JPH05329128A - 磁場補正装置 - Google Patents

磁場補正装置

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JPH05329128A
JPH05329128A JP4138148A JP13814892A JPH05329128A JP H05329128 A JPH05329128 A JP H05329128A JP 4138148 A JP4138148 A JP 4138148A JP 13814892 A JP13814892 A JP 13814892A JP H05329128 A JPH05329128 A JP H05329128A
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JP
Japan
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magnetic
magnetic field
field correction
component
hole
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JP4138148A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Ogawa
浩一 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH05329128A publication Critical patent/JPH05329128A/ja
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/387Compensation of inhomogeneities
    • G01R33/3873Compensation of inhomogeneities using ferromagnetic bodies ; Passive shimming

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、複数の同一成分の磁性体シム要素
16を占積率良く束ねることができるとともに、磁性体
同士の接合作業をなくすことができ、また異成分の磁性
体シム要素16同士を束ねることができる磁場補正装置
を得ることを目的とする。 【構成】 磁性体シム要素16は、長さ、厚さ及び幅が
等しい板状磁性体に、穴20を設けることにより、所望
の磁場補正成分を出力させるようにした。

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。
【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磁性体の影響を受け、当
初設計の磁界均一度が得られない。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、工作上
の誤差や周囲磁性体の影響を補償することが行われてい
る。
【0003】図8は、磁性体による従来の磁場補正装置
を示す。図において、均一な磁界を発生させるよう設計
されたソレノイド状コイルを内蔵したマグネットケース
1の所定の位置に、磁界均一度補正用の磁性体シム要素
2を、装着治具3により固定して装着し、マグネット内
部の均一磁界発生空間4の磁界を補正している。また、
この装置に関する座標系を5に示す。
【0004】次に動作について説明する。図9は、Z方
向の磁界8の中に置かれた棒状磁性体9と、その設置位
置を座標系とともに示したものである。棒状磁性体9
は、外部磁界8により磁化され、端面10,11に磁荷
を誘起し、磁界12を発生する。このとき、棒状磁性体
9の設置各度をα1,α2とすると、点Pにおける棒状磁
性体9が作る磁界BZは、式1で示される。
【0005】
【数1】
【0006】但し、Kは定数(磁性体の磁気特性で決ま
る数値)、Aは磁性体の断面積、εmはノイマン係数
で、m≠0ならばεm=2、m=0ならεm=1、Pm n
n次m位のルジャンドル階多項式である。また、表1に
n=2までのBZ nmの出力成分を示す。
【0007】
【表1】
【0008】さて、式1から、磁性体9が作る磁界成分
は無限個あるが、n,mの小さい項であるBZ 11
Z 21,BZ 22,BZ 31,BZ 32,BZ 33,BZ 41,BZ 42
Z 43,BZ 44,BZ 51,BZ 52,BZ 53,BZ 54の中から、
X成分に対応するBZ 11成分だけを発生する磁性体9の
形状、位置は、特公平3−89676号公報に示された
ように、次のように決める。
【0009】(i) 磁性体9の取付角度ψをπ/2(±
1/2±1/3±1/4)の8ケ所とすることにより、
m=2,3,4に対して式1のcos m(φ−ψ)はゼロ
になる。
【0010】(ii) 磁性体9の端面角度α1,α2をα2
=π−α1とすることで、式2に示すようになり、
Z 21,BZ 41の成分は出力しない。また、α1=33.88°
あるいは、62.04°を選ぶことにより、BZ 51をゼロにで
きる。
【0011】
【数2】
【0012】(iii) 図10において、端面角度(33.88
°,143.12°)の棒状磁性体13と、端面角度(62.04°,1
07.96°)の棒状磁性体14の2つの磁性体の断面積をそ
れぞれA1,A2とし、断面積比を、式3のように選ぶこ
とにより、BZ 31をゼロにできる。
【0013】
【数3】
【0014】そして、このように決定された2つの棒状
磁性体13,14は、相対位置がずれないようにハンダ
15等を用いて接合し、1つの磁性体シム要素として、
後述する図3に示した取付位置に取り付けることでX成
分の負の磁界出力が得られる。以下の表2にBZ 11及び
Z 21,BZ 22成分に対応した磁性体シム要素の断面積
比、端面角度を示す。
【0015】
【表2】
【0016】
【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においては、以下のような問題点
があった。即ち、長さの異なる2つの棒状磁性体1
3,14を組み合わせた磁性体シム要素では、長さ方向
に沿って断面形状が異なるため、同一成分の磁性体シム
要素の複数本を束ねるとき、占積率の悪い束ね方を強い
られている。2つの棒状磁性体13,14の相対位置
がずれないようにハンダ15等により接合する必要があ
り、手間がかかる。表2に示すように、各成分で端面
角度α1,α2が異なるため、異成分の磁性体シム要素同
士の組み合わせが困難である。
【0017】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、複数の同一成分の磁性体シム
要素を占積率を落とさずに効率よく束ねることができる
とともに、ハンダ等による接合作業を不要にすることが
でき、また異成分の磁性体シム要素同士を組み合わせて
束ねることができる磁場補正装置を得ることを目的とす
る。
【0018】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る磁
場補正装置は、板状磁性体に所望の磁場補正成分を出力
するように加工された穴を設けて、磁性体シム要素とす
るものである。
【0019】請求項2の発明に係る磁場補正装置は、板
状磁性体に所望の磁場補正成分を出力するように加工さ
れた穴を設けて、磁性体シム要素とし、かつ各磁場補正
成分とも板状磁性体の長さ、厚さ及び幅を等しくするも
のである。
【0020】
【作用】この発明においては、磁性体シム要素を板状に
することにより、同一成分の磁性体シム要素を占積率を
落とさずに複数組み合わせて束ね、また板状磁性体に設
ける穴により所望の磁場補正成分を得るので、ハンダ等
による接合作業が不要になる。
【0021】
【実施例】
実施例1.以下に、請求項1及び請求項2の発明の一実
施例を、従来装置の説明と同様、X成分の負の出力につ
いて説明する。図1は板状磁性体を穴明け加工し、穴2
0のある磁性体シム要素16を製作した例であり、次の
ようにして、X成分の磁性体シム要素の諸元を決める。
【0022】(i) 磁性体16の取付角度ψは、従来装
置と同様π/2(±1/2±1/3±1/4)の8ケ所
とし、m=2,3,4に対して式1のcos m(φ−ψ)
をゼロにする。
【0023】(ii) 磁性体16の端面角度α1,α2を、
従来装置と同様、α2=π−α1とすることで、BZ 21
Z 41の成分は出力させない。また、端面角度α1は、表
1に示す異成分の端面角度を参考にして、例えば、39.5
5°及び65.82°を選ぶ。この角度では、BZ 51成分をゼ
ロにはできないが、充分小さな値にすることができ、磁
場補正に支障はない。端面角度(39.55°,140.45°)及び
(65.82°,114.18°)を定めることで取付半径aが決まれ
ば、図1bにおける磁性体シム要素16の寸法L1,L2
が一義的に決まる。
【0024】(iii) 次に磁性体シム要素16の端面1
7,18,19の断面積をそれぞれA1,A2,A3とす
ると、A2=A3を考慮し、断面積比を式4のように選ぶ
ことにより、BZ 31をゼロにできる。従って、板状磁性
体の厚さを、一定にすればW1/W2=8.12と決まる。な
お、端面18の角度は、強度的、加工技術的に可能な長
さL3より決まり、例えば、40.30°を選んだ。このよう
にして製作した複数個の同一長さの磁性体シム要素16
を図3に示すような取付位置に取り付けることで、X成
分の負の出力が従来装置と同様に得られる。
【0025】
【数4】
【0026】このように、板状磁性体に穴20を設けた
磁性体シム要素16を用いることにより、複数の同一成
分の磁性体シム要素16を占積率を落とさずに効率よく
束ねることができるとともに、ハンダ等による接合作業
を不要にすることができる。また、各磁場補正成分とも
板状磁性体の長さ、厚さ及び幅を等しくすることによ
り、異成分の磁性体シム要素16同士を組み合わせて束
ねることもできる。
【0027】なお、表3に、図2に図示したBZ 11,BZ
21,BZ 22成分の磁性体シム要素の設計例を示す。
【0028】
【表3】
【0029】実施例2.また、上記実施例1では、穴2
0として貫通穴について説明したが、図4に示すよう
に、止まり穴20aでも同様の効果が得られる。
【0030】実施例3.さらに、上記実施例1では、穴
20として矩形穴について説明したが、図5に示すよう
な、丸形穴20bであってもよい。
【0031】実施例4.さらにまた、図6に示すような
三角形穴20cにより所望の磁場補正成分を出力させて
もよい。
【0032】実施例5.また、上記実施例1では、単一
の磁場補正成分のみを出力させる磁性体シム要素16に
ついて述べたが、複数の磁場補正成分を出力できるよ
う、図7のように、多様な穴20dを明けてもよい。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明の
磁場補正装置は、所望の磁場補正成分を出力するように
穴を設けた板状磁性体でなる磁性体シム要素を用いたの
で、複数の同一成分の磁性体シム要素を、占積率を落と
さずに効率よく束ねることができるとともに、同一の取
付治具により固定でき、かつハンダ等による接合作業を
不要にすることができ、この結果作業性を向上させるこ
とができるなどの効果を奏する。
【0034】また、請求項2の発明の磁場補正装置は、
所望の磁場補正成分を出力するように穴を設けた板状磁
性体でなる磁性体シム要素を用い、かつ各磁場補正成分
とも板状磁性体の長さ、厚さ及び幅を等しくしたので、
上記請求項1の発明の効果に加えて、異成分の磁性体シ
ム要素同士を組み合わせて束ねることができるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)及び(b)はこの発明の実施例1による
磁性体シム要素を示す斜視図及び平面図である。
【図2】(a)ないし(c)はこの発明の実施例1の各
磁場補正成分を出力するための磁性体シム要素を示す平
面図である。
【図3】この発明の実施例1の取付角度を示す模式図で
ある。
【図4】(a)及び(b)はこの発明の実施例2による
磁性体シム要素を示す平面図及び縦断面図である。
【図5】この発明の実施例3による磁性体シム要素を示
す平面図である。
【図6】この発明の実施例3による磁性体シム要素を示
す平面図である。
【図7】この発明の実施例4による磁性体シム要素を示
す平面図である。
【図8】従来の磁場補正装置の一例を示す斜視図であ
る。
【図9】(a)及び(b)は棒状磁性体の作用を説明す
るための模式図である。
【図10】従来の磁性体シム要素の一例を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】
1 マグネットケース 3 装着治具 16 磁性体シム要素 20 穴 20a 止まり穴 20b 丸形穴 20c 三角形穴 20d 穴

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マグネットケース内に配設された装着治
    具に取り付けられ、空間的に不均一な磁界を均一化する
    ために用いられる磁性体シム要素を備えている磁場補正
    装置において、前記磁性体シム要素は、所望の磁場補正
    成分を出力するように穴が設けられた板状磁性体からな
    っていることを特徴とする磁場補正装置。
  2. 【請求項2】 マグネットケース内に配設された装着治
    具に取り付けられ、空間的に不均一な磁界を均一化する
    ために用いられる磁性体シム要素を備えている磁場補正
    装置において、前記磁性体シム要素は、所望の磁場補正
    成分を出力するように穴が設けられた板状磁性体からな
    っており、かつ各磁場補正成分とも上記板状磁性体の長
    さ、厚さ及び幅が等しくなっていることを特徴とする磁
    場補正装置。
JP4138148A 1992-05-29 1992-05-29 磁場補正装置 Pending JPH05329128A (ja)

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JP4138148A JPH05329128A (ja) 1992-05-29 1992-05-29 磁場補正装置
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