JP2000266828A - 磁気歪みを及ぼさない積層体及び該積層体を用いた核磁気共鳴装置のサンプルコイル - Google Patents
磁気歪みを及ぼさない積層体及び該積層体を用いた核磁気共鳴装置のサンプルコイルInfo
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- JP2000266828A JP2000266828A JP11069386A JP6938699A JP2000266828A JP 2000266828 A JP2000266828 A JP 2000266828A JP 11069386 A JP11069386 A JP 11069386A JP 6938699 A JP6938699 A JP 6938699A JP 2000266828 A JP2000266828 A JP 2000266828A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 積層体の各層の厚みを均一にでき製品の歩留
りを向上させると共に磁化率の変動による核磁気共鳴装
置の分解能の低下を防ぐ。 【解決手段】 金属板を積層した磁気歪みを及ぼさない
積層体であって、常磁性の金属板１と反磁性の金属板２
を真空中で貼り合わせて、全体の単位体積あたりの磁化
率が空気の単位体積あたりの磁化率とほぼ同じになるよ
うに各層の厚みを決定し、さらに、貼り合わせる金属板
のうち外側の金属板２に導電性の高い方を配置し、最外
層に酸化しない金属３を配置する。この積層体を用いて
核磁気共鳴装置のサンプルコイルを構成し、磁化率の変
動による分解能の低下を防ぐ。
りを向上させると共に磁化率の変動による核磁気共鳴装
置の分解能の低下を防ぐ。 【解決手段】 金属板を積層した磁気歪みを及ぼさない
積層体であって、常磁性の金属板１と反磁性の金属板２
を真空中で貼り合わせて、全体の単位体積あたりの磁化
率が空気の単位体積あたりの磁化率とほぼ同じになるよ
うに各層の厚みを決定し、さらに、貼り合わせる金属板
のうち外側の金属板２に導電性の高い方を配置し、最外
層に酸化しない金属３を配置する。この積層体を用いて
核磁気共鳴装置のサンプルコイルを構成し、磁化率の変
動による分解能の低下を防ぐ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属板を積層した
磁気歪みを及ぼさない積層体及び該積層体を用いた核磁
気共鳴装置のサンプルコイルに関する。
磁気歪みを及ぼさない積層体及び該積層体を用いた核磁
気共鳴装置のサンプルコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３はサンプルコイルの構成例を示す図
であり、本出願人により既に提案されているものである
（特公平３−６４７０号公報参照）。核磁気共鳴装置に
用いられるサンプルコイルは、例えばこの図３（Ａ）に
示すように巻線部ａと２つのリード部ｂ１、ｂ２とから
なるコイルを導体板から押し抜き、図３（Ｂ）に示すよ
うに破線Ａで折って、図３（Ｃ）に示すようにそれをさ
らに円筒状に丸めて並列巻２ターンのコイルとして形成
される。
であり、本出願人により既に提案されているものである
（特公平３−６４７０号公報参照）。核磁気共鳴装置に
用いられるサンプルコイルは、例えばこの図３（Ａ）に
示すように巻線部ａと２つのリード部ｂ１、ｂ２とから
なるコイルを導体板から押し抜き、図３（Ｂ）に示すよ
うに破線Ａで折って、図３（Ｃ）に示すようにそれをさ
らに円筒状に丸めて並列巻２ターンのコイルとして形成
される。
【０００３】従来の核磁気共鳴装置においては、測定用
試料を回転して測定することが一般的に行われていた
が、高分解能化とともに回転に伴う機械的な振動等が問
題となり、試料を固定した状態で測定することが行われ
ている。しかし、試料を固定した測定の場合には、プロ
ーブ内でのサンプルコイル、周辺回路、回路部品、温度
制御装置、局所磁場勾配発生用コイル等の主として近接
静磁場歪みが分解能に大きな影響を及ぼすので、プロー
ブ内部での磁場に悪影響を及ぼす要因を取り除くことが
望まれている。
試料を回転して測定することが一般的に行われていた
が、高分解能化とともに回転に伴う機械的な振動等が問
題となり、試料を固定した状態で測定することが行われ
ている。しかし、試料を固定した測定の場合には、プロ
ーブ内でのサンプルコイル、周辺回路、回路部品、温度
制御装置、局所磁場勾配発生用コイル等の主として近接
静磁場歪みが分解能に大きな影響を及ぼすので、プロー
ブ内部での磁場に悪影響を及ぼす要因を取り除くことが
望まれている。
【０００４】さらに、最近の核磁気共鳴の測定技術で
は、核磁気共鳴の吸収線をできるだけ鋭くし、相互のカ
ップリングの分離を観測する二次元法、三次元法等にみ
られるように、核磁気共鳴装置の分解能への要求を強め
ており、これらの要求に応えることが可能な近接磁場歪
みの小さなコイルを提供することが求められている。
は、核磁気共鳴の吸収線をできるだけ鋭くし、相互のカ
ップリングの分離を観測する二次元法、三次元法等にみ
られるように、核磁気共鳴装置の分解能への要求を強め
ており、これらの要求に応えることが可能な近接磁場歪
みの小さなコイルを提供することが求められている。
【０００５】図４は積層体の断面の反射電子像を示す電
子顕微鏡写真図である。従来、核磁気共鳴装置のプロー
ブに使用されているある種のサンプルコイル等に好適な
導電材料は、異種の材料からなる板材の圧延によって形
成された積層体をもとに作られていた。この積層体は、
具体的にはアルミニウム板の両面に銅板を配置さ
せ、全体の厚みが２００μｍ以上あったものを１００μ
ｍとなるように圧延して形成されたものである。
子顕微鏡写真図である。従来、核磁気共鳴装置のプロー
ブに使用されているある種のサンプルコイル等に好適な
導電材料は、異種の材料からなる板材の圧延によって形
成された積層体をもとに作られていた。この積層体は、
具体的にはアルミニウム板の両面に銅板を配置さ
せ、全体の厚みが２００μｍ以上あったものを１００μ
ｍとなるように圧延して形成されたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の積層体の厚
みは、一様に１００μｍとなっているが、積層体の中で
は、図４に示すようにアルミニウムの層がうねってお
り、またアルミニウムの層の厚みも一定していない。
この状況が、核磁気共鳴を起こすサンプルに、シム調整
では補正不可能な磁気歪みを与えることになる。実際、
アルミニウム層の厚みの変動を±３μｍ以下に抑える
ことを保証することができない。
みは、一様に１００μｍとなっているが、積層体の中で
は、図４に示すようにアルミニウムの層がうねってお
り、またアルミニウムの層の厚みも一定していない。
この状況が、核磁気共鳴を起こすサンプルに、シム調整
では補正不可能な磁気歪みを与えることになる。実際、
アルミニウム層の厚みの変動を±３μｍ以下に抑える
ことを保証することができない。
【０００７】また、銅の体積磁化率の大きさを１００％
とした場合、計算上この厚みの変動は、みかけの体積磁
化率が±９％変動することに相当する。さらに磁気天秤
によってもこの積層体の場所の違いによる体積磁化率の
最大変化分が、銅の体積磁化率の大きさの約１２％に達
していることが観測された。この積層体をもとにして作
られた導電材料をサンプルコイルに使用した場合、試作
段階での成功例はあるものの、生産ラインでの歩留りが
悪く、核磁気共鳴のスペクトルの分解能が仕様値を満た
さないというトラブルが頻発した。
とした場合、計算上この厚みの変動は、みかけの体積磁
化率が±９％変動することに相当する。さらに磁気天秤
によってもこの積層体の場所の違いによる体積磁化率の
最大変化分が、銅の体積磁化率の大きさの約１２％に達
していることが観測された。この積層体をもとにして作
られた導電材料をサンプルコイルに使用した場合、試作
段階での成功例はあるものの、生産ラインでの歩留りが
悪く、核磁気共鳴のスペクトルの分解能が仕様値を満た
さないというトラブルが頻発した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、積層体の各層の厚みを均一にでき
製品の歩留りを向上させると共に磁化率の変動による核
磁気共鳴装置の分解能の低下を防ぐものである。
決するものであって、積層体の各層の厚みを均一にでき
製品の歩留りを向上させると共に磁化率の変動による核
磁気共鳴装置の分解能の低下を防ぐものである。
【０００９】そのために本発明は、常磁性の金属板と反
磁性の金属板を積層した磁気歪みを及ぼさない積層体で
あって、常磁性の金属板と反磁性の金属板を真空中で貼
り合わせて、全体の単位体積あたりの磁化率が空気の単
位体積あたりの磁化率とほぼ同じになるように各層の厚
みを決定したことを特徴とし、さらに、貼り合わせる金
属板のうち外側の金属板に導電性の高い方を配置し、最
外層に酸化しない金属を配置したことを特徴とするもの
である。
磁性の金属板を積層した磁気歪みを及ぼさない積層体で
あって、常磁性の金属板と反磁性の金属板を真空中で貼
り合わせて、全体の単位体積あたりの磁化率が空気の単
位体積あたりの磁化率とほぼ同じになるように各層の厚
みを決定したことを特徴とし、さらに、貼り合わせる金
属板のうち外側の金属板に導電性の高い方を配置し、最
外層に酸化しない金属を配置したことを特徴とするもの
である。
【００１０】また、磁気歪みを及ぼさない積層体を用い
た核磁気共鳴装置のサンプルコイルであって、常磁性の
金属板と反磁性の金属板を真空中で貼り合わせ、全体の
単位体積あたりの磁化率が空気の単位体積あたりの磁化
率とほぼ同じになるように各層の厚みを決定した積層体
を材料として用いて構成したことを特徴とするものであ
る。
た核磁気共鳴装置のサンプルコイルであって、常磁性の
金属板と反磁性の金属板を真空中で貼り合わせ、全体の
単位体積あたりの磁化率が空気の単位体積あたりの磁化
率とほぼ同じになるように各層の厚みを決定した積層体
を材料として用いて構成したことを特徴とするものであ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る磁気歪みを
及ぼさない積層体の実施の形態を示す図、図２は本発明
に係る磁気歪みを及ぼさない積層体の断面の反射電子像
を示す電子顕微鏡写真図である。図中、１はアルミニウ
ム板、２は銅板、３は金のコーティング層を示す。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る磁気歪みを
及ぼさない積層体の実施の形態を示す図、図２は本発明
に係る磁気歪みを及ぼさない積層体の断面の反射電子像
を示す電子顕微鏡写真図である。図中、１はアルミニウ
ム板、２は銅板、３は金のコーティング層を示す。
【００１２】図１において、アルミニウム板１は、厚み
がｔ0 の高純度の平らな常磁性の金属板、銅板２は、厚
みが（ｔ−ｔ0 ）／２の高純度の平らな反磁性の金属板
であり、積層体は、これら常磁性の金属板であるアルミ
ニウム板１の両側に反磁性の金属板である銅板２を、例
えば１０-6Ｔｏｒｒの真空中で貼り合わせることにより
形成される。金のコーティング層３は、例えばスパッタ
リングでコーティングしてアルミニウム板１と銅板２か
らなる積層体の外面を覆うものである。これらの厚み
は、次のように導電材料を実際に核磁気共鳴装置の中に
組み込んだ結果に基づいて最終的な決定が行われるもの
である。
がｔ0 の高純度の平らな常磁性の金属板、銅板２は、厚
みが（ｔ−ｔ0 ）／２の高純度の平らな反磁性の金属板
であり、積層体は、これら常磁性の金属板であるアルミ
ニウム板１の両側に反磁性の金属板である銅板２を、例
えば１０-6Ｔｏｒｒの真空中で貼り合わせることにより
形成される。金のコーティング層３は、例えばスパッタ
リングでコーティングしてアルミニウム板１と銅板２か
らなる積層体の外面を覆うものである。これらの厚み
は、次のように導電材料を実際に核磁気共鳴装置の中に
組み込んだ結果に基づいて最終的な決定が行われるもの
である。
【００１３】いま、アルミニウム板１の厚みをｔ0 、ア
ルミニウム板１と銅板２の合計厚みをｔ、全体の厚みを
ｔ1 、アルミニウム板１の単位体積あたりの磁化率をＫ
Al、銅板２の単位体積あたりの磁化率をＫCu、金のコー
ティング層３の単位体積あたりの磁化率をＫAu、空気の
単位体積あたりの磁化率をＫair とすると、みかけの磁
化率をＫair に等しくする条件は、
ルミニウム板１と銅板２の合計厚みをｔ、全体の厚みを
ｔ1 、アルミニウム板１の単位体積あたりの磁化率をＫ
Al、銅板２の単位体積あたりの磁化率をＫCu、金のコー
ティング層３の単位体積あたりの磁化率をＫAu、空気の
単位体積あたりの磁化率をＫair とすると、みかけの磁
化率をＫair に等しくする条件は、
【００１４】［数１］ ｔ0 ＫAl＋（ｔ−ｔ0 ）ＫCu＋（ｔ1 −ｔ）ＫAu＝ｔ1
Ｋair で与えられる。したがって、この関係式を目安として各
層の厚みを検討し、厚みの目標値を決定することができ
る。上記のようにアルミニウム板１を挟んで両側に銅板
２を貼り合わせると、銅板２の導電性が高いため表皮効
果による電流が流れやすくなる。しかし、銅板２は、外
側で空気に触れると酸化しやすく、酸化により磁化率が
変化するという問題がある。金のコーティング層３は、
この銅板２の表面の酸化を防止することにより、磁化率
を安定化させることができ、核磁気共鳴装置のサンプル
コイルに用いた場合に、磁化率の変動により分解能が悪
くなるのを防ぐという効果を有する。
Ｋair で与えられる。したがって、この関係式を目安として各
層の厚みを検討し、厚みの目標値を決定することができ
る。上記のようにアルミニウム板１を挟んで両側に銅板
２を貼り合わせると、銅板２の導電性が高いため表皮効
果による電流が流れやすくなる。しかし、銅板２は、外
側で空気に触れると酸化しやすく、酸化により磁化率が
変化するという問題がある。金のコーティング層３は、
この銅板２の表面の酸化を防止することにより、磁化率
を安定化させることができ、核磁気共鳴装置のサンプル
コイルに用いた場合に、磁化率の変動により分解能が悪
くなるのを防ぐという効果を有する。
【００１５】上記のようにして作られた本発明に係る磁
気歪みを及ぼさない積層体の断面の反射電子像を示した
のが図２であり、全体の厚みが１０５μｍの銅／アルミ
ニウム／銅の積層体の断面の状況を示している。この積
層体の断面の状況は、図４に示した従来の技術と比較し
て、アルミニウム層のうねりがなく、また各層の厚みに
変動がなく均一であることを特徴としている。実際に磁
気天秤による測定でも場所による磁化率の変動は観測さ
れなかった。
気歪みを及ぼさない積層体の断面の反射電子像を示した
のが図２であり、全体の厚みが１０５μｍの銅／アルミ
ニウム／銅の積層体の断面の状況を示している。この積
層体の断面の状況は、図４に示した従来の技術と比較し
て、アルミニウム層のうねりがなく、また各層の厚みに
変動がなく均一であることを特徴としている。実際に磁
気天秤による測定でも場所による磁化率の変動は観測さ
れなかった。
【００１６】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、導電材料の各層はアルミニウム−銅
−金の組み合わせとしたが、この組み合わせに限らず、
原理的には常磁性の金属板と反磁性の金属板との組み合
わせによる種々の変形を採用することができる。例えば
アルミニウム−銅−ロジウム、アルミニウム−銅−白
金、アルミニウム−銅−銀、アルミニウム−銅−パラジ
ウムなどであり、また、金や銀など積層体の外側の層が
銅のように酸化する金属でない場合には、最外層に形成
した酸化防止のコーティング層は不要となる。それが例
えばパラジウム−銀、白金−金などの組み合わせであ
る。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、導電材料の各層はアルミニウム−銅
−金の組み合わせとしたが、この組み合わせに限らず、
原理的には常磁性の金属板と反磁性の金属板との組み合
わせによる種々の変形を採用することができる。例えば
アルミニウム−銅−ロジウム、アルミニウム−銅−白
金、アルミニウム−銅−銀、アルミニウム−銅−パラジ
ウムなどであり、また、金や銀など積層体の外側の層が
銅のように酸化する金属でない場合には、最外層に形成
した酸化防止のコーティング層は不要となる。それが例
えばパラジウム−銀、白金−金などの組み合わせであ
る。
【００１７】さらに、みかけの磁化率の設定は、空気の
磁化率に限定されるものではなく、用途に応じて導電材
料を取り巻く環境の磁化率に設定することができる。例
えば窒素中で窒素温度を変化させながらこの導電材料を
使用する場合、この導電材料のみかけの磁化率を実質的
にゼロとするなどである。
磁化率に限定されるものではなく、用途に応じて導電材
料を取り巻く環境の磁化率に設定することができる。例
えば窒素中で窒素温度を変化させながらこの導電材料を
使用する場合、この導電材料のみかけの磁化率を実質的
にゼロとするなどである。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、常磁性の金属板と反磁性の金属板を積層した
磁気歪みを及ぼさない積層体であって、常磁性の金属板
と反磁性の金属板を真空中で貼り合わせ、全体の単位体
積あたりの磁化率が空気の単位体積あたりの磁化率とほ
ぼ同じになるように各層の厚みを決定したので、積層体
の各層の厚みが均一になり、製品の歩留りの向上を図る
ことができる。
によれば、常磁性の金属板と反磁性の金属板を積層した
磁気歪みを及ぼさない積層体であって、常磁性の金属板
と反磁性の金属板を真空中で貼り合わせ、全体の単位体
積あたりの磁化率が空気の単位体積あたりの磁化率とほ
ぼ同じになるように各層の厚みを決定したので、積層体
の各層の厚みが均一になり、製品の歩留りの向上を図る
ことができる。
【００１９】また、磁気歪みを及ぼさない積層体を用い
た核磁気共鳴装置のサンプルコイルであって、常磁性の
金属板と反磁性の金属板を真空中で貼り合わせ、全体の
単位体積あたりの磁化率が空気の単位体積あたりの磁化
率とほぼ同じになるように各層の厚みを決定した積層体
を材料として用いて構成したので、磁化率の変動により
核磁気共鳴装置の分解能が低下するのを防ぐことができ
る。
た核磁気共鳴装置のサンプルコイルであって、常磁性の
金属板と反磁性の金属板を真空中で貼り合わせ、全体の
単位体積あたりの磁化率が空気の単位体積あたりの磁化
率とほぼ同じになるように各層の厚みを決定した積層体
を材料として用いて構成したので、磁化率の変動により
核磁気共鳴装置の分解能が低下するのを防ぐことができ
る。
【図１】 本発明に係る磁気歪みを及ぼさない積層体の
実施の形態を示す図である。
実施の形態を示す図である。
【図２】 本発明に係る磁気歪みを及ぼさない積層体の
断面の反射電子像を示す電子顕微鏡写真図である。
断面の反射電子像を示す電子顕微鏡写真図である。
【図３】 サンプルコイルの構成例を示す図である。
【図４】 積層体の断面の反射電子像を示す電子顕微鏡
写真図である。
写真図である。
１…アルミニウム板、２…銅板、３…金
Claims (4)
- 【請求項１】 金属板を積層した磁気歪みを及ぼさない
積層体であって、常磁性の金属板と反磁性の金属板を真
空中で貼り合わせて、全体の単位体積あたりの磁化率が
空気の単位体積あたりの磁化率とほぼ同じになるように
各層の厚みを決定したことを特徴とする磁気歪みを及ぼ
さない積層体。 - 【請求項２】 貼り合わせる金属板のうち外側の金属板
に導電性の高い方を配置したことを特徴とする請求項１
記載の磁気歪みを及ぼさない積層体。 - 【請求項３】 最外層に酸化しない金属を配置したこと
を特徴とする請求項１記載の磁気歪みを及ぼさない積層
体。 - 【請求項４】 磁気歪みを及ぼさない積層体を用いた核
磁気共鳴装置のサンプルコイルであって、常磁性の金属
板と反磁性の金属板を真空中で貼り合わせ、全体の単位
体積あたりの磁化率が空気の単位体積あたりの磁化率と
ほぼ同じになるように各層の厚みを決定した積層体を材
料として用いて構成したことを特徴とする磁気歪みを及
ぼさない積層体を用いた核磁気共鳴装置のサンプルコイ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11069386A JP2000266828A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 磁気歪みを及ぼさない積層体及び該積層体を用いた核磁気共鳴装置のサンプルコイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11069386A JP2000266828A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 磁気歪みを及ぼさない積層体及び該積層体を用いた核磁気共鳴装置のサンプルコイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000266828A true JP2000266828A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13401112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11069386A Pending JP2000266828A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 磁気歪みを及ぼさない積層体及び該積層体を用いた核磁気共鳴装置のサンプルコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000266828A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162455A (ja) * | 2000-09-30 | 2002-06-07 | Varian Inc | 低温ｎｍｒプローブｒｆコイル用被覆金属フォイル |
| JP2007255991A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Hitachi Ltd | 核磁気共鳴用プローブ |
| JP2015186915A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-10-29 | ノースロップ グラマン システムズ コーポレイションＮｏｒｔｈｒｏｐ Ｇｒｕｍｍａｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | カスタムメイド磁化率材料 |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP11069386A patent/JP2000266828A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162455A (ja) * | 2000-09-30 | 2002-06-07 | Varian Inc | 低温ｎｍｒプローブｒｆコイル用被覆金属フォイル |
| JP4510344B2 (ja) * | 2000-09-30 | 2010-07-21 | バリアン・インコーポレイテッド | 低温ｎｍｒプローブｒｆコイル用被覆金属フォイル |
| JP2007255991A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Hitachi Ltd | 核磁気共鳴用プローブ |
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| EP2910370A3 (en) * | 2014-02-24 | 2015-12-23 | Northrop Grumman Systems Corporation | Customized magnetic susceptibility materials |
| US9810751B2 (en) | 2014-02-24 | 2017-11-07 | Northrop Grumman Systems Corporation | Customized magnetic susceptibility materials |
| US10451690B2 (en) | 2014-02-24 | 2019-10-22 | Northrop Grumman Systems Corporation | Customized magnetic susceptibility materials |
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