JPH04347137A - 磁場補正装置 - Google Patents

磁場補正装置

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JPH04347137A
JPH04347137A JP3121005A JP12100591A JPH04347137A JP H04347137 A JPH04347137 A JP H04347137A JP 3121005 A JP3121005 A JP 3121005A JP 12100591 A JP12100591 A JP 12100591A JP H04347137 A JPH04347137 A JP H04347137A
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JP
Japan
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magnetic
magnetic field
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tube
magnetic body
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JP3121005A
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Moriaki Takechi
盛明 武智
Toshiki Demaru
俊樹 出丸
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
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    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/387Compensation of inhomogeneities
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば磁気共鳴イメ
ージング装置などに用いられる均一磁界発生用マグネッ
トの磁場補正装置に関するものである。に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】一般に、均一磁界発生用マグネットは、
それ自体で均一な磁界を発生するように設計されるが、
工作上の誤差や設置場所周囲の鉄体の影響などのため、
設計当初の磁界均一度を完全に達成することは困難であ
る。従って、均一磁界発生用マグネットには、磁場補正
装置が設けられており、これにより工作上の誤差や鉄体
の影響に対する補償が行われる。
【0003】図7は従来の磁界発生用マグネットの一例
を示す斜視図である。図において、マグネットケース1
は、均一な磁界を発生するように設計されたソレノイド
状のコイル(図示せず)を内蔵している。マグネットケ
ース1の上部には、コイルへの通電のための端子(図示
せず)を内蔵したポート2が設けられている。このポー
ト2への通電により、マグネットケース1の内側の磁界
発生空間3に、コイルによる磁界が発生する。
【0004】マグネットケース1の内周面上には、非磁
性管4が取り付けられている。この非磁性管4の内部に
は、磁界均一度補正用の磁性体シム要素5が複数挿入さ
れている。それぞれの磁性体シム要素5は、長さの異な
る棒状の磁性体を接合してなっている。非磁性管4の両
端部は、非磁性体の栓6により封止されている。また、
従来の磁場補正装置7は、非磁性管4,磁性体シム要素
5及び栓6により構成されている。
【0005】次に、動作について説明する。図8は図7
のZ軸方向を長手方向として置かれた磁性体シム要素5
の1本の磁性体11を示す斜視図である。棒状の磁性体
11は、Z軸方向の外部磁界12により磁化されて磁気
飽和する。これにより、磁性体11の端面11a,11
bには、それぞれ外部磁界12と逆方向の磁界13を発
生するような磁荷が生じる。従って、適切な形状の磁性
体11を有する磁性体シム要素5を、マグネットケース
1の開口内の適切な位置に配置することにより、磁界発
生空間3の不均一な磁場を補正することができることに
なる。
【0006】以下、磁場補正方法の詳細について説明す
る。図9は図7の磁性体シム要素5の1本の磁性体11
及び測定点PのZY面での位置を示す説明図、図10は
図9の磁性体11及び測定点PのXY面での位置を示す
説明図である。図において、磁性体11は、XY面の取
付角度φ、取付半径aの位置に取り付けられており、ま
た磁性体11のZY面の端面角度はα1,α2である。 測定点Pは、XY面の角度Φ、ZY面の角度θ、半径r
の位置である。
【0007】このような座標表現を用いた場合、磁性体
11の測定点Pでの磁場Bzは、式1により示される。
【0008】
【数1】
【0009】ここで、Kは定数(磁性体シム要素5の磁
気特性で決まる数値)、Aは磁性体11の断面積、εm
はノイマン係数(m≠0ならεm=2、m=0ならεm
=1)、Pnmはn次m位のルジャンドル陪多項式であ
る。 また、表1は、極座標系での磁界出力Bznmと直交座
標系での出力成分を、n=2までについて対照して示す
ものである。
【0010】
【表1】
【0011】次に、一例として、直交座標系で示される
X成分の負の出力を出す磁場補正について説明する。式
1から分かるように、磁性体11がつくる磁界成分は無
限個であるが、一般にはa>rであるから、nの値が大
きい成分は、式1中の(r/a)nが非常に小さくなり
、無視できる。従って、n,mの小さい成分Bz11,
Bz21,Bz22,Bz31,Bz32,Bz33,
Bz41,Bz42,Bz43,Bz44,Bz51,
Bz52,Bz53,Bz54の中から、X成分に対応
するBz11だけを発生させるような磁性体11の形状
,位置を次の(i),(ii),(iii)のように決
めればよい。
【0012】(i)  磁性体11の取付角度φを、以
下の式2〜式9の通りとする。これにより、m=2,3
,4に対して式1のcosm(Φ−φ)はゼロとなり、
Bz22,Bz32,Bz33,Bz42,Bz43,
Bz44,Bz52,Bz53,Bz54の成分は出力
しない。また、B11ではX成分の負の出力を発生する
ものとなる。
【0013】
【数2】
【0014】
【数3】
【0015】
【数4】
【0016】
【数5】
【0017】
【数6】
【0018】
【数7】
【0019】
【数8】
【0020】
【数9】
【0021】(ii)  磁性体11の端面角度α1,
α2をα2=π−α1とする。これにより、次の式10
及び式11が成立し、B21,B41の成分は出力しな
い。さらに、2本の磁性体11について、端面角度(α
1,α2)を、それぞれ(33.88°,146.12
°)、(62.04°,117.96°)に選べば、双
方のB51をともにゼロにすることができる。
【0022】
【数10】
【0023】
【数11】
【0024】(iii)  端面角度(33.88°,
146.12°)の磁性体11、及び端面角度(62.
04°,117.96°)の磁性体11の断面積を、そ
れぞれA1,A2とすると、双方の磁性体11を同時に
配置した場合のB31出力は、次の式12となる。
【0025】
【数12】
【0026】従って、次の式13のように、A1/A2
を7.16とすれば、B31がゼロとなる。
【0027】
【数13】
【0028】以上、(i),(ii),(iii)の手
順により、所望のB11成分のみが発生するような磁性
体11の位置及び2本の磁性体11の断面積比が決定さ
れる。
【0029】このように決定された長さの異なる2本の
磁性体11は、図11に示すように、長さ方向への相互
の位置がずれないようにはんだ14等により接合されて
、1個の磁性体シム要素5にされる。そして、(i)で
示した取付角度φの位置に配置された非磁性管4内に、
それぞれ所定の個数の磁性体シム要素5が挿入され固定
される。これにより、X成分の磁界均一度が調整される
。なお、補正する磁界の大きさに応じて磁性体11の断
面積は増減させるが、2本の磁性体11の断面積比は一
定に維持する。
【0030】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の磁場補正装置7においては、2本の磁性体11
をはんだ14等により接合して非磁性管4に挿入する必
要があるため、この磁性体11の接合作業に手間がかか
り、また複数の磁性体シム要素5を1本の非磁性管4に
挿入する場合、先に挿入された磁性体シム要素5の短い
磁性体11に、後から挿入する磁性体シム要素5が引っ
掛かるため、非磁性管4への磁性体シム要素5の挿入作
業が面倒であるなどの問題点があった。
【0031】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、磁性体シム要
素の長さの異なる磁性体相互を接合せずに使用すること
ができ、これにより製造・組立を簡単にすることができ
る磁場補正装置を得ることを目的とする。
【0032】
【課題を解決するための手段】この発明に係る磁場補正
装置は、長さの異なる第1及び第2の磁性体を、それぞ
れ第1及び第2の非磁性管に別々に挿入して、それぞれ
その長さ方向に固定するようにしたものである。
【0033】
【作用】この発明においては、長さの異なる第1及び第
2の磁性体を、それぞれ第1及び第2の非磁性管に別々
に挿入することにより、第1及び第2の磁性体の接続を
省略し、かつ各磁性体の各非磁性管への挿入をスムーズ
にする。
【0034】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。なお、この実施例では、一例としてX成分の負の出
力を出す補正について説明する。図1はこの発明の一実
施例による磁場補正装置の磁性体シム要素を示す構成図
であり、図において、磁性体シム要素20を構成する第
1及び第2の磁性体21,22は、それぞれ任意の磁性
体棒材から所定の長さに切断されている。
【0035】第1の磁性体21はYZ平面において図2
に示すような端面角度を形成するように、長さL1が決
定されている。第2の磁性体22はYZ平面において図
3に示すような端面角度を形成するように、長さL2が
決定されている。また、第1の磁性体21の第1の端面
21aと第2の磁性体22の第1の端面22aとの断面
積比、及び第1の磁性体21の第2の端面21bと第2
の磁性体22の第2の端面22bとの断面積比が、それ
ぞれほぼ7.16となるように、第1及び第2の磁性体
21,22の断面積A1,A2がそれぞれ決定されてい
る。
【0036】図4は図1の磁性体シム要素20を有する
磁場補正装置のXY面での取付状態を示す構成図、図5
は図4のYZ面での取付状態を示す構成図である。第1
の非磁性管23とこれに平行に隣接する第2の非磁性管
24とからなる組は、従来例の式2〜式9で示したのと
同様の8カ所に取り付けられており、第1の非磁性管2
3には第1の磁性体21が、第2の非磁性管24には第
2の磁性体22がそれぞれ挿入されている。各非磁性管
23,24は、それぞれ各磁性体21,22の長さに合
わせて形成されている。 各磁性体21,22は、各非磁性管23,24の端部に
設けられた栓(図示せず)等により、それらの長さ方向
への位置ずれが防止されている。そして、各非磁性管2
3,24の長さ方向の相互の取付位置を調節することに
より、各磁性体21,22の長さ方向への相互の位置が
所定の位置に調節されている。
【0037】次に、動作について説明する。磁性体シム
要素20は、式2〜式9に示した取付角度で取り付けら
れ、端面角度が(33.88°,146.12°)、(
62.04°,117.96°)となり、断面積比が7
.16となっているため、従来例と同様に、X成分の負
の出力だけを出す磁場補正が行われる。
【0038】このとき、上記実施例の磁性体シム要素2
0では、第1及び第2の磁性体21,22が相互に接続
されておらず、各磁性体21,22の長さ方向の相互の
位置は、第1及び第2の非磁性管23,24相互の位置
により調節されているので、各磁性体21,22相互の
接続の手間はかからず、各非磁性体23,24への各磁
性体21,22の挿入も容易である。
【0039】なお、上記実施例ではX成分の出力を補正
するものについて述べたが、その他の成分を補正するも
のであってもよい。例えば、X成分補正用の磁性体シム
要素20の取付箇所をそれぞれ90°移動させると、Y
成分を補正するものとなる。また、上記実施例では2本
の磁性体21,22を有する磁性体シム要素20を示し
たが、例えば図6に示すように、長さの異なる第1,第
2及び第3の磁性体21,22,25を有するものであ
ってもよい。この場合、第1,第2及び第3の非磁性管
23,24,26を使用すればよい。さらに。磁性体を
4本以上有するものであってもよく、磁性体シム要素2
0の個数も特に限定されない。
【0040】さらに、上記実施例では第1及び第2磁性
体21,22の長さに応じて長さが異なる第1及び第2
の非磁性管23,24を示したが、各非磁性管23,2
4の長さを同じにして、第1の磁性体21の長さ方向の
位置決めをするストッパ等を、第1の非磁性管23内に
設けるなどしてもよい。さらにまた、上記実施例では磁
気共鳴イメージング装置用の磁場補正装置を示したが、
この発明の磁場補正装置は他の装置に適用してもよい。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の磁場補
正装置は、長さの異なる第1及び第2の磁性体を、それ
ぞれ第1及び第2の非磁性管に別々に挿入して、それぞ
れその長さ方向に固定するようにしたので、各磁性体相
互の接続を省略することができ、かつ各磁性体を各非磁
性管にスムーズに挿入することができ、従って製造・組
立を簡単にすることができ、作業性を向上させることが
できるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による磁場補正装置の磁性
体シム要素を示す構成図である。
【図2】図1の第1の磁性体のYZ平面における長さ及
び端面角度を示す説明図である。
【図3】図1の第2の磁性体のYZ平面における長さ及
び端面角度を示す説明図である。
【図4】図1の磁性体シム要素を有する磁場補正装置の
XY面での取付状態を示す構成図である。
【図5】図4のYZ面での取付状態を示す構成図である
【図6】この発明の他の実施例による磁性体及び非磁性
管を示す斜視図である。
【図7】従来の磁界発生用マグネットの一例を示す斜視
図である。
【図8】図7のZ軸方向を長手方向として置かれた磁性
体シム要素の1本の磁性体を示す斜視図である。
【図9】図7の磁性体シム要素の1本の磁性体及び測定
点PのZY面での位置を示す説明図である。
【図10】図9の磁性体及び測定点PのXY面での位置
を示す説明図である。
【図11】図7の1個の磁性体シム要素を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】
20    磁性体シム要素 21    第1の磁性体 22    第2の磁性体 23    第1の非磁性管 24    第2の非磁性管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  棒状の第1の磁性体と、この第1の磁
    性体と長さが異なる棒状の第2の磁性体とを有し、周囲
    の磁場を補正する磁性体シム要素、前記第1の磁性体が
    挿入されている第1の非磁性管、及びこの第1の非磁性
    管に近接して平行に設けられ、前記第2の磁性体が挿入
    されている第2の非磁性管を備え、第1及び第2の磁性
    体は、前記第1及び第2の非磁性管内で長さ方向への相
    互の位置ずれが防止されていることを特徴とする磁場補
    正装置。
JP3121005A 1991-05-27 1991-05-27 磁場補正装置 Pending JPH04347137A (ja)

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JP3121005A JPH04347137A (ja) 1991-05-27 1991-05-27 磁場補正装置
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GB9211194A GB2256714B (en) 1991-05-27 1992-05-27 Magnetic field correction device

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