JP2007051882A - Nmr system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、NMR装置に関し、特に、検出部を低温ヘリウムガスで極低温に冷却することによってNMR信号の検出感度を高めるようにしたNMR装置に関する。 The present invention relates to an NMR apparatus, and more particularly to an NMR apparatus in which the detection portion is cooled to a very low temperature with low-temperature helium gas to increase the detection sensitivity of NMR signals.
NMR装置は、試料に強力な静磁場を印加して、試料中の核スピンを持った原子核の磁気モーメントに静磁場方向を軸とする歳差運動を惹起させた上で、静磁場方向に直交する向きの高周波磁場を送信・印加して、原子核の磁気モーメントの歳差運動を励起し、その後、原子核の磁気モーメントの歳差運動が励起状態から基底状態に戻る際に放出されるNMR信号を、試料に固有な周波数を持った高周波磁界として受信・観測する装置である。 An NMR device applies a strong static magnetic field to a sample, causes precession about the static magnetic field direction to occur in the magnetic moment of the nucleus with nuclear spin in the sample, and is orthogonal to the static magnetic field direction. Transmit and apply a high-frequency magnetic field in the direction to excite the precession of the nuclear magnetic moment, and then emit an NMR signal that is emitted when the precession of the nuclear magnetic moment returns from the excited state to the ground state. This is a device that receives and observes a high-frequency magnetic field having a frequency specific to a sample.
NMR信号は、通常、きわめて微弱であるため、その検出感度を高めるため、検出部が組み込まれたNMRプローブに、低温ガスを循環させる配管を設け、検出部を極低温に冷却することによって、NMR装置の熱雑音を減らし、NMR装置を高感度化することが行なわれている(特許文献1〜3)。
Since the NMR signal is usually very weak, in order to increase its detection sensitivity, an NMR probe with a built-in detection unit is provided with a pipe for circulating a low-temperature gas, and the detection unit is cooled to a very low temperature. It has been practiced to reduce the thermal noise of the apparatus and increase the sensitivity of the NMR apparatus (
従来のNMRプローブと、静磁場を発生する超伝導磁石との位置関係を、図1に示す。図中、Aは超伝導磁石である。超伝導磁石Aの内部には、超伝導線により、主コイルBが巻回されている。主コイルBは、通常、液体ヘリウム等を蓄えることができる図示しない断熱容器中に置かれ、極低温に冷却されている。核磁気共鳴プローブCは、このような磁石の外側に配置される鍔状のベース部と、磁石の内側に挿入される筒状部とで構成され、筒状部は、通常、この超伝導磁石Aの中心軸に沿って貫通された筒状の穴Dの内部に向けて、下側の開口部から上方向に向けて挿入される。 The positional relationship between a conventional NMR probe and a superconducting magnet that generates a static magnetic field is shown in FIG. In the figure, A is a superconducting magnet. Inside the superconducting magnet A, a main coil B is wound by a superconducting wire. The main coil B is usually placed in a heat insulating container (not shown) that can store liquid helium and the like, and is cooled to a cryogenic temperature. The nuclear magnetic resonance probe C is composed of a bowl-shaped base portion arranged outside such a magnet and a cylindrical portion inserted inside the magnet, and the cylindrical portion is usually a superconducting magnet. It is inserted upward from the lower opening toward the inside of the cylindrical hole D penetrated along the central axis of A.
次に、従来のNMRプローブの構造を図2に示す。この例は、冷却プローブと呼ばれる、低温プローブの場合を示している。図中、8は、プローブ容器である。プローブ容器8は、冷凍機14と、トランスファーライン9で接続されている。それぞれは、外部との断熱のため、内部を真空排気されている。プローブ容器8の内部には、検出コイルおよび同調整合回路から成る検出部1が置かれている。検出部1は、熱交換器2と熱接触されており、冷却可能な構成となっている。検出部1の温度制御を行なうため、検出部1の近傍には、ヒータ100が設けられている。
Next, the structure of a conventional NMR probe is shown in FIG. This example shows the case of a low temperature probe called a cooling probe. In the figure, 8 is a probe container. The
検出部1で検出された核磁気共鳴の検出信号は、ケーブル6で前置増幅器内蔵送受信切換部3に入力され、増幅される。増幅された信号(ヘッドアンプ出力)は、ケーブル7により、図示しない分光器に送られる。前置増幅器内蔵送受信切換部3は、熱交換器4と熱接触されており、冷却可能な構成となっている。前置増幅器内蔵送受信切換部3の温度制御を行なうため、前置増幅器内蔵送受信切換部3の近傍には、ヒータ5が設けられている。
A nuclear magnetic resonance detection signal detected by the
検出部1には、プローブ容器8の外部から試料を入れる構造があるが、冷却方式の説明には必要ないので、図示していない。
Although the
冷凍機14には、第1冷却ステージ20、第2冷却ステージ22を持つ、例えば、ギフォード−マクマホン(GM)方式などの冷凍機本体19が取り付けられている。第1冷却ステージ20と第2冷却ステージ22には、それぞれ熱交換器21、熱交換器23が設けられている。また、配管15と配管16の途中には、熱交換器24、熱交換器25が設けられている。また、冷凍機本体19には、作業ガス供給用の配管17、配管18が接続されている。また、トランスファーライン9の内部には、配管10、配管11、配管12、配管13があり、それぞれ熱交換器2、熱交換器4に接続されている。
A refrigerator
次に、動作を説明する。図示されていない外部のコンプレッサーから、配管17、配管18を介して、作業ガス(ヘリウムガス)が供給されて、冷凍機本体19が作動する。それとは別に、配管16から冷媒のヘリウムガスが供給されて、熱交換器24を通過して、第1冷却ステージ20の熱交換器21で冷却される。更に、熱交換器25を通過して、第2冷却ステージ22の熱交換器23で、ヘリウムガスは、一層冷却される。このときのガス温度は、10Kである。
Next, the operation will be described. A working gas (helium gas) is supplied from an external compressor (not shown) through the
冷却されたヘリウムガスは、トランスファーライン9内の配管10で熱交換器2に供給されて、検出部1を冷却する。熱交換器2に入る直前のガス温度は、15K、熱交換器2を出た直後のガス温度は、23Kである。この温度上昇は、検出部1の熱を受け取ったためであると同時に、検出部1の温度制御のため、ヒータ100が作動して、ヒータ100により、熱せられたためでもある。
The cooled helium gas is supplied to the heat exchanger 2 through the
検出部1に収められた検出コイルおよび同調整合回路が冷却されることにより、Q値の向上と熱雑音の低減が起こり、感度が向上する。ヘリウムガスは、配管11を経由して、冷凍機14に戻り、熱交換器25で往路のヘリウムガスを予冷し、ガス温度が40Kに上昇させられた後、配管12により、熱交換器4に供給されて、前置増幅器内蔵送受信切換部3を冷却して、前置増幅器内蔵送受信切換部3のNF(noise figure)を向上させる。
When the detection coil and the tuning matching circuit housed in the
これにより、検出部1からの検出信号を、ケーブル7経由で、S/Nを劣化させることなく、図示しない分光器に伝えることができる。
Thereby, the detection signal from the
前置増幅器内蔵送受信切換部3は、ヒータ5で、適度な温度に保たれる。熱交換器4に入る直前のガス温度は、40K、熱交換器4を出た直後のガス温度は、90Kである。この温度上昇は、前置増幅器内蔵送受信切換部3の熱を受け取ったためであると同時に、前置増幅器内蔵送受信切換部3の温度制御のため、ヒータ5が作動して、ヒータ5により、熱せられたためでもある。
The preamplifier built-in transmission / reception switching unit 3 is maintained at an appropriate temperature by the heater 5. The gas temperature immediately before entering the
ヘリウムガスは、トランスファーライン9内の配管13で冷凍機14に戻り、熱交換器24で往路のヘリウムガスを予冷した後、配管15を通って、外部の図示しないコンプレッサーに戻り、循環される。
The helium gas is returned to the
図3は、検出部を極低温に冷却して熱雑音を低減させた低温プローブを実装したNMR装置を示したものである。図中101は、試料に高周波を照射すると共に、試料から放出される微弱な高周波信号(NMR信号)を検出するための送受信コイル(図示せず)を内蔵したプローブである。プローブ101には、送信モードと受信モードとを切り換えるためのデュプレクサなどで構成された切換手段(図示せず)と、試料から放出された微弱なNMR信号をすみやかに増幅する前置増幅器(図示せず)とを内蔵したクライオアンプ102が接続されている。
FIG. 3 shows an NMR apparatus equipped with a low-temperature probe in which the detection unit is cooled to a very low temperature to reduce thermal noise. In the figure,
NMR分光計103の発信機104から送られてくる大電力の高周波パルスは、同軸ケーブルなどの伝達手段105を経由して、送信モードになったクライオアンプ102の切換手段を通り、プローブ101に内蔵された送受信コイル(図示せず)に印加される。その結果、送受信コイル内に置かれた試料中の観測核は、印加された高周波パルス磁界により励起される。励起された観測核が、励起状態から基底状態に戻る際に、微弱な高周波信号(NMR信号)が放出される。このNMR信号は、プローブ101に内蔵された送受信コイル(図示せず)により検出され、受信モードになったクライオアンプ102の切換手段(図示せず)を通った後、クライオアンプ102内に設けられた前置増幅器(図示せず)によって増幅され、同軸ケーブルなどの伝達手段105を経由して、NMR分光計103内の受信機106に送られる。
A high-power high-frequency pulse sent from the
クライオアンプ102内の切換手段の受信モードと送信モードの切り換えは、NMR分光計103の発信機104からの大電力の高周波パルスの出力と同期して行なわれ、NMR分光計103からのトリガ信号に基づき、クライオアンプ制御部107により制御されている。
Switching between the reception mode and transmission mode of the switching means in the
プローブ101とクライオアンプ102は、真空ポンプ108で真空引きされた真空容器109の中に置かれ、外界から断熱されると共に、真空容器109の外に置かれた冷凍器110から送られてくる極低温のヘリウムガスなどの冷媒により冷却され、例えば10K程度の極低温に維持されている。その結果、プローブ101内の送受信コイル、クライオアンプ102内の切換手段、および前置増幅器などの熱雑音は、常温時と比べて、著しく低い水準にまで低下する。これにより、NMR信号のS/N比を向上させ、NMR装置の高感度化を達成することができる。
The
尚、図では詳細が省略されているが、プローブ101の上端から内部に向けての筒状部分111は、真空容器109の外部と連通されていて、測定試料は、常温常圧の状態で、プローブ101の上端から内部に向けて挿入できるように構成されている。
Although details are omitted in the figure, the cylindrical portion 111 from the upper end of the
現在の低温プローブの構造概略図、低温プローブに使用されている冷却型増幅部の構造概略図、冷却型増幅部の電気的構造概略図を図4、図5、図6に示す。 FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6 show the structural schematic diagram of the current low temperature probe, the structural schematic diagram of the cooling type amplification unit used in the low temperature probe, and the electrical structural schematic diagram of the cooling type amplification unit.
現在、低温プローブの冷却型増幅部は、電気的性能の面から、冷却型増幅部を構成するデュプレクサ部と前置増幅器部を同一の熱交換器に載せて一様に冷却している。しかし、実は、低温プローブの冷却型増幅部の発熱は一様ではない。特にデュプレクサ部は、NMR装置からの制御信号によりRF信号の送受信の切り替えを行なっており、この切り替えの前後で、その電力抵抗により発生する熱の差が大きい。 At present, the cooling type amplifying unit of the low-temperature probe is uniformly cooled by placing the duplexer unit and the preamplifier unit constituting the cooling type amplifying unit on the same heat exchanger in terms of electrical performance. However, in fact, the heat generation of the cooling type amplification unit of the low temperature probe is not uniform. In particular, the duplexer unit switches between transmission and reception of RF signals by a control signal from the NMR apparatus, and there is a large difference in heat generated by the power resistance before and after this switching.
図6に示すように、NMR装置からのRFパルスを低温プローブ側に伝送するRFパワー送信モードでは、デュプレクサ部は大きく発熱するが、モードが切り替わって、NMRプローブがNMR信号を検出し、増幅してNMR装置内の受信器に送るRFパワー受信モードでは、デュプレクサ部はほとんど発熱しない。 As shown in FIG. 6, in the RF power transmission mode in which the RF pulse from the NMR apparatus is transmitted to the low temperature probe side, the duplexer section generates a large amount of heat, but the mode is switched and the NMR probe detects and amplifies the NMR signal. In the RF power reception mode for sending to the receiver in the NMR apparatus, the duplexer section hardly generates heat.
このことから、デュプレクサ部のモード切り替えの前後で、冷却型増幅部全体に温度の不均衡が起き、前置増幅器部の温度安定性を欠くことになる。この問題は、NMRの観測精度や冷却型増幅部自身の寿命に悪影響を及ぼす可能性がある。 Therefore, before and after the mode switching of the duplexer unit, temperature imbalance occurs in the entire cooling type amplification unit, and the temperature stability of the preamplifier unit is lacking. This problem may adversely affect the NMR observation accuracy and the lifetime of the cooled amplification unit itself.
また、デュプレクサ部の電力抵抗による発熱は、冷却型増幅部全体の発熱の多くを占めている。現在は、冷却型増幅部の構造上、デュプレクサ部と前置増幅器部をまとめて冷却しているので、冷却型増幅部を冷却するためには、デュプレクサ部の発熱までを見込んだ全体の最大発熱量から冷却能力を決定する必要があり、前置増幅器部のみを冷却する場合よりも冷却能力を大きく取らなければならない。このことから、冷却型増幅部を冷却するための設備が大型化、高コスト化してしまうという問題があった。 Further, the heat generated by the power resistance of the duplexer unit accounts for most of the heat generated by the entire cooling type amplification unit. Currently, due to the structure of the cooling type amplification unit, the duplexer unit and the preamplifier unit are cooled together, so in order to cool the cooling type amplification unit, the maximum total heat generation in anticipation of the heat generation of the duplexer unit It is necessary to determine the cooling capacity from the quantity, and the cooling capacity must be set larger than when only the preamplifier section is cooled. For this reason, there has been a problem that the equipment for cooling the cooling type amplifying unit is increased in size and cost.
本発明の目的は、上述した点に鑑み、NMR測定時にデュプレクサ部の発熱の影響を受けず、小型で低コストな冷却型増幅部を備えたNMR装置を提供することにある。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide an NMR apparatus including a small and low-cost cooling-type amplification unit that is not affected by heat generated by a duplexer unit during NMR measurement.
この目的を達成するため、本発明にかかるNMR装置は、
NMR検出部にデュプレクサを介して高周波を送信するとともに、NMR検出部で検出されたNMR信号をデュプレクサを介して受信して前置増幅器で増幅するように構成されたNMR装置において、
デュプレクサ部と前置増幅器部とを互いに断熱し、それぞれ別系統の冷却機構で冷却するようにしたことを特徴としている。
In order to achieve this object, the NMR apparatus according to the present invention comprises:
In the NMR apparatus configured to transmit the high frequency to the NMR detector via the duplexer, and to receive the NMR signal detected by the NMR detector via the duplexer and to amplify it by the preamplifier,
The duplexer unit and the preamplifier unit are insulated from each other and cooled by separate cooling mechanisms.
また、前記前置増幅器部を冷却する冷却機構はヘリウムを使用する方式、前記デュプレクサ部を冷却する冷却機構はヘリウムを使用しない方式であることを特徴としている。 Further, the cooling mechanism for cooling the preamplifier unit is a system using helium, and the cooling mechanism for cooling the duplexer unit is a system not using helium.
また、NMR検出部にデュプレクサを介して高周波を送信するとともに、NMR検出部で検出されたNMR信号をデュプレクサを介して受信して前置増幅器で増幅するように構成されたNMR装置において、
デュプレクサの電力抵抗とそれ以外とを互いに断熱し、それぞれ別系統の冷却機構で冷却するようにしたことを特徴としている。
Further, in the NMR apparatus configured to transmit the high frequency via the duplexer to the NMR detector, and to receive the NMR signal detected by the NMR detector via the duplexer and amplify the preamplifier,
It is characterized in that the power resistance of the duplexer and the other are insulated from each other and cooled by separate cooling mechanisms.
また、前記デュプレクサの電力抵抗を冷却する冷却機構はヘリウムを使用しない方式、それ以外を冷却する冷却機構はヘリウムを使用する方式であることを特徴としている。 The cooling mechanism that cools the power resistance of the duplexer is a system that does not use helium, and the cooling mechanism that cools the other is a system that uses helium.
本発明のNMR装置によれば、
NMR検出部にデュプレクサを介して高周波を送信するとともに、NMR検出部で検出されたNMR信号をデュプレクサを介して受信して前置増幅器で増幅するように構成されたNMR装置において、
デュプレクサ部と前置増幅器部、またはデュプレクサの電力抵抗とそれ以外とを互いに断熱し、それぞれ別系統の冷却機構で冷却するようにしたので、NMR測定時にデュプレクサ部の発熱の影響を受けず、小型で低コストな冷却型増幅部を備えたNMR装置を提供することが可能となる。
According to the NMR apparatus of the present invention,
In the NMR apparatus configured to transmit the high frequency to the NMR detector via the duplexer, and to receive the NMR signal detected by the NMR detector via the duplexer and to amplify it by the preamplifier,
The duplexer unit and preamplifier unit, or the power resistor of the duplexer and the others are insulated from each other and cooled by separate cooling systems, so they are not affected by the heat generated in the duplexer unit and are small in size. Thus, it is possible to provide a low-cost NMR apparatus including a cooling type amplification unit.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図7は、本発明にかかるNMR装置の一実施例である。図中、201は、デュプレクサ部である。デュプレクサ部201は、図示しない電力増幅器から送られてくるRFパルスを入力するパワーアンプ・ポート202と、入力したRFパルスを図示しないNMRプローブ側に出力するプローブ・ポート203を備えている。この図の例では、デュプレクサ部内に3個のデュプレクサ部電力抵抗204があり、その各々にデュプレクサ部電力抵抗用熱伝導板205を介して熱交換器206が設けられている。熱交換器206には、外部熱交換器207を通ったデュプレクサ部専用の冷媒配管208が連通していて、デュプレクサ部電力抵抗204のみを冷却する構造になっている。
FIG. 7 shows an embodiment of the NMR apparatus according to the present invention. In the figure, 201 is a duplexer unit. The
一方、デュプレクサ部201に隣接する前置増幅器部210は、デュプレクサ部201のプローブ・ポート203から入力されるNMR信号を増幅して、受信器ポート211に出力する複数段の前置増幅器212が収容されている。前置増幅器212は、前置増幅器専用の熱伝導板213を介して、前置増幅器部専用の熱交換器214により冷却される構造になっている。熱交換器214の内部には、前置増幅器部専用の冷媒配管215が連通されており、デュプレクサ部201とは独立に冷却される構造となっている。すなわち、デュプレクサ部と前置増幅器部の間は、熱が直接伝わらないように断熱されている。
On the other hand, the
各部は次のように動作する。まず、NMRプローブの検出コイルを冷却し終えた液体ヘリウムが前置増幅器専用の冷媒配管215を通って移送され、前置増幅器専用の熱交換器214を介して前置増幅器専用の熱伝導板213を低温に保ち、前置増幅器212を冷却する。前置増幅器冷却用とは別に、デュプレクサ部専用の冷媒配管208があり、この中を空気や窒素などの気体もしくは液体の適当な冷媒が通る。
Each part operates as follows. First, liquid helium, which has finished cooling the detection coil of the NMR probe, is transferred through the
デュプレクサ部電力抵抗204から発生される熱は、このデュプレクサ部専用の冷媒配管208を通った冷媒により、デュプレクサ部電力抵抗用熱交換器206とデュプレクサ部電力抵抗用熱伝導板205を介してNMRプローブの外部へ放出される。
The heat generated from the
デュプレクサ部201と前置増幅器部210は、同一プリント基板上で電気的に接続されている。デュプレクサ部電力抵抗204もまた、デュプレクサ部201の一部として、回路上に組み込まれているが、デュプレクサ部電力抵抗204、デュプレクサ部電力抵抗用熱伝導板205、デュプレクサ部電力抵抗用熱交換器206の3者は、前置増幅器部専用の熱伝導板213からは独立しており、周囲とは断熱もしくは熱抵抗を大きくすることにより、熱流をなくしている。
The
また、デュプレクサ部201と前置増幅器部210には、それぞれデュプレクサ部電源/信号ケーブル220とRF信号伝送用のRFケーブル221、および前置増幅器部電源ケーブル222が接続されている。しかし、デュプレクサ部電力抵抗204と、デュプレクサ部電力抵抗204につながるデュプレクサ部電源/信号ケーブル220およびデュプレクサ部電力抵抗用熱伝導板205との間は、断熱もしくは熱抵抗を大きくすることにより、熱流をなくしている。
Further, to the
図8は、本発明にかかるNMR装置の別の実施例である。図中、301は、冷却型増幅部基板である。冷却型増幅部基板301は、冷却型増幅部用熱伝導板302の上に、熱接触を保ちながら載せられている。冷却型増幅部用熱伝導板302の一端には、冷却型増幅部冷却用ヘリウム配管303が内部を通った冷却型増幅部用熱交換器304が接触されている。冷却型増幅部基板301の上には、電気的接続を保ちながら、冷却型増幅部基板301とは断熱された形でデュプレクサ部電力抵抗305が設けられている。このデュプレクサ部電力抵抗305は、熱伝導材306を介して、低温プローブ真空容器筐体307とつながっている。
FIG. 8 shows another embodiment of the NMR apparatus according to the present invention. In the figure,
各部は次のように動作する。まず、NMRプローブの検出コイルを冷却し終えた液体ヘリウムが、冷却型増幅部冷却用ヘリウム配管303内を通って移送され、冷却型増幅部用熱交換器304を介して冷却型増幅部用熱伝導板302を低温に保ち、冷却型増幅部基板301を冷却する。冷却型増幅部基板301上に実装されているデュプレクサ部電力抵抗305は、冷却型増幅部の回路要素として構成されており、回路とは電気的接触を保っている。
Each part operates as follows. First, liquid helium that has finished cooling the detection coil of the NMR probe is transferred through the cooling type amplifying unit cooling
一方、低温プローブ真空容器筐体307とデュプレクサ部電力抵抗305は、熱伝導材306を介して熱的につながっている。デュプレクサ部電力抵抗305と冷却型増幅部基板301の間は断熱されているか、または大きな熱抵抗によって接続されている。これにより、デュプレクサ部電力抵抗305より発生する熱は、冷却型増幅部基板301にはほとんど伝わらず、冷却型増幅部の熱負荷が低減される。
On the other hand, the low-temperature probe
デュプレクサ部電力抵抗305は、冷却型増幅部基板301とは断熱され、また低温プローブ真空容器筐体307内に置かれているために、デュプレクサ部電力抵抗305自身の発熱は、自然放熱されない。この発熱は、デュプレクサ部電力抵抗305と熱接触されている熱伝導材306により低温プローブ真空容器筐体307に伝導され、筐体を放熱器として大気中に放熱される。この筐体を介する冷却方式にすれば、デュプレクサ部電力抵抗305を冷却するのに、熱容量の小さなヘリウムを使用しないで済む。
Since the duplexer
冷却プローブを備えたNMR装置に、広く利用できる。 It can be widely used in NMR apparatus equipped with a cooling probe.
A:超伝導磁石、B:主コイル、C:核磁気共鳴プローブ、D:穴、1:検出部、2:熱交換器、3:前置増幅器内蔵送受信切換部、4:熱交換器、5:ヒータ(主ヒータ)、5’:副ヒータ、6:ケーブル、7:ケーブル、8:プローブ容器、9:トランスファーライン、10:配管、11:配管、12:配管、13:配管、14:冷凍機、15:配管、16:配管、17:配管、18:配管、19:冷凍機本体、20:第1冷却ステージ、21:熱交換器、22:第2冷却ステージ、23:熱交換器、24:熱交換器、25:熱交換器、100:ヒータ、101:プローブ、102:クライオアンプ、103:NMR分光計、104:発信機、105:伝達手段、106:受信機、107:クライオアンプ制御部、108:真空ポンプ、109:真空容器、110:冷凍機、111:筒状部分、201:デュプレクサ部、202:パワーアンプ・ポート、203:プローブ・ポート、204:デュプレクサ部電力抵抗、205:デュプレクサ部電力抵抗用熱伝導板、206:熱交換器、207:外部熱交換器、208:冷媒配管、210:前置増幅器部、211:受信器ポート、212:前置増幅器、213:熱伝導板、214:熱交換器、215:冷媒配管、220:デュプレクサ部電源/信号ケーブル、221:RFケーブル、222:前置増幅器部電源ケーブル、301:冷却型増幅部基板、302:冷却型増幅部用熱伝導板、303:冷却型増幅部冷却用ヘリウム配管、304:冷却型増幅部用熱交換器、305:デュプレクサ部電力抵抗、306:熱伝導材、307:低温プローブ真空容器筐体
A: Superconducting magnet, B: Main coil, C: Nuclear magnetic resonance probe, D: Hole, 1: Detection unit, 2: Heat exchanger, 3: Preamplifier built-in transmission / reception switching unit, 4: Heat exchanger, 5 : heater (main heater), 5 ': sub heater, 6: cable, 7: cable, 8: probe container, 9: transfer line, 10: piping 11: pipe, 12: pipe, 13: pipe, 14: frozen 15: piping, 16: piping, 17: piping, 18: piping, 19: refrigerator main body, 20: first cooling stage, 21: heat exchanger, 22: second cooling stage, 23: heat exchanger, 24: Heat exchanger, 25: Heat exchanger, 100: Heater, 101: Probe, 102: Cryoamp, 103: NMR spectrometer, 104: Transmitter, 105: Transmission means, 106: Receiver, 107: Cryoamp Control unit 108: Vacuum pump 09: Vacuum container, 110: Refrigerator, 111: Cylindrical part, 201: Duplexer part, 202: Power amplifier port, 203: Probe port, 204: Duplexer part power resistance, 205: Heat conduction for duplexer part power resistance Plate, 206: heat exchanger, 207: external heat exchanger, 208: refrigerant pipe, 210: preamplifier section, 211: receiver port, 212: preamplifier, 213: heat conduction plate, 214: heat exchanger 215: Refrigerant piping, 220: Duplexer power / signal cable, 221: RF cable, 222: Preamplifier power cable, 301: Cooling amplifier board, 302: Heat conduction plate for cooling amplifier, 303: Cooling type amplification unit cooling helium piping, 304: cooling type amplification unit heat exchanger, 305: duplexer unit power resistance, 306: heat conduction material, 307 Cryoprobe vacuum container housing
Claims (4)
デュプレクサ部と前置増幅器部とを互いに断熱し、それぞれ別系統の冷却機構で冷却するようにしたことを特徴とするNMR装置。 In the NMR apparatus configured to transmit the high frequency to the NMR detector via the duplexer, and to receive the NMR signal detected by the NMR detector via the duplexer and to amplify it by the preamplifier,
An NMR apparatus characterized in that a duplexer section and a preamplifier section are insulated from each other and cooled by separate cooling mechanisms.
デュプレクサの電力抵抗とそれ以外とを互いに断熱し、それぞれ別系統の冷却機構で冷却するようにしたことを特徴とするNMR装置。 In the NMR apparatus configured to transmit the high frequency to the NMR detector via the duplexer, and to receive the NMR signal detected by the NMR detector via the duplexer and to amplify it by the preamplifier,
An NMR apparatus characterized in that the power resistance of the duplexer and the other are insulated from each other and cooled by separate cooling mechanisms.
4. The NMR apparatus according to claim 3, wherein the cooling mechanism for cooling the power resistance of the duplexer is a system that does not use helium, and the cooling mechanism that cools the other is a system that uses helium.
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