DE2344751A1 - Mehrfachsonde fuer nmr-magnetfeldmessung - Google Patents

Mehrfachsonde fuer nmr-magnetfeldmessung

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DE2344751A1
DE2344751A1 DE19732344751 DE2344751A DE2344751A1 DE 2344751 A1 DE2344751 A1 DE 2344751A1 DE 19732344751 DE19732344751 DE 19732344751 DE 2344751 A DE2344751 A DE 2344751A DE 2344751 A1 DE2344751 A1 DE 2344751A1
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DE
Germany
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magnetic field
sonde
high frequency
frequency coils
frequency
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Application number
DE19732344751
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English (en)
Inventor
Harald Dipl Ing Drossel
Horst Dipl Phys Winterhoff
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/24—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance for measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH
Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1
MüllerAs B 73/76
Kehrfachsonde für HMR-MagnetfeldinessunK
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kernresonanz-Magnetfeldmesser mit einer im Magnetfeld anzuordnenden Meßsonde. Bei derartigen Magnetfeldmessern wird der
Effekt der magnetischen Kernresonanz dazu ausgenutzt, die. Messung der magnetischen Feldstärke (HQ) auf eine Frequenzmessung (^0) zurückzuführen.
Die in das Magnetfeld einzubringende Meßsonde enthalt beispielsweise eine protonenhaltige Substanz, die von einer Spule, welche Teil eines Schwingkreises ist, umgeben wird. In dieser Spule wird ein hochfrequentes
magnetisches Wechselfeld erzeugt, das auf dem zu messenden Feld HQ senkrecht steht. Stimmt die Frequenz f des Wechselfeldes mit der Übergangsfrequenz
f P " γ
£o = ο V H " ρ gyromagnetische a
^ " ° r Verhältnis der Protonen
der Protonen im Feld H überein (Kernresonanz), -absorbieren
. -2-509810/0201
23U751
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die Protonen Energiequanten der Größe hf . Dieser Energieentzug aus dem Hochfrequenzfeld bewirkt eine Verringerung der Hochfrequenzamplitude, worin der eigentliche Nachweis des Resonanzfalles besteht. Gemessen wird die Frequenz f = f , bei welcher das Absorptionssignal auftritt.
Es ist bekannt, daß für die verschiedenen Feldsuärkebereiche verschiedene, auswechselbare Sonden benötigt werden, da im wesentlichen die Induktivität der Sondenspule als konstante Größe im Oszillatorkreis den Frequenzbereich und damit den Feldmeßbereich festlegt. Z.B. wird bei dem in den "AEG-Mitteilungen", Jahrgang 50 (1960), Heft 8/9, S. 382 - 388 beschriebenen Magnetfeldmesser für den Bereich von 0,3 bis 19 kO ein Satz von acht Sonden angeboten. Dies entspricht bei der Protonenresonanz einem Frequenzbereich von 1,3 bis 81 MHz. Bei einer fest vorgegebenen Sondeninduktivität kann durch die Wahl einer anderen Kernart der Frequenzbereich erweitert werden. Ersetzt man beispielsweise die protonenhaltige Substanz durch schweres Wasser (Deuteriumoxyd), so wird die untere und obere Meßgrenze um den Faktor
6,5
nach oben verschoben..
Es sind Sonden bekannt, die für· die verschiedenen Meßbereiche unterschiedliche Füllungen haben, z.B. stark protonenhaltige Substanzen wie LiCl oder andere und bei denen darüber hinaus zur- Erzielung eines besseren Signal/ Rausch-Verhältnisses die HF-Spule vollständig von der Probensubstana umgeben ist.
—3—
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Bei diesen vorbekannten Kernresonanzmagnetfeldmessern ist der Sondenwechsel während einer Feldmessung von großem Nachteil, da es zeitraubend ist, die neue Sonde mit der erforderlichen Genauigkeit wieder am alten Ort einzujustieren.. Insbesondere ist bei den vorbekannten K&gnetfeldmessern eine kontinuierliche Feldregelung über einen Feldbereich, für den mehr als eine Sonde notwendig ist, unmöglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Meßbereich eines .Kernresonanzmagnetfeldmessers ohne Sondenwechsel zu erweitern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Keßsonde zwei Hochfrequenz-Spulen 1,2 ineinander verschachtelt sind, deren Achsen aufeinander senkrecht stehen. Weitere Ausbildungen der Erfindung bestehen darin, daß die beiden Hochfrequenz-Spulen wahlweise an den Hochfrequenzsender angeschlossen werden können und daß zur Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses die Hochfrequenz-Spulen vollständig von der Probensubstanz umgeben sind und daß zur Messung unterschiedlicher Feldstärkebereiche die Probensubstanz verschiedene zur ITMR-Messung geeignete Atomkernarten mit unterschiedlichen gyromagnetischen Verhältnissen enthält.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil liegt insbesondere darin, daß die Meßbereichserweiterung ohne Sondenwechsel eine vollautomatische Messung und Regelung des Magnetfeldes über einen größeren Bereich als bisher ermöglicht.
Im folgenden Ausführungsbeispiel wird ein Kernresonanz-Mägnetfeldaesser gemäß der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Bei einem Frequenzbereich des Oszillators von beispielsweise 1 MHz bis 50 MHz sind die Induktivitäten
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der "beiden HF-Spulen 1, 2 so ausgelegt, daß die eine für Messungen im unteren und die andere für Messungen im oberen Frequenzbereich, geeignet ist.
Dabei ist zur induktiven Entkopplung der beiden Spulen die Wicklung der HF-Spule 2 derart auf die Wicklung der HF-Spule 1 aufgebracht (Verschachtelung), daß die beiden Spulenachsen aufeinander senkrecht stehen. Insgesamt ist das Spulengehäuse 4- bei der Messung so zu orientieren, daß die Richtung de^außeren Magnetfeldes auf der Ebene, die von den beiden Spulenachsen gebildet wird, senkrecht steht.
Der Innenraum des Spulengehäuses 4 ist mit der Probensubstanz 5 aufgefüllt, so daß die Spulen vollständig von der Probensubstanz umgeben sind. Die Enden der Spulendrähte sind nach außen geführt. Die Probensubstanz 3 enthält mehrere Kernarten. Z.B. kann mit einer Lösung von LiCl in Glycerin die Kernresonanz der Lithium-Kerne und die der Protonen vom Glycerin ausgenutzt werden. Mit einer derartigen Sonde läßt sich beispielsweise bei einem Frequenzbereich von 1 MHz bis 50 MHz die magnetische Feldstärke in den Grenzen von 0,2 kOe bis 30 kOe entsprechend den gyromagnetischen Verhältnissen dieser beiden Kernarten messen bzw. regeln.
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Claims (1)

  1. 23U751
    Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1
    Müller/ks ■ B 75/76
    Pat entansprüche
    1. Kernresonanz-Magnetfeldmesser mit einer im Magnetfeld anzuordnenden Meßsonde,
    dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßsonde zwei Hochfrequenz-Spulen (1,2) ineinander verschachtelt sind, deren Achsen aufeinander senkrecht stehen.
    2. Kernresonanz-Magnetfeldmesser nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hochfrequenz-Spulen (1,2) wahlweise an den Hochfrequenzsender angeschlossen werden können.
    5. Eernresonanz-Magnetfeldmesser nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz-Spulen (1,2) vollständig von der Probensubstanz ($) umgeben sind.
    4-, Kernresonanz-Magnetfeldmesser nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probensubstanz verschiedene zur NMR-Messung geeignete Atomkernarten mit unterschiedlichen gyromagnetischen Verhältnissen enthält. —
    509810/0201 ORIGJMäL INSPECTED
    Leerseite
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0159780A1 (de) * 1984-02-27 1985-10-30 Picker International Limited Apparat zur Darstellung mit magnetischer Kernresonanz

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0159780A1 (de) * 1984-02-27 1985-10-30 Picker International Limited Apparat zur Darstellung mit magnetischer Kernresonanz
US4613819A (en) * 1984-02-27 1986-09-23 Picker International Ltd. Nuclear magnetic resonance imaging apparatus

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