DE4223909A1 - Vorrichtung zum Messen magnetischer Resonanz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen magnetischer Resonanz an Proben, bei der die Probe innerhalb einer Sen­ de/Empfangseinrichtung eines Probenkopfes in einem Magnetfeld vorbestimmter Richtung angeordnet und relativ zu der Richtung um mindestens eine erste Achse verdrehbar ist.

Vorrichtungen der vorstehend genannten Art sind allgemein bekannt, beispielsweise um mit Hilfe der magnetischen Resonanz Messungen an anisotropen Proben vorzunehmen. Einheiten hierzu finden sich z. B. in dem Lehrbuch von Hausser, K. H. et al "NMR für Mediziner und Biologen", Springer-Verlag 1989.

Aus der Broschüre "NMR Microscopy", die von der Anmelderin im Jahre 1991 herausgegeben worden ist, ist eine mit dem Akronym STRAFI (stray field imaging) bezeichnete Meßmethode beschrieben. Diese Meßmethode wird verwendet, um zwei- und dreidimensionale Bilddarstellungen von Festkörper-Proben aufzunehmen. Da Festkör­ per-Proben bekanntlich sehr kurze Spin-Spinrelaxationszeiten, und damit große Linienbreiten haben, reichen die Feldgradienten, die mit üblichen Kernresonanz-Vorrichtungen einstellbar sind, nicht aus, um eine hinreichend gute Scheibenauflösung zu erreichen.

Mit der genannten STRAFI-Methode macht man sich nun die Tatsache zunutze, daß Magnetspulen, wie sie in der Kernresonanz-Technik verwendet werden, an ihrem Rand ein Streufeld aufweisen, das stark inhomogen ist, nämlich einen sehr starken Feldabfall aufweist und somit als Gradientenfeld mit starkem Feldgradienten ausgenutzt werden kann. Bringt man eine Festkörper-Probe in dieses Streufeld am Rande der Magnetspule, so befindet sich die Probe in einem genügend ausgeprägten Gradientenfeld, dessen Feldgradient so groß ist, daß die erforderliche Scheibenauflösung bei den vorliegenden Linienbreiten erreicht werden kann.

Da es sich bei dem Streufeld jedoch um eine apparativ vorgegebene Größe handelt, ist es nicht möglich, den Gradienten zu schalten, wie dies bei üblichen Meßgradienten in Kernresonanz-Vorrichtungen getan wird. Man ist daher bei der STRAFI-Methode darauf angewie­ sen, die Festkörper-Probe im Streufeld definiert zu bewegen, um die gewünschte zwei- oder dreidimensionale Bilddarstellung zu ermöglichen.

In dem genannten Aufsatz ist ein Experiment beschrieben, bei dem Festkörper-Proben in das Streufeld einer supraleitenden Magnetspule gebracht wurden, deren Feldgradienten am Orte der Probe in der Größenordnung von 40 bis 80 T/m lagen, bei einem Nenn-Feld der Magnetspule zwischen 4,7 und 9,4 T.

Zum Erzeugen der gewünschten zwei- und dreidimensionalen Bilddarstellungen der Probe wurde die Probe mittels rechner­ gesteuerten Schrittmotoren zum einen in axialer Richtung bewegt und zum anderen um eine oder zwei zur Magnetachse senkrechte Achsen gedreht, auch dies mittels Schrittmotoren. Weitere Einzelheiten über die dabei verwendete Apparatur sind dem genannten Aufsatz nicht zu entnehmen.

Wenn man bei derartigen Experimenten eine Probe um eine oder gar zwei Achsen drehen will, so stellt dies angesichts der extrem beengten Raumverhältnisse (zum Erzielen eines hohen Füllfaktors) besondere Anforderungen an die Gestaltung der eingesetzten Sende/Empfangseinrichtung.

Wenn man beispielsweise die Sende/Empfangseinrichtung als Helmholtz-Hochfrequenzspulensystem ausbildet, die aus zwei Teilspulen bestehen, die in der Mitte zwischen sich einen Spalt aufweisen, durch den hindurch die Probe manipulierbar ist, so ergibt sich eine unzureichende Homogenität des Hochfrequenz- Feldes. Darüberhinaus ändern sich in diesem Falle wegen der relativ hohen elektrischen Feldstärken die Abstimm- und Koppel­ verhältnisse, insbesondere dann, wenn die Probe durch eine Drehung in der Spaltebene verdreht wird, weil eine Helmholtz- Anordnung durch die erforderlichen Anschlüsse der beiden Teilspulen nicht streng rotationssymmetrisch wirkt. Das Meß­ ergebnis wird daher bei derartigen Anordnungen durch systema­ tische Einflüsse verfälscht, wenn die Probe gedreht wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubil­ den, daß die Probendrehung in konstruktiv einfacher Weise möglich ist, ohne daß die Homogenität des Hochfrequenz-Feldes und/oder die Abstimm- bzw. Koppelverhältnisse bei Drehung der Probe leiden.

Diese Aufgabe wird zum einen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sende/Empfangseinrichtung ein Spaltringresonator ist, daß der Spaltringresonator, vorzugsweise zusammen mit der Probe, um seine Resonatorachse drehbar und über eine Koppeleinrichtung induktiv ankoppelbar ist, und daß die Koppeleinrichtung raumfest angeordnet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner dadurch gelöst, daß die Sende-/Empfangseinrichtung ein im Probenkopf raumfest gelagerter Spaltringresonator ist, der in seiner Mittelebene mit einem in Umfangsrichtung verlaufenden, schmalen Schlitz versehen ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß die Homogenität eines Spaltringresonators ungewöhnlich gut ist, insbesondere bei den Meßfrequenzen um 200 MHz, wie sie heute üblicherweise für bildgebende Verfahren an Festkörper-Proben eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil eines solchen Resonators mit niedrigem L/C-Verhältnis besteht darin, daß nur vergleichs­ weise niedrige elektrische Feldstärken in Erscheinung treten, wodurch die Erwärmung der Probe und die Verstimmung des Resonanz­ schwingkreises durch die Probe vernachlässigbar niedrig gehalten werden. Ferner hat sich gezeigt, daß das Hochfrequenzfeld eines Spaltringresonators weitestgehend unverändert bleibt, wenn man den Spaltringresonator über eine koaxial zur Resonatorachse angeordnete Koppeleinrichtung ankoppelt und den Spaltring­ resonator relativ zur Koppeleinrichtung um die Resonatorachse verdreht.

Im Gegensatz zu den weiter oben erläuterten Möglichkeiten einer Helmholtz-Anordnung, bei der sowohl die Teilspulen wie auch die Koppeleinrichtung raumfest und zueinander unverändert angeordnet sind, wird erfindungsgemäß ein Kunstgriff verwendet, bei dem die Koppeleinrichtung im Probenkopf raumfest stehen bleibt und sich der Spaltringresonator zusammen mit der Probe relativ zur Koppeleinrichtung dreht.

Ein Spaltringresonator hat ferner den Vorteil, daß eine im Inneren des Spaltringes angeordnete Probe leicht manipulierbar ist, weil die Probe ohne wesentliche Störung der Feldverteilung im Spaltring um eine weitere Achse senkrecht zur Resonatorachse verdreht werden kann. Es darf an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen werden, daß die Drehung der Probe um die erste Achse bereits durch die Drehung des Spaltringes selbst erreicht wird, so daß bei dieser ersten Drehung keinerlei Relativbewegung von Probe und Sende/Empfangseinrichtung stattfindet. Erst bei der Drehung um eine zweite, zur Resonatorachse senkrechte Achse ist eine Relativbewegung von Probe und Spaltring erforderlich, diese Drehung kann jedoch, wie erwähnt, bei nur sehr geringem Einfluß auf die Feldverteilung im Spaltring ausgeführt werden.

Die Maßnahme, als Sende/Empfangseinrichtung einen im Probenkopf raumfest gelagerten Spaltringresonator vorzusehen, der in seiner Mittelebene mit einem in Umfangsrichtung verlaufenden, schmalen Schlitz versehen ist, hat den Vorteil, daß die Ankopplung auch kapazitiv erfolgen kann bzw. daß sich die Koppelkomponenten bei induktiver Ankopplung nicht bewegen. Dies kann in bestimmten Fällen den Nachteil aufwiegen, daß in diesem Falle die Probe nicht über volle 360° um die Resonatorachse gedreht werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Koppeleinrichtung relativ zum Spaltringresonator raumfest und koaxial zur Resonatorachse angeordnet.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sich die Koppel- und Abstimmverhältnisse im Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung so wenig wie möglich ändern.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Koppeleinrichtung eine im wesentlichen kreisförmige Koppel­ schleife.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Rotationssymmetrie der Anordnung insgesamt zu einer extrem niedrigen Beeinflussung der Feldverteilung sowie der Koppelverhältnisse bei der Relativ­ drehung des Spaltringes relativ zur Koppeleinrichtung führt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Probe innerhalb des Spaltringresonators zusätzlich um eine zweite Achse verdrehbar, die zur Resonatorachse geneigt ist und vorzugsweise rechtwinkelig zu dieser verläuft.

Diese Maßnahme ist von besonderem Vorteil, wenn dreidimensionale Bilddarstellungen erzeugt werden sollen und es wurde bereits erwähnt, daß diese weitere Verdrehung der Probe um eine zweite Achse bei einem Spaltringresonator problemlos möglich ist.

Bei einer praktischen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Spaltringresonator einen Spaltring auf, der in einem Haltering größeren Durchmessers angeordnet, vorzugsweise gehalten ist, wobei der Haltering in Führungsrollen gelagert und mit Dreh-Antriebsmitteln verbunden ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die elektrische Funktion des Spaltringes von der mechanischen Funktion der Verdrehbarkeit getrennt wird, so daß zum Verdrehen des Spaltringes Antriebs­ mittel eingesetzt werden können, die auf die spezielle Gestaltung des Spaltringes keine Rücksicht zu nehmen brauchen, und daß bei Bedarf der Spaltring leicht ausgetauscht werden kann, z. B. um ihn HF-mäßig an eine neue Meßfrequenz oder geometrisch an eine neue Probe anzupassen.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Ausführungsbeispiels weist der Haltering einen radial nach innen weisenden, um die zweite Achse drehbaren Probenhalter auf, der vom Außenumfang des Halteringes her betätigbar ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Drehung der Probe um die zweite Achse, senkrecht zur Resonatorachse, in einfacher Weise von der Außenseite des Halteringes eingestellt werden kann.

Besonders gut gelingt dies bei einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels, bei der der Haltering eine Bezugsmarke aufweist, derart, daß der Haltering in einer definierten Drehlage um die Resonatorachse arretierbar ist, wobei in dieser Drehlage ein im Probenkopf gelagertes Betätigungsmittel mit dem drehbaren Probenhalter verbindbar ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß zunächst durch eine volle Drehung des Halteringes um 360° eine erste Gruppe von Meßwerten aufgenommen werden kann, bei denen sich die Probe in einer bestimmten Drehlage um die zweite Drehachse befindet. Wird nun die definierte Drehlage (Nullage) wieder erreicht, so kann die Probe mittels der im Probenkopf gelagerten Betätigungsmittel definiert um ein Winkelinkrement um die zweite Drehachse verdreht werden. Anschließend wird dann der Haltering wieder um 360° gedreht, um bei bestimmten Winkellagen des Halteringes eine zweite Gruppe von Meßwerten aufzunehmen usw.

Bei einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispielen ist der Spaltring in seinem Spalt mit einem oder mehreren Kondensatoren versehen, wobei vorzugsweise der Kondensator über eine im Haltering radial angeordnete Isolierstütze mit dem Haltering verbunden ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß einerseits der Spaltring durch Vorsehen des Kondensators in seinen elektrischen Eigen­ schaften optimiert werden kann (Verminderung der Verluste im elektrischen Feld), andererseits wird der dann benötigte Kondensator sogleich mechanisch ausgenutzt, um die notwendige Halterung des Spaltringes im Haltering darzustellen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein äußerst schematisiertes Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Messen magnetischer Resonanz;

Fig. 2 eine schematisierte, perspektivische Ansicht, teilwei­ se aufgebrochen, eines Ausführungsbeispiels eines Probenkopfes, wie er im Rahmen der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;

Fig. 3 eine Frontalansicht des Probenkopfes gemäß Fig. 2, teilweise im Schnitt;

Fig. 4 eine schematische, perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sende/Empfangseinrichtung; und

Fig. 5 eine Seitenansicht, im Schnitt, durch die Anordnung gemäß Fig. 4.

In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt eine Kernresonanzapparatur von an sich herkömmlicher Bauart. Wenn im folgenden die Erfindung anhand einer Kernresonanzapparatur beschrieben wird, so bedeutet dies keinesfalls, daß die Erfindung auf das Verfahren der Kernresonanzmessung beschränkt ist. Es ist vielmehr auch möglich, die Erfindung bei anderen Verfahren magnetischer Resonanz einzusetzen, beispielsweise in der paramagnetischen Elektronen­ spinresonanz.

Die Kernresonanzapparatur 10 gemäß Fig. 1 weist einen Magneten 11 auf, der nach Art einer Solenoid-Spule gewickelt ist. Der Magnet 11 hat eine Längsachse 12, die zugleich die Magnetfeld­ achse ist. Der Magnet 11 ist an ein nur schematisch dargestellten Netzgerät 13 angeschlossen, das bei resistiven bzw. supraleiten­ den Magnetsystemen von der dann jeweils benötigten Bauart ist.

In der Nähe einer radialen Stirnseite 14 des Magneten 11 ist ein Probenkopf 20 angeordnet. Der Probenkopf 20 besteht im wesentlichen aus einer Sende/Empfangseinrichtung 21, die sich somit im Streufeld 22 des Magneten 11 befindet. Die Sen­ de/Empfangseinrichtung 21 ist mit einem Sende/Empfangsgerät 23 von ebenfalls herkömmlicher Bauart verbunden.

Eine Probe 25 befindet sich in der Sende/Empfangseinrichtung 21. Die Probe 25 ist um eine erste Achse 26 drehbar, die senkrecht zur Längsachse 12 des Magneten 11 gerichtet ist. Ferner ist die Probe 25 um eine zweite Achse 27 drehbar, die senkrecht zur ersten Achse 26 steht und beispielsweise mit der Längsachse 12 des Magneten 11 zusammenfallen oder aber auch geneigt zu dieser verlaufen kann. Die dabei ausgeführten Drehbewegungen der Probe 25 sind in Fig. 1 mit Pfeilen 28 und 29 angedeutet. Ein Pfeil 30 deutet schließlich an, daß die Sende/Empfangsein­ richtung 21 insgesamt entlang der Längsachse 12 des Magneten 11 verschoben werden kann.

In den Fig. 2 und 3 sind Einzelheiten des Probenkopfes 20 dargestellt. Nicht dargestellt ist in den Fig. 2 und 3 die Einrichtung, die es gestattet, den Probenkopf 20 entlang der Längsachse 12 des Magneten 11 zu verschieben; derartige Ein­ richtungen sind jedoch bekannt und brauchen daher nicht nochmals erläutert zu werden.

Das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ende des Probenkopfes 20 weist einen Probenkopfkörper 40 auf, der an einer Seite in einen axial verlaufenden, flachen Flansch 41 ausläuft.

Von einer radialen Oberfläche 42 des Probenkopfkörpers 40 stehen in axialer Richtung Führungsrippenpaare 43 ab, die zwischen sich einen Zwischenraum 44 vorbestimmter Breite einschließen.

Die Führungsrippenpaare 43 lagern in seitlicher Richtung einen Haltering 50, dessen Breite nur geringfügig geringer ist als die Breite des Zwischenraumes 44.

Wie besonders gut aus Fig. 3 erkennbar ist, wird der Haltering 50 in der linken Hälfte der Fig. 3 am oberen und am unteren Ende des Flansches 41 in der Flanschebene von Führungsrollen 51a, 51b geführt. Rechts unten in Fig. 3 ist als drittes Führungsmittel ein Reibrad 52 vorgesehen. Die Führungsrolle 51b ist um eine erste Achse 53 drehbar, die durch das in Fig. 2 vordere Führungsrippenpaar 43 gelagert ist. Das Reibrad 52 ist hingegen um eine zweite Achse 54 drehbar, die in dem in Fig. 2 dargestellten hinteren Führungsrippenpaar 43 gelagert ist und an dessen Außenseite mit einem ersten Kegelrad 55 versehen ist. Das erste Kegelrad 55 kämmt mit einem zweiten Kegelrad 56, das an einem Ende einer Antriebswelle 57 sitzt. Die Antriebswelle 57 erstreckt sich axial durch den Probenkopf 20 hindurch und ist an dessen äußerem Ende betätigbar (nicht dargestellt).

Wenn die Antriebswelle 57 verdreht wird, kämmen die Kegelräder 55, 56 miteinander und das Reibrad 52 dreht sich, wie in Fig. 3 mit 28′ angedeutet. Durch die Drehung des Reibrades 52 wird auch der Haltering 50 in Drehung versetzt, wie in Fig. 2 und 3 mit dem Pfeil 28 angedeutet.

Um eine definierte Drehlage des Halteringes 50 erkennen zu können, ist das in Fig. 2 vordere Führungsrippenpaar 43 mit einem Paar Lichtleitstäbe 60, 61 versehen. Der erste Lichtleit­ stab 60 sendet einen Lichtstrahl 62 aus, der in der in Fig. 2 dargestellten Stellung von der Stirnfläche des Halteringes 50 reflektiert wird und somit nicht in den zweiten Lichtleitstab 61 gelangt.

Erst wenn sich der Haltering 50 in einer definierten Drehstellung befindet, in der eine Durchgangsbohrung 63 mit den oberen Enden der Lichtleitstäbe 60, 61 fluchtet, kann der Lichtstrahl 62 durch die Durchgangsbohrung 63 hindurch zum zweiten Lichtleitstab 61 gelangen.

Die Lichtleitstäbe 60, 61 sind ebenfalls axial durch den Probenkopf 20 geführt und an ihrem äußeren Ende mit einem Lichtsender bzw. einem Lichtempfänger versehen, wie dies an sich aus der Technik der Lichtschranken bekannt ist.

In Fig. 3 ist deutlich zu erkennen, daß an einer Umfangsposition des Halteringes 50 eine Isolierstütze 70 im Haltering 50 derart befestigt ist, daß sich die Isolierstütze 70 radial nach innen erstreckt. An ihrem freien Ende trägt die Isolierstütze 70 einen oder mehrere Kondensatoren 71, die im Spalt 73 eines Spaltringes 72 angeordnet sind. Hierzu sind abgewinkelte Abschnitte 74 an den Rändern des Spaltes 73 mit seitlichen Stirnflächen der Kondensatoren 71 verbunden.

An dem der Isolierstütze 70 gegenüberliegenden Ende des Spalt­ ringes 72 ist dieser mit einer Bohrung 75 versehen, wie in Fig. 3 aus der teilweise aufgebrochenen Darstellung des Spaltringes 72 im Bereich der Bohrung 75 deutlich wird.

Diametral der Isolierstütze 70 gegenüber ist am Haltering 50 ferner ein Probenhalter 80 angeordnet. Der Probenhalter 80 ist ebenfalls radial nach innen gerichtet und trägt an seinem inneren Ende eine Trägerplatte 81, auf der die Probe 25 befestigt werden kann. Die Trägerplatte 81 ist auf einem Drehstab 82 befestigt. Der Drehstab 82 ist seinerseits mittels einer elastischen Spannzange 83 axial fixiert. Die Spannzange 83 wird mittels eines elastischen Ringes 84 dauernd geschlossen gehalten. Sie ist ferner in einem Flanschteil 85 drehfest angeordnet. Das Flanschteil 85 ist in den Innenumfang des Halteringes 50 eingeklebt oder sonstwie dauerhaft befestigt.

Der Drehstab 82 durchdringt die Spannzange 83 und das Flanschteil 85 und läuft bis zum Außenumfang des Halteringes 50 durch. Dort ist der Drehstab 82 mit einem Innensechskant 86 versehen.

Aus der radialen Oberfläche 42 des Probenkopfkörpers 40 ragt ein Einstellstab 90 hervor, der an seinem in Fig. 3 oberen Ende mit einem Außensechskant 91 versehen ist. Der Einstellstab 90 ist ebenfalls axial durch den Probenkopf 20 geführt und von dessen Außenseite her verstellbar (ebenfalls nicht dargestellt). Der Einstellstab 90 ist darüberhinaus geringfügig axial ver­ schiebbar, wie in Fig. 3 mit einem Pfeil 92 angedeutet.

Die Anordnung ist insgesamt so gewählt, daß mittels der Licht­ schranke 60, 61, 62, 63 die definierte Drehlage des Halteringes 50 dann erkannt wird, wenn der Drehstab 82 des Probenhalters 80 gerade mit dem Einstellstab 90 fluchtet. Wird nun der Einstellstab 90 in Richtung des Pfeiles 92 (beispielsweise gegen die Kraft einer nicht dargestellten Feder) nach oben geschoben, so greift der Außensechskant 91 in den Innensechskant 86, und der Drehstab 82 kann um ein definiertes Winkelinkrement verdreht werden. Wenn dann der Einstellstab 90 wieder in Richtung des Pfeiles 92 nach unten verschoben wird (beispielsweise unter der Wirkung der bereits erwähnten Feder), so ist der Haltering 50 wieder frei drehbar, weil der Außensechskant 91 nunmehr vom Innensechskant 86 ausgekuppelt ist.

Auf die beschriebene Weise ist es somit möglich, über die Antriebs­ welle 57 den Haltering 50 in definierten Winkelinkrementen um die Resonatorachse 26 zu drehen, beispielsweise um einen vollen Durchgang von 360°. Die Probe 25 befindet sich dabei in einer fest eingestellten Drehstellung relativ zur zweiten Achse 27. Wenn dann wieder die Ausgangsstellung erreicht ist, so kann auf die beschriebene Weise der Drehstab 82 um das genannte Winkelinkrement verdreht werden, um dann eine erneute Drehung des Halteringes 50 durchzuführen und eine zweite Serie von Meßwerten aufzunehmen.

Zur magnetischen Ein- bzw. Auskopplung des Spaltringresonators dient eine Koppelschleife 100 von im wesentlichen kreisförmiger Gestalt. Die Koppelschleife 100 ist raumfest, d. h. fest zum Probenkopfkörper 40 angeordnet. Sie ist mit einem Kabel 101 verbunden, das ebenfalls axial durch den Probenkopf 20 nach außen geführt ist. Die Koppelschleife 100 hat eine Schleifenachse 102, die mit der Resonatorachse bzw. ersten Achse 26 zusammen­ fällt. Bei der Drehung des Spaltringes 72 um diese Achse 26 ändern sich somit die Koppelverhältnisse zwischen Koppelschleife 100 und Spaltring 72 nicht.

Es versteht sich, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung zahlreiche Varianten möglich sind, ohne den Rahmen der vor­ liegenden Erfindung zu verlassen.

In den Fig. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung äußerst schematisch dargestellt. Teile, die gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 nicht verändert sind, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, ähnliche Teile sind durch Hinzufügung eines "a" gekennzeichnet.

Die Sende/Empfangseinrichtung 21a gemäß Fig. 4 und 5 besteht im wesentlichen wiederum aus einem Spaltring 72a, der über einen oder mehrere Kondensatoren 71a geschlossen ist.

Das besondere an der Sende/Empfangseinrichtung 21a, verglichen mit derjenigen der Fig. 1 bis 3 besteht darin, daß der Spaltring 72a über eine Isolierstütze 70a raumfest am Probenkopf 20a angeordnet ist, wie in Fig. 5 äußerst schematisch angedeutet. Eine weitere Besonderheit besteht darin, daß der Spaltring 72a in einer Längsmittelebene 105 (Fig. 4) mit einem Umfangsschlitz (106) versehen ist.

Der Umfangsschlitz 106 weist eine Breite b auf, die so groß bemessen ist, daß der Drehstab 82 in dem Umfangsschlitz 106 in Umfangsrichtung laufen kann.

Der Umfangsschlitz 106 ist in seiner Umfangsausdehnung im wesentlichen durch die Abmessungen der Kondensatoren 71a bestimmt, vorzugsweise beträgt der in Fig. 5 mit R bezeichnete Umfangswinkel des Umfangsschlitzes 106 deutlich mehr als 180°.

Verwendet man den Spaltring 72a in einer Anordnung gemäß Fig. 5, d. h. innerhalb eines drehbaren Halteringes 50, so kann die Probe 25 durch Verdrehen des Halteringes 50 um die erste Achse 26 verdreht werden, und zwar im Bereich des Winkels R. Eine Drehung um die zweite Achse 27 ist in der bereits ausführlich beschriebe­ nen Weise ebenfalls möglich.

Die konstruktive Ausführung ist in Fig. 5 nicht im einzelnen dargestellt, es versteht sich jedoch, daß die nur schematisch angedeutete Isolierstütze 70a zweckmäßigerweise über einen Teil ihrer Länge parallel zur ersten Achse 26 verlaufen sollte, um eine freie Drehung des Halteringes 50 zu ermöglichen.

In jedem Falle kann auf diese Weise eine Drehung der Probe 25 um die beiden Achsen 26 und 27 erreicht werden, wobei die Drehung um die erste Achse 26 nicht über volle 360° geführt werden kann, die Drehung um die zweite Achse 27 jedoch über volle 360° vorgenommen werden kann.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Messen magnetischer Resonanz an Proben (25), bei der die Probe (25) innerhalb einer Sende/Empfangs­ einrichtung (21) eines Probenkopfes (20) in einem Magnetfeld (22) vorbestimmter Richtung (12) angeordnet und um minde­ stens eine erste Achse verdrehbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sende/Empfangseinrichtung (21) ein Spaltringresonator (71 bis 73) ist, daß der Spaltringre­ sonator (71 bis 73) zusammen mit der Probe (25) um seine Resonatorachse (26) drehbar und über eine Koppeleinrichtung induktiv ankoppelbar ist, und daß die Koppeleinrichtung raumfest angeordnet ist.

2. Vorrichtung zum Messen magnetischer Resonanz an Proben (25), bei der die Probe (25) innerhalb einer Sende/Empfangs­ einrichtung (21) eines Probenkopfes (20) in einem Magnetfeld (22) vorbestimmter Richtung (12) angeordnet und um minde­ stens eine erste Achse verdrehbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sende/Empfangseinrichtung (21a) ein im Probenkopf (20) raumfest gelagerter Spaltringresonator (71a) ist, der in seiner Mittelebene (105) mit einem in Umfangsrichtung verlaufenden, schmalen Schlitz (106) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (106) um mehr als 180° umläuft.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung relativ zum Spaltringresonator (71 bis 73) raumfest und koaxial zur Resonatorachse (26) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung eine im wesentlichen kreisförmige Koppelschleife (100) ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe (25) innerhalb des Spaltringresonators (71 bis 73) zusätzlich um eine zweite Achse (27) verdrehbar ist, die zur Resonatorachse (26) geneigt ist und vorzugsweise rechtwinkelig zu dieser verläuft.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltringresonator (71 bis 73) einen Spaltring (72) aufweist, der in einem Haltering (50) größeren Durchmessers angeordnet ist, wobei der Haltering (50) in Führungsrollen (51) gelagert und mit Dreh-Antriebsmitteln (52, 54 bis 57) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (50) einen radial nach innen weisenden, um die zweite Achse (27) drehbaren Probenhalter (80) aufweist, der vom Außenumfang des Halteringes (50) her betätigbar (86) ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (50) eine Bezugsmarke (63) aufweist, derart, daß der Haltering (50) in einer definierten Drehlage um die Resonatorachse (26) arretierbar ist, wobei in dieser Drehlage ein im Probenkopf (20) gelagertes Betätigungsmittel (90, 91) mit dem drehbaren Probenhalter (80) verbindbar (86) ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltring (72) in seinem Spalt (73) mit einem Kondensator (71) versehen ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltring (72) in dem Haltering (50) gehalten ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (71) über eine im Haltering (50) radial angeordnete Isolierstütze (70) mit dem Haltering (50) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltringresonator (71 bis 73) in der Richtung (12) des Magnetfeldes (22) verschiebbar ist (30).