JPH08273923A - Ｎｍｒ分析計用超電導マグネット装置及びその運転方法 - Google Patents
Ｎｍｒ分析計用超電導マグネット装置及びその運転方法Info
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- JPH08273923A JPH08273923A JP7072859A JP7285995A JPH08273923A JP H08273923 A JPH08273923 A JP H08273923A JP 7072859 A JP7072859 A JP 7072859A JP 7285995 A JP7285995 A JP 7285995A JP H08273923 A JPH08273923 A JP H08273923A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】製作容易で、かつ経済的にして１ＧＨｚ級ある
いはそれ以上のＮＭＲ分析計を可能とする安定な高磁場
発生ができるＮＭＲ分析計用超電導マグネット装置を提
供する。 【構成】外層コイル系Ｏｃと内層コイル系Ｉｃとが同芯
円状に配置され、中心部に常温空間３を有するＮＭＲ分
析計用超電導マグネット装置において、前記内層コイル
系Ｉｃを外層コイル系Ｏｃから取外せる、あるいは外層
コイルとは別運転（別作動）が可能なように形成すると
ともに、内外層コイル系の作動時に磁場空間部における
磁場均一度が所定の値を満足し、かつ内層コイル系を取
外した（あるいは作動しない）ときの磁場均一度も所定
の値を満足するように、シム３１を配設した。
いはそれ以上のＮＭＲ分析計を可能とする安定な高磁場
発生ができるＮＭＲ分析計用超電導マグネット装置を提
供する。 【構成】外層コイル系Ｏｃと内層コイル系Ｉｃとが同芯
円状に配置され、中心部に常温空間３を有するＮＭＲ分
析計用超電導マグネット装置において、前記内層コイル
系Ｉｃを外層コイル系Ｏｃから取外せる、あるいは外層
コイルとは別運転（別作動）が可能なように形成すると
ともに、内外層コイル系の作動時に磁場空間部における
磁場均一度が所定の値を満足し、かつ内層コイル系を取
外した（あるいは作動しない）ときの磁場均一度も所定
の値を満足するように、シム３１を配設した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＮＭＲ分析計用超電導マ
グネット装置及びその運転方法に係り、特に外層コイル
系と内層コイル系とが同芯円状に配置されているＮＭＲ
分析計用超電導マグネット装置に関するものである。
グネット装置及びその運転方法に係り、特に外層コイル
系と内層コイル系とが同芯円状に配置されているＮＭＲ
分析計用超電導マグネット装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原子核は固有の核磁気モーメントを持っ
ており、静磁場の強さに応じて高周波に対する共鳴周波
数が変化する。この共鳴現象を利用して、化学的に複雑
な物質の分析や構造解析を行う装置としてＮＭＲ分析計
がある。
ており、静磁場の強さに応じて高周波に対する共鳴周波
数が変化する。この共鳴現象を利用して、化学的に複雑
な物質の分析や構造解析を行う装置としてＮＭＲ分析計
がある。
【０００３】水素原子核では、１Ｔの磁場での共鳴周波
数は、４２．６ＭＨｚであるが、磁場が高いほど共鳴周
波数が高くなって分析能力が向上することから、電磁石
に超電導マグネットが用いられている。４００ＭＨｚ用
まではＮｂ−Ｔｉ線材を用いたマグネットが使用されて
いるが、５００ＭＨｚ以上ではＮｂ3Ｓｎ線材を用いた
超電導マグネットが開発されている。いままでに開発さ
れた最高の周波数は７５０ＭＨｚで、このときの磁場は
１７．６Ｔである。
数は、４２．６ＭＨｚであるが、磁場が高いほど共鳴周
波数が高くなって分析能力が向上することから、電磁石
に超電導マグネットが用いられている。４００ＭＨｚ用
まではＮｂ−Ｔｉ線材を用いたマグネットが使用されて
いるが、５００ＭＨｚ以上ではＮｂ3Ｓｎ線材を用いた
超電導マグネットが開発されている。いままでに開発さ
れた最高の周波数は７５０ＭＨｚで、このときの磁場は
１７．６Ｔである。
【０００４】近年酸化物超電導導体を用いると４．２Ｋ
近辺の極低温条件では磁界磁場が高いため２５Ｔ級の高
磁場発生が可能になることから、そのコイル化の開発が
進められている。また、生体高分子あるいは蛋白質など
の分析にはさらに高周波のＮＭＲ分析計の実現が望ま
れ、両者が相俟って、現在１〜１．１ＧＨｚのＮＭＲ分
析計を開発する気運にある。
近辺の極低温条件では磁界磁場が高いため２５Ｔ級の高
磁場発生が可能になることから、そのコイル化の開発が
進められている。また、生体高分子あるいは蛋白質など
の分析にはさらに高周波のＮＭＲ分析計の実現が望ま
れ、両者が相俟って、現在１〜１．１ＧＨｚのＮＭＲ分
析計を開発する気運にある。
【０００５】現在のところ超電導マグネットでの発生磁
場の最高値は２１．５Ｔであるが、１ＧＨｚでは２３．
４７Ｔ、１．１ＧＨｚでは２５．８Ｔの高磁場が必要
で、そのための開発が必要である。
場の最高値は２１．５Ｔであるが、１ＧＨｚでは２３．
４７Ｔ、１．１ＧＨｚでは２５．８Ｔの高磁場が必要
で、そのための開発が必要である。
【０００６】従来のこのような高磁場コイル装置の設計
例としては、IEEE TRANSACTION ONMAGNETICS.vol.30NO4
(1994)pp2340〜2343に示されるような、Ｎｂ−Ｔｉ系超
電導線とＮｂ3Ｓｎ系超電導線を用いて２３．５Ｔマグ
ネットとする例がある。
例としては、IEEE TRANSACTION ONMAGNETICS.vol.30NO4
(1994)pp2340〜2343に示されるような、Ｎｂ−Ｔｉ系超
電導線とＮｂ3Ｓｎ系超電導線を用いて２３．５Ｔマグ
ネットとする例がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この従来の超電導マグ
ネット装置には、超電導線としてＮｂ−Ｔｉ系線材とＮ
ｂ3Ｓｎ系線材を用いて２３．５Ｔの高磁場発生を目指
しているが、線材性能上高磁場発生の限界にきており、
ましてや安定な高磁場発生には疑問が残る。このような
状況下において、さらにそれ以上の高磁場発生を実現す
ることはその線材の開発の難しさ、また経済的な面にお
いても幾多の困難を伴い不可能に近い状況にある。
ネット装置には、超電導線としてＮｂ−Ｔｉ系線材とＮ
ｂ3Ｓｎ系線材を用いて２３．５Ｔの高磁場発生を目指
しているが、線材性能上高磁場発生の限界にきており、
ましてや安定な高磁場発生には疑問が残る。このような
状況下において、さらにそれ以上の高磁場発生を実現す
ることはその線材の開発の難しさ、また経済的な面にお
いても幾多の困難を伴い不可能に近い状況にある。
【０００８】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、製作容易で、かつ経済的にして１
ＧＨｚ級あるいはそれ以上のＮＭＲ分析計を可能とする
安定な高磁場発生ができるＮＭＲ分析計用超電導マグネ
ット装置を提供するにある。
目的とするところは、製作容易で、かつ経済的にして１
ＧＨｚ級あるいはそれ以上のＮＭＲ分析計を可能とする
安定な高磁場発生ができるＮＭＲ分析計用超電導マグネ
ット装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、外層
コイル系と内層コイル系とが同芯円状に配置され、中心
部に磁場空間を有するＮＭＲ分析計用超電導マグネット
装置において、この内層コイル系を外層コイル系から取
外せる、あるいは外層コイルとは別運転（別作動）が可
能なように形成するとともに、内外層コイルの作動時に
磁場空間部における磁場均一度が所定の値を満足し、か
つ内層コイル系を取外した（あるいは作動しない）とき
の磁場均一度も所定の値を満足するように、シムコイル
を配設し所期の目的を達成するようにしたものである。
コイル系と内層コイル系とが同芯円状に配置され、中心
部に磁場空間を有するＮＭＲ分析計用超電導マグネット
装置において、この内層コイル系を外層コイル系から取
外せる、あるいは外層コイルとは別運転（別作動）が可
能なように形成するとともに、内外層コイルの作動時に
磁場空間部における磁場均一度が所定の値を満足し、か
つ内層コイル系を取外した（あるいは作動しない）とき
の磁場均一度も所定の値を満足するように、シムコイル
を配設し所期の目的を達成するようにしたものである。
【００１０】また、外層コイル系と内層コイル系とがそ
れぞれ独立の冷却容器内に収納されるとともに、外層コ
イル系と内層コイル系との同時作動および外層コイル系
単独の作動が可能なように形成され、かつ前記両冷却容
器の間に、前記内外層コイルの同時作動時に前記磁場空
間部における磁場均一度が所定の値を満足し、かつ外層
コイル単独作動時の磁場均一度も所定の値を満足するよ
うに、シムコイルを配置したものである。
れぞれ独立の冷却容器内に収納されるとともに、外層コ
イル系と内層コイル系との同時作動および外層コイル系
単独の作動が可能なように形成され、かつ前記両冷却容
器の間に、前記内外層コイルの同時作動時に前記磁場空
間部における磁場均一度が所定の値を満足し、かつ外層
コイル単独作動時の磁場均一度も所定の値を満足するよ
うに、シムコイルを配置したものである。
【００１１】また、この種ＮＭＲ分析計用超電導マグネ
ット装置の運転方法において、内層コイル系を外層コイ
ル系から取外せるように形成するとともに、前記内外層
コイルの作動時に磁場空間部における磁場均一度が所定
の値を満足し、かつ内層コイル系を取外したときの磁場
均一度も所定の値を満足するように、シムコイルを配設
し、外層コイル系単独での運転と内外層コイルによる運
転の二値の装置として運転するようにしたものである。
ット装置の運転方法において、内層コイル系を外層コイ
ル系から取外せるように形成するとともに、前記内外層
コイルの作動時に磁場空間部における磁場均一度が所定
の値を満足し、かつ内層コイル系を取外したときの磁場
均一度も所定の値を満足するように、シムコイルを配設
し、外層コイル系単独での運転と内外層コイルによる運
転の二値の装置として運転するようにしたものである。
【００１２】
【作用】高磁場発生用の超電導マグネット装置では、通
常磁場強度に応じて超電導線材をグレーディングして用
いる。従来、１０Ｔ以下の低磁場領域ではＮｂ−Ｔｉ合
金系線材が、１０Ｔ以上の高磁場領域ではＮｂ3Ｓｎ系
超電導線材が用いられてきた。しかし、１．８Ｋの超流
動ヘリウム冷却においても最高磁場として２１Ｔが限界
で、それ以上の高磁場発生には線材の高性能化あるいは
新線材が必要となる。
常磁場強度に応じて超電導線材をグレーディングして用
いる。従来、１０Ｔ以下の低磁場領域ではＮｂ−Ｔｉ合
金系線材が、１０Ｔ以上の高磁場領域ではＮｂ3Ｓｎ系
超電導線材が用いられてきた。しかし、１．８Ｋの超流
動ヘリウム冷却においても最高磁場として２１Ｔが限界
で、それ以上の高磁場発生には線材の高性能化あるいは
新線材が必要となる。
【００１３】新線材の候補として、一つは自己通電加熱
法により作製したＮｂ3ＡＬ線材が２３．５Ｔ領域ま
で、他の一つはＢｉ系酸化物超電導線材が２５Ｔ領域を
超えて使用できる可能性があり、それぞれ線材、コイル
化開発が進められている。
法により作製したＮｂ3ＡＬ線材が２３．５Ｔ領域ま
で、他の一つはＢｉ系酸化物超電導線材が２５Ｔ領域を
超えて使用できる可能性があり、それぞれ線材、コイル
化開発が進められている。
【００１４】したがって、１ＧＨｚ級のＮＭＲ分析計に
適用するには、既存の実績ある超電導線材を用いたコイ
ルを２０Ｔ級の外層コイルとし、その中に新規に開発し
た線材を用いたコイルを内層コイルとして組み合わせ２
３．５Ｔあるいは２５Ｔ級の磁場発生が可能となる構成
をとる。すなわち内層コイル系を外層コイル系から取外
せるように形成するとともに、内外層コイルの作動時に
磁場空間部における磁場均一度が所定の値を満足し、か
つ内層コイル系を取外したときの磁場均一度も所定の値
を満足するように、シムコイルを配設する構成を採る。
適用するには、既存の実績ある超電導線材を用いたコイ
ルを２０Ｔ級の外層コイルとし、その中に新規に開発し
た線材を用いたコイルを内層コイルとして組み合わせ２
３．５Ｔあるいは２５Ｔ級の磁場発生が可能となる構成
をとる。すなわち内層コイル系を外層コイル系から取外
せるように形成するとともに、内外層コイルの作動時に
磁場空間部における磁場均一度が所定の値を満足し、か
つ内層コイル系を取外したときの磁場均一度も所定の値
を満足するように、シムコイルを配設する構成を採る。
【００１５】開発は段階的に進められると効果的であ
り、また、経済的でもある。したがって、まず外層コイ
ルを作製し、次いで内層コイルを組み込むが、外層コイ
ル単独での発生磁場を２０Ｔ級とすれば、８５０ＭＨｚ
級のＮＭＲ分析計となり、内層コイルを組み込んで２
３．５Ｔを発生させれば、１ＧＨｚ級のＮＭＲ分析計が
可能となる。勿論この場合、内層コイルの有無により、
２種の周波数でのＮＭＲ分析計が可能となる。
り、また、経済的でもある。したがって、まず外層コイ
ルを作製し、次いで内層コイルを組み込むが、外層コイ
ル単独での発生磁場を２０Ｔ級とすれば、８５０ＭＨｚ
級のＮＭＲ分析計となり、内層コイルを組み込んで２
３．５Ｔを発生させれば、１ＧＨｚ級のＮＭＲ分析計が
可能となる。勿論この場合、内層コイルの有無により、
２種の周波数でのＮＭＲ分析計が可能となる。
【００１６】ところで、ＮＭＲ分析計では、試料空間の
磁場均一度として１億分の１以上が必要である。そのた
めには、コイル構成は複数個の組み合わせコイルとし、
かつ磁場補正用のシムコイルを組み込むが、このとき、
発生磁場強度によりコイルの形式および組合せ方が異な
るのが従来一般的であった。本発明では、外層コイル系
を変更することなしに内層コイル系を組み込むことが可
能である。
磁場均一度として１億分の１以上が必要である。そのた
めには、コイル構成は複数個の組み合わせコイルとし、
かつ磁場補正用のシムコイルを組み込むが、このとき、
発生磁場強度によりコイルの形式および組合せ方が異な
るのが従来一般的であった。本発明では、外層コイル系
を変更することなしに内層コイル系を組み込むことが可
能である。
【００１７】内層コイル系が無い状態では、大きな空間
が使用でき、外層コイル系の発生磁場が２０Ｔ級のとき
にはＮＭＲ分析計とする場合にはシムコイルを構成させ
ることで８５０ＭＨｚ級となり、内層コイル系を組み込
み２３．５級の発生磁場としたときには、シムコイルを
内層コイルに対応させて構成させ１ＧＨｚとする。な
お、シムコイルには超電導シムと常電導シムの２種類が
あるが、超電導補正の程度により両者を使いわける。
が使用でき、外層コイル系の発生磁場が２０Ｔ級のとき
にはＮＭＲ分析計とする場合にはシムコイルを構成させ
ることで８５０ＭＨｚ級となり、内層コイル系を組み込
み２３．５級の発生磁場としたときには、シムコイルを
内層コイルに対応させて構成させ１ＧＨｚとする。な
お、シムコイルには超電導シムと常電導シムの２種類が
あるが、超電導補正の程度により両者を使いわける。
【００１８】超電導コイルは液体ヘリウムを用いて極低
温に冷却された状態で励磁されるので冷却容器が必要で
あるが、このとき、外層コイル系と内層コイル系とで別
容器にしておくと、組み込み構造が簡単で、作業性が良
い。また、冷却容器を別容器にすることから、それぞれ
のコイル系を異なる冷却方式、あるいは異なる冷媒を用
いることも可能となる。さらに、両容器の中間に常電導
シムコイルを構成させることができ磁場均一度の向上に
有利となる。
温に冷却された状態で励磁されるので冷却容器が必要で
あるが、このとき、外層コイル系と内層コイル系とで別
容器にしておくと、組み込み構造が簡単で、作業性が良
い。また、冷却容器を別容器にすることから、それぞれ
のコイル系を異なる冷却方式、あるいは異なる冷媒を用
いることも可能となる。さらに、両容器の中間に常電導
シムコイルを構成させることができ磁場均一度の向上に
有利となる。
【００１９】ＮＭＲ分析計では、磁場の安定度も１億分
の１以上の高安定性が要求され、そのため超電導コイル
は永久電流スイッチを設けて永久電流モードでの運転が
望ましい。しかるに、新線材では、特に、酸化物系線材
ではフラックスクリープ現象が顕著で永久電流モード運
転が技術的に困難となる状況が予想される。したがっ
て、内層コイル系では超高安定化電源を用いた励磁形態
をとる。本発明では冷却容器を分けているので、励磁回
路を分離して構成することも容易である。
の１以上の高安定性が要求され、そのため超電導コイル
は永久電流スイッチを設けて永久電流モードでの運転が
望ましい。しかるに、新線材では、特に、酸化物系線材
ではフラックスクリープ現象が顕著で永久電流モード運
転が技術的に困難となる状況が予想される。したがっ
て、内層コイル系では超高安定化電源を用いた励磁形態
をとる。本発明では冷却容器を分けているので、励磁回
路を分離して構成することも容易である。
【００２０】
【実施例】以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。図１にはそのＮＭＲ分析計用超電導マグネ
ット装置が断面で示されている。超電導マグネット装置
は、外層コイル系Ｏｃと内層コイル系Ｉｃとを備え、外
層コイル系は、コイル１１〜１７の７個のコイルから構
成されている。外層コイル系のうち、内側に位置するコ
イル１１および１２は（Ｎｂ−Ｔｉ）3Ｓｎ化合物超電
導線で、他のコイル１３〜１７はＮｂ−Ｔｉ合金系線材
で巻回形成されている。
に説明する。図１にはそのＮＭＲ分析計用超電導マグネ
ット装置が断面で示されている。超電導マグネット装置
は、外層コイル系Ｏｃと内層コイル系Ｉｃとを備え、外
層コイル系は、コイル１１〜１７の７個のコイルから構
成されている。外層コイル系のうち、内側に位置するコ
イル１１および１２は（Ｎｂ−Ｔｉ）3Ｓｎ化合物超電
導線で、他のコイル１３〜１７はＮｂ−Ｔｉ合金系線材
で巻回形成されている。
【００２１】内層コイル系は、２１〜２５の５個のコイ
ルが直列に接続され、これらのコイルはすべてその中心
軸に対して同軸に配置されている。図中３１は、磁場補
正のための常電導シムコイル系で、その中心軸側（４）
にＮＭＲプローブおよび試料が配置される。
ルが直列に接続され、これらのコイルはすべてその中心
軸に対して同軸に配置されている。図中３１は、磁場補
正のための常電導シムコイル系で、その中心軸側（４）
にＮＭＲプローブおよび試料が配置される。
【００２２】この場合、外層コイル系は冷却容器１の中
に配置され、内層コイル系は冷却容器２の中に配置さ
れ、また、ＮＭＲプローブおよび試料は常温空間３中に
配置されている。
に配置され、内層コイル系は冷却容器２の中に配置さ
れ、また、ＮＭＲプローブおよび試料は常温空間３中に
配置されている。
【００２３】なお、図中８は外層コイル系励磁電源、９
は内層コイル系超高安定励磁電源、５は超電導接続部を
示している。
は内層コイル系超高安定励磁電源、５は超電導接続部を
示している。
【００２４】外層コイル系は、１．８Ｋの超流動ヘリウ
ム冷却とし、それぞれのコイルが超電導接続され永久電
流スイッチ６を構成させることにより永久電流モードで
の運転が可能である。励磁用電源８により外層コイルを
所定の電流値１０００Ａまで励磁し、永久電流スイッチ
を超電導状態にした後電源電流をゼロとする。
ム冷却とし、それぞれのコイルが超電導接続され永久電
流スイッチ６を構成させることにより永久電流モードで
の運転が可能である。励磁用電源８により外層コイルを
所定の電流値１０００Ａまで励磁し、永久電流スイッチ
を超電導状態にした後電源電流をゼロとする。
【００２５】このとき中心における発生磁場は２０．０
Ｔとなる。電流リード１０からの熱侵入をなくして長期
間、液体ヘリウムの補給を最小にするには、電流リード
１０を着脱可能な構造にし、励磁後に切り離すと効果的
である。また、コイルがクエンチしたときのコイル焼損
防止用の保護回路７を構成させるが、電流リードの着脱
の関係で、冷却容器内に構成させる。
Ｔとなる。電流リード１０からの熱侵入をなくして長期
間、液体ヘリウムの補給を最小にするには、電流リード
１０を着脱可能な構造にし、励磁後に切り離すと効果的
である。また、コイルがクエンチしたときのコイル焼損
防止用の保護回路７を構成させるが、電流リードの着脱
の関係で、冷却容器内に構成させる。
【００２６】なお、電流リード１０として本実施例では
従来から用いられている蒸発ヘリウムガスで冷却しなが
ら使用する銅リードを用いたが、冷凍機運転の電流リー
ドとすることもできるし、酸化物系超電導電流リードを
用いることもできる。
従来から用いられている蒸発ヘリウムガスで冷却しなが
ら使用する銅リードを用いたが、冷凍機運転の電流リー
ドとすることもできるし、酸化物系超電導電流リードを
用いることもできる。
【００２７】内層コイル系は、本実施例では、最内層コ
イル２１にはＢｉ−２２１２酸化物系超電導線を、コイ
ル２２にはＮｂ3Ａｌ化合物系超電導線を、コイル２
３、２４および２５には（Ｎｂ，Ｔｉ）3Ｓｎ化合物系
超電導線を用いている。酸化物系超電導線を巻いたコイ
ルでは、現状ではフラックスクリープのために永久電流
モードでの運転が困難なため、超高安定化電源９を用い
て励磁運転する。内層コイル系の定格電流は１００Ａ
で、このとき、内層コイル系単独では中心で３．５Ｔ、
外層コイルと組み合わせて２３．５Ｔの高磁場発生がで
きる。
イル２１にはＢｉ−２２１２酸化物系超電導線を、コイ
ル２２にはＮｂ3Ａｌ化合物系超電導線を、コイル２
３、２４および２５には（Ｎｂ，Ｔｉ）3Ｓｎ化合物系
超電導線を用いている。酸化物系超電導線を巻いたコイ
ルでは、現状ではフラックスクリープのために永久電流
モードでの運転が困難なため、超高安定化電源９を用い
て励磁運転する。内層コイル系の定格電流は１００Ａ
で、このとき、内層コイル系単独では中心で３．５Ｔ、
外層コイルと組み合わせて２３．５Ｔの高磁場発生がで
きる。
【００２８】なお、本実施例で冷却容器１および２は真
空断熱構造とし、磁場均一度を乱すことの無いように非
磁性のＡｌ合金を用いた。
空断熱構造とし、磁場均一度を乱すことの無いように非
磁性のＡｌ合金を用いた。
【００２９】冷却容器１と冷却容器２とは上下両端のフ
ランジ部でボルト固定されており、容易に取外すことが
できる。冷却容器２を取外すと大口径の常温空間が得ら
れ、この空間を用いて２０Ｔ級の高磁場発生装置として
の使用が可能となり、また、常電導シムコイルを構成し
て８５０ＭＨｚ級のＮＭＲ分析計としての使用ができ
る。
ランジ部でボルト固定されており、容易に取外すことが
できる。冷却容器２を取外すと大口径の常温空間が得ら
れ、この空間を用いて２０Ｔ級の高磁場発生装置として
の使用が可能となり、また、常電導シムコイルを構成し
て８５０ＭＨｚ級のＮＭＲ分析計としての使用ができ
る。
【００３０】以上述べてきたように本実施例によれば、
内層コイル系を外層コイル系から取外せるように形成さ
れ、かつ内外層コイルの作動時および外層コイルの作動
時に磁場空間部における磁場均一度が所定の値を満足す
るようにシムコイルを配設する構成が採られることか
ら、経済的にして両者コイル作動時には１ＧＨｚ級のＮ
ＭＲ分析計が可能となる。すなわち前述したように、開
発は段階的に進められると効果的で、かつ経済的でもあ
る。したがって、まず外層コイルと作製し、次いで内層
コイルを組み込むが、この場合、例えば外層コイル単独
での発生磁場を２０Ｔ級とすれば、８５０ＭＨｚ級のＮ
ＭＲ分析計となり、そしてこれに内層コイルを組み込ん
で２３．５Ｔを発生させれば、１ＧＨｚ級のＮＭＲ分析
計が可能となる。
内層コイル系を外層コイル系から取外せるように形成さ
れ、かつ内外層コイルの作動時および外層コイルの作動
時に磁場空間部における磁場均一度が所定の値を満足す
るようにシムコイルを配設する構成が採られることか
ら、経済的にして両者コイル作動時には１ＧＨｚ級のＮ
ＭＲ分析計が可能となる。すなわち前述したように、開
発は段階的に進められると効果的で、かつ経済的でもあ
る。したがって、まず外層コイルと作製し、次いで内層
コイルを組み込むが、この場合、例えば外層コイル単独
での発生磁場を２０Ｔ級とすれば、８５０ＭＨｚ級のＮ
ＭＲ分析計となり、そしてこれに内層コイルを組み込ん
で２３．５Ｔを発生させれば、１ＧＨｚ級のＮＭＲ分析
計が可能となる。
【００３１】また、さらに外層コイル系と内層コイル系
とで冷却容器を別容器としているので、内層コイル系を
容易に組み込み、取外しが可能で、製造が容易で、多目
的利用が可能となる効果もある。また、内層コイル系と
外層コイル系で励磁回路を別回路とすることから、永久
電流モード運転が困難な内層コイル系の励磁が、永久電
流モードの外層コイル系と分離して行うことが可能で、
電流モードの構造の制約が低減できる効果がある。
とで冷却容器を別容器としているので、内層コイル系を
容易に組み込み、取外しが可能で、製造が容易で、多目
的利用が可能となる効果もある。また、内層コイル系と
外層コイル系で励磁回路を別回路とすることから、永久
電流モード運転が困難な内層コイル系の励磁が、永久電
流モードの外層コイル系と分離して行うことが可能で、
電流モードの構造の制約が低減できる効果がある。
【００３２】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、製作容易で、かつ経済的にして１ＧＨｚ級あるいは
それ以上のＮＭＲ分析計を可能とする高磁場発生ができ
るＮＭＲ分析計用超電導マグネット装置を得ることがで
きる。
ば、製作容易で、かつ経済的にして１ＧＨｚ級あるいは
それ以上のＮＭＲ分析計を可能とする高磁場発生ができ
るＮＭＲ分析計用超電導マグネット装置を得ることがで
きる。
【図１】本発明のＮＭＲ分析計用超電導マグネット装置
の一実施例を示す縦断側面図である。
の一実施例を示す縦断側面図である。
１…冷却容器（外層コイル系の）、２…冷却容器（内層
コイル系の）、Ｏｃ…外層コイル系、Ｉｃ…内層コイル
系、３…常温空間、４…試料空間、５…超電導接続部、
６…永久電流スイッチ、７…保護回路、８…外層コイル
系励磁電源、９…内層コイル系超高安定励磁電源、１０
…電流リード、１１〜１７…コイル（外層コイル系
の）、２１〜２５…コイル（内層コイル系の）、３１…
常電導シム。
コイル系の）、Ｏｃ…外層コイル系、Ｉｃ…内層コイル
系、３…常温空間、４…試料空間、５…超電導接続部、
６…永久電流スイッチ、７…保護回路、８…外層コイル
系励磁電源、９…内層コイル系超高安定励磁電源、１０
…電流リード、１１〜１７…コイル（外層コイル系
の）、２１〜２５…コイル（内層コイル系の）、３１…
常電導シム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧 直樹 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 黒石 一夫 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 滝沢 照広 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (10)
- 【請求項１】 外層コイル系と内層コイル系とが同芯円
状に配置され、中心部に磁場空間を有するＮＭＲ分析計
用超電導マグネット装置において、 前記内層コイル系を外層コイル系から取外せるように形
成するとともに、前記内外層コイルの作動時に磁場空間
部における磁場均一度が所定の値を満足し、かつ内層コ
イル系を取外したときの磁場均一度も所定の値を満足す
るように、シムコイルを配設したことを特徴とするＮＭ
Ｒ分析計用超電導マグネット装置。 - 【請求項２】 外層コイル系と内層コイル系とが同芯円
状に配置され、中心部に磁場空間を有するＮＭＲ分析計
用超電導マグネット装置において、 前記内層コイル系を外層コイル系から取外せるように形
成するとともに、前記磁場空間部に、前記内外層コイル
の作動時に磁場空間部における磁場均一度が所定の値を
満足し、かつ内層コイル系を取外したときの磁場均一度
も所定の値を満足するように、シムコイルを配設するよ
うにしたことを特徴とするＮＭＲ分析計用超電導マグネ
ット装置。 - 【請求項３】 複数個のコイルを備えた外層コイル系と
複数個のコイルを備えた内層コイル系とが同芯円状に配
置され、中心部に磁場空間を有するたＮＭＲ分析計用超
電導マグネット装置において、 前記外層コイル系と内層コイル系との同時作動および外
層コイル系単独の作動が可能なように形成するととも
に、前記磁場空間部に、前記内外層コイルの同時作動時
に前記磁場空間部における磁場均一度が所定の値を満足
し、かつ外層コイル単独作動時の磁場均一度も所定の値
を満足するように、シムコイルを配置したことを特徴と
するＮＭＲ分析計用超電導マグネット装置。 - 【請求項４】 複数個のコイルを備えた外層コイル系と
複数個のコイルを備えた内層コイル系とが同芯円状に配
置され、中心部に磁場空間を有するたＮＭＲ分析計用超
電導マグネット装置において、 前記外層コイル系と内層コイル系とはそれぞれ独立の冷
却容器内に収納されるとともに、前記外層コイル系と内
層コイル系との同時作動および外層コイル系単独の作動
が可能なように形成され、かつ前記両冷却容器の間に、
前記内外層コイルの同時作動時に前記磁場空間部におけ
る磁場均一度が所定の値を満足し、かつ外層コイル単独
作動時の磁場均一度も所定の値を満足するように、シム
コイルを配置したことを特徴とするＮＭＲ分析計用超電
導マグネット装置。 - 【請求項５】 前記外層コイル系と内層コイル系とは、
それぞれ励磁回路が異なるように形成されてなる請求項
１、２、３若しくは４記載のＮＭＲ分析計用超電導マグ
ネット装置。 - 【請求項６】 前記外層コイル系は永久電流スイッチ有
し、永久電流モードで励磁され、内層コイル系は、電源
を用いた励磁である請求項５記載のＮＭＲ分析計用超電
導マグネット装置。 - 【請求項７】 前記外層コイル系と内層コイル系とは、
異なる温度で運転してなる請求項４、５若しくは６記載
のＮＭＲ分析計用超電導マグネット装置。 - 【請求項８】 前記外層コイル系の超電導線材にＮｂ−
Ｔｉ系超電導線、Ｎｂ3Ｓｎ系超電導線若しくはＮｂ3Ａ
ｌ系超電導線の一種若しくは複数種からなる組み合わせ
コイル系とし、前記内層コイル系の超電導線材には少な
くとも酸化物系超電導線を用いた組み合わせコイル系と
した請求項１、２、３、４、５、６若しくは７記載のＮ
ＭＲ分析計用超電導マグネット装置。 - 【請求項９】 外層コイル系と内層コイル系とが同芯円
状に配置され、中心部に磁場空間を有するＮＭＲ分析計
用超電導マグネット装置の運転方法において、前記内層
コイル系を外層コイル系から取外せるように形成すると
ともに、前記内外層コイルの作動時に磁場空間部におけ
る磁場均一度が所定の値を満足し、かつ内層コイル系を
取外したときの磁場均一度も所定の値を満足するよう
に、シムコイルを配設し、外層コイル系単独での運転と
内外層コイルによる運転の二値の装置として運転するよ
うにしたことを特徴とするＮＭＲ分析計用超電導マグネ
ット装置の運転方法。 - 【請求項１０】 外層コイル系と内層コイル系とが同芯
円状に配置され、中心部に磁場空間を有するＮＭＲ分析
計用超電導マグネット装置の運転方法において、前記外
層コイル系を内層コイル系から独立して運転できるよう
に形成するとともに、前記内外層両コイルの運転時に磁
場空間部における磁場均一度が所定の値を満足し、かつ
外層コイル系の単独運転時の磁場均一度も所定の値を満
足するようにシムコイルを配設し、外層コイル系単独で
の運転と内外層コイル系による運転の二種値の装置とし
て運転することを特徴とするＮＭＲ分析計用超電導マグ
ネット装置の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7072859A JPH08273923A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | Ｎｍｒ分析計用超電導マグネット装置及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7072859A JPH08273923A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | Ｎｍｒ分析計用超電導マグネット装置及びその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08273923A true JPH08273923A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=13501504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7072859A Pending JPH08273923A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | Ｎｍｒ分析計用超電導マグネット装置及びその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08273923A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1182462A2 (de) * | 2000-08-24 | 2002-02-27 | Bruker AG | Dimensionierung einer Magnetanordnung mit einem zusätzlichen stromführenden Spulensystem |
| EP1361454A2 (en) * | 2002-05-08 | 2003-11-12 | Hitachi, Ltd. | NMR analyzer comprising a superconducting coil system |
| WO2004095047A1 (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Hitachi, Ltd. | 均一磁場発生装置およびそれを用いた核磁気共鳴装置 |
| WO2004095046A1 (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Hitachi, Ltd. | 核磁気共鳴分析装置および核磁気共鳴装置用マグネット |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP7072859A patent/JPH08273923A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1182462A2 (de) * | 2000-08-24 | 2002-02-27 | Bruker AG | Dimensionierung einer Magnetanordnung mit einem zusätzlichen stromführenden Spulensystem |
| JP2002158108A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-05-31 | Bruker Biospin Ag | 付加的通電コイル系を有する磁石装置及びその寸法設計方法 |
| EP1182462A3 (de) * | 2000-08-24 | 2003-08-27 | Bruker BioSpin AG | Dimensionierung einer Magnetanordnung mit einem zusätzlichen stromführenden Spulensystem |
| EP1361454A2 (en) * | 2002-05-08 | 2003-11-12 | Hitachi, Ltd. | NMR analyzer comprising a superconducting coil system |
| US6859036B2 (en) | 2002-05-08 | 2005-02-22 | Hitachi, Ltd. | NMR analyzer |
| US7208954B2 (en) | 2002-05-08 | 2007-04-24 | Hitachi, Ltd. | NMR analyzer |
| US7212003B2 (en) | 2002-05-08 | 2007-05-01 | Hitachi, Ltd. | NMR analyzer |
| WO2004095047A1 (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Hitachi, Ltd. | 均一磁場発生装置およびそれを用いた核磁気共鳴装置 |
| WO2004095046A1 (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Hitachi, Ltd. | 核磁気共鳴分析装置および核磁気共鳴装置用マグネット |
| JP2004325251A (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Hitachi Ltd | 均一磁場発生装置およびそれを用いた核磁気共鳴装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050216 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050222 |
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|
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