 14 liefert die

treibende Hochfrequenz an eine Sondenspule der Sonde 13, und das detektierte Magnetresonanzsignal wird einem Schreiber 15 zugeführt Zwei voneinander entfernte, parallele Trimmspulensätze in Form von Stapeln 16 und 17 sind zwischen den Magnetpolen 11,12 angeordnet, wobei die getrennten Spulenstromkreise in den Trimmspulensätzen elektrisch miteinander verbunden sind — beispielsweise in Reihe geschaltet, wie durch Leitung 18 angedeutet ist Jedes Paar Spulenstromkreise wird mit unabhängigen Stromquellen in der Trimmkon- ι ο trolle 19 kontrolliert Sweep-Spulen, die zur Modulation des Magnetfeldes verwendet werden, können ebenfalls in die Trimmspulensätze eingebaut werden und werden von der Sweep-Schaltung 21 kontrolliert Die Trimmspulensätze 16 und 17 sind allgemein auf beiden Seiten is der Sonde 13 befestigt und in geeigneter Weise gegenseitig und mit der Probe ausgefluchtet

Eino auseinandergezogene Darstellung eines Trimmspulensatzes zeigt F i g. 2; sie weist zwei getrennte, nämlich einen rechten und einen linken Spulensatz 16 bzw. 17 auf. Nach der Montage sind die Stapel 16 und 17 so montiert daß sie zueinander parallel sind, wie in F i g. 3 dargestellt ist; sie befinden sich dann nicht in der linearen Ausfluchtung, die in F i g. 2 dargestellt ist

Bei der dargestellten Ausführungsform besteht jeder Trimmspulensatz aus sechs Spulenstromkreisen, das heißt einer yZ-Gradienten-Spule 22, einer ^-Gradienten-Spule 23, einer Sweep-Modulations-Spule 24, einer Z-Spule 25, Krümmungsspulenstromkreisen 26, y-Gradienten-Spule 27 und zwei End-Abschirmungen 28 und 29. Die Endplatten 28 und 29 bestehen aus einer 0,051 mm starken Grundplatte aus einem Polyimid-Füm und einem 0,03 mm starken Kupferlaminat auf den Außenflächen. Die Platten 31, die die Spulenstromkreise 22 bis 27 tragen, sind ebenfalls mit Kupfer laminierte Polyimid-Filme oder -Platten, und die Spulenstromkreise sind aus dem Kupferlaminat nach der Technik gedruckter Schaltungen gebildet. Die Spulenstiomkreise sind auf einer Seite der Platten 31 gebildet

Die Anschlüsse 32 für die Spulenstromkreise sind an einer Kante 33 jeder Platte 31 gebildet, wobei die jeweiligen Anschlüsse jeweils an tieferen Stellen der Kanten für die Spulenstromkreise 22 bis 27 angeordnet sind und z. B. die Anschlüsse für den Spulenstromkreis 22 die höchste Stelle einnehmen und die Anschlüsse für den Spuienstromkreis 27 die tiefst·;. Die Anschlüsse der zusammengehörigen Spulenstromkreise der rechten und linken Seite sind in der gleichen Höhe angeordnet und ausgefluchtet.

Die den Spulenstromkreis 23 tragende Platte weist eine Aussparung 34 auf, die in die Kante 33 derart eingeschnitten ist, daß sie mit den Anschlüssen des darunter befindlichen Kreises 22 ausgefluchtet sind. Die den Kreis 24 tragende Platte weist eine Aussparung 35 in der Kante 33 auf, die groß genug ist, um die Anschlüsse der beiden darunter befindlichen Kreise 22 und 23 freizulassen. Die Aussparungen 36, 37 und 38 in den die Kreise 25, 26 bzw. 27 tragenden Platten lassen die Anschlüsse aller Kreise in den darunter befindlichen Lagen frei.

Die Spulen jedes Kreises sind an ihren inneren Anschlüssen oder Enden, soweit notwendig, mit 0,051 mm starken Kupferstreifen oder -Brücken 41 verbunden, die sich zwischen den inneren Kreisenden erstrecken; die Streifen sind mit einer geeigneten Isolierung, etwa einem Polyimid-Film von 0,076 mm Stärke, von den Spulenstromkreisen isoliert und elektrisch mit den Spulenkreisenden verbunden, beispielsweise durch Schweißen, unter Druck und Wärme.

Alle Platten des Trimmspulensatzes sind in einem Laminatstapel aneinander befestigt indem ein dünner Klebstoff-Film mit etwa 0,005 mm Dicke auf die Oberflächen gesprüht wird, und dann wird ein Druck von 0,7 kg/cm² bei einer Temperatur von 135°C etwa eine Stunde lang ausgeübt Jeder laminierte Spulenstapel 16,17 ist nach dem Formen etwa 0,94 mm stark, was bedeutend dünner ist als bekannte Spulenstapel, was wegen des begrenzten Raumes, der für den Spulenstapel im Magnetspalt des Kernresonanzspektrometers zur Verfugung steht, sehr wichtig ist

Ein Spuienstromkreis vom rechten Stapel kann nicht versehentlich in den linken Stapol eingesetzt werden und umgekehrt, weil die Anschlüsse 32 dann in die falsche Richtung zeigen würden und mit der Platte 31 überdeckt würden, auf der der Spulenstromkreis gebildet ist. Jeder Spuienstromkreis muß auch dann an seine richtige Position oder Lage im Stapel gebracht werden, andernfalls werden die Anschlüsse mit einer anderen Platte abgedeckt, und das ist bei der Montage klar sichtbar.

Die Ausfluchtanschliisse 32 der zusammengehörigen Paare von Spulenstromkreisen im linken und rechten Trimmspulensatz, die in Reihe geschaltet werden sollen, werden, wie durch Leitungen 42 angedeutet ist, verdrahtet, nachdem die Sätze 16, 17 im Abstand voneinander und parallel zueinander angeordnet sind, und die übrigen Anschlüsse werden mit Leitungen 43 verdrahtet, die vom Satz zu einem Steckeranschluß 44 zum Anschluß an die Trimmkontrollschaltung 19 und die Sweep-Schaltung 21 führen. Das Anschlußende des Satzes wird dann mit einem geeigneten Isoliermaterial ⁴5 vergossen. Die Kupferfilme auf den End-Abschirmungen werden ebenfalls elektrisch miteinander verbunden und geerdet.

Die Spulensätze, vergl. z. B. das Spulenstromkreispaar 22-22 in Fig.2, sind zwar als elektrisch in Reihe geschaltet dargestellt, selbstverständlich können die Spulensätze für bestimmte Anwendungsfälle auch parallel geschaltet werden, oder sie können auch voneinander getrennt bleiben und jeder Satz Anschlüsse kann zu einem Außenanschluß herausgeführt werden, wenn das für die spezielle Verwendung des Spulenstromkreises erwünscht ist.

Die beiden Trimmspulensätze 16 und 17 sind in F i g. 3 als flache Strukturen dargestellt, der gestapelte Trimmspulensat7 kann jedoch auch pndere Formen annehmen. Die getrennten Stapel lfi' und 17' können beispielsweise jeweils halbzylindrisch ausgebildet werden, wie in F i g. 4 dargestellt ist, so daß die beiden getrennten Stapel gemeinsam ein zylindrisches Volumenumschließen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trimmspulensatz für Spektrometer für magnetische Kernresonanz in Form einer Baugruppe, bestehend aus mehreren aufeinandergestapelten isolierenden Platten, die jede at/ einer Seite in gedruckter Schaltung gebildete, getrennt ansteuerbare Spulenstromkreise tragen, deren Anschlüsse jeweils an den Plattenrand herausgeführt sind, und die derart aufeinandergestapelt sind, daß jeweils die die gedruckte Schaltung tragende Seite einer Platte die freie Seite der benachbarten Platte berührt, wobei die Anschlüsse an jeder Platte an einer anderen Stelle des Piattenrandes angeordnet sind als die Anschlüsse aller anderen gestapelten Platten, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (32) jeweils an eine Kante (33) des Plattenrandes der betreffenden Platte (31) herausgeführt sind, daß die die Anschlüsse (32) tragenden Plattenk?nten (33) aller gestapelten Platten (31) ausgefluchtet sind, und daß jede Platte (31) eine Aussparung (34—38) an der die Anschlüsse (32) tragenden Plattenkante (33) aufweist, die die Anschlüsse (32) der unterhalb der betreffenden Platte (31) liegenden Platten (31) des Stapeis (16,17) frei läßt

2. Trimmspulensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Platten (31) jeweils ein dünner Klebstoff-Film angeordnet ist, mit dem die Platten (31) im Stapel (16,17) befestigt sind.

3. Trimmspulensatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Aussparung die Aussparung in der 'arunterliegenden Platte (31) frei läßt und die Anschlüsse (32) jeder Platte (31) neben der jeweiligen Aussp;· ung angeordnet sind.

4. Trimmspulenanordnung aus zwei Trimmspulensätzen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Trimmspulensätze (16, 17) im Abstand voneinander derart montiert sind, daß die die Anschlüsse (32) tragenden Plattenkanten (33) parallel zueinander verlaufen.