JPS6123502B2 - - Google Patents
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- JPS6123502B2 JPS6123502B2 JP50054577A JP5457775A JPS6123502B2 JP S6123502 B2 JPS6123502 B2 JP S6123502B2 JP 50054577 A JP50054577 A JP 50054577A JP 5457775 A JP5457775 A JP 5457775A JP S6123502 B2 JPS6123502 B2 JP S6123502B2
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- magnetic
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/02—Permanent magnets [PM]
- H01F7/0273—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation
- H01F7/0278—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation for generating uniform fields, focusing, deflecting electrically charged particles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/383—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using permanent magnets
-
- G—PHYSICS
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- G01R33/387—Compensation of inhomogeneities
- G01R33/3875—Compensation of inhomogeneities using correction coil assemblies, e.g. active shimming
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- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/20—Electromagnets; Actuators including electromagnets without armatures
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規な均一磁界発生装置に関する。極
めて均一性の高い磁界は例えば磁気共鳴分析技術
において高分解能を得るために極めて有用であ
る。
めて均一性の高い磁界は例えば磁気共鳴分析技術
において高分解能を得るために極めて有用であ
る。
本発明は極めて均一性の高い磁界を得る新しい
装置に関し、一例として核磁気共鳴分析装置に応
用されたものとして説明することによつて容易に
理解されるであろう。磁気共鳴分析とは第１図に
示すく簡単に言えば調査べき物質試料１２を極度
に強力でかつ均一なる一方向分極磁界を構成する
磁石１ａ、１ｂ間におき、さらに物質試料には高
周波発振器１３および高周波コイル１４により高
周波磁界が一方向磁界の分極磁界に対し直角に加
えられ、これらの２つの磁界の精密かつ適正な組
合せにより、試料の原子核が磁気共鳴吸収を生ぜ
しめられて電気信号を発するので、この信号を検
出表示器１５により、検出し、表示することによ
つて物質試料の分子構造等を調べる装置である。
装置に関し、一例として核磁気共鳴分析装置に応
用されたものとして説明することによつて容易に
理解されるであろう。磁気共鳴分析とは第１図に
示すく簡単に言えば調査べき物質試料１２を極度
に強力でかつ均一なる一方向分極磁界を構成する
磁石１ａ、１ｂ間におき、さらに物質試料には高
周波発振器１３および高周波コイル１４により高
周波磁界が一方向磁界の分極磁界に対し直角に加
えられ、これらの２つの磁界の精密かつ適正な組
合せにより、試料の原子核が磁気共鳴吸収を生ぜ
しめられて電気信号を発するので、この信号を検
出表示器１５により、検出し、表示することによ
つて物質試料の分子構造等を調べる装置である。
また磁気共鳴吸収信号から調査される試料の化
学的および物理的性質において、定量的ならびに
定性的な豊富な情報を得ることがきる。技術が進
むにつれて高度の分解能の要求が生じ、この高い
分解能を得るのに試料は均一な磁界強度の中に置
かれることが重要であり、これまで多くの装置が
均一な磁界を得るために努力が払われてきた。す
なわち磁界を発生する強力な電磁石の巻線と、物
質の磁極片を設けることと、コイル構造の上に磁
極片を正しく整列させることに、一般に大きな注
意が払われてきた。
学的および物理的性質において、定量的ならびに
定性的な豊富な情報を得ることがきる。技術が進
むにつれて高度の分解能の要求が生じ、この高い
分解能を得るのに試料は均一な磁界強度の中に置
かれることが重要であり、これまで多くの装置が
均一な磁界を得るために努力が払われてきた。す
なわち磁界を発生する強力な電磁石の巻線と、物
質の磁極片を設けることと、コイル構造の上に磁
極片を正しく整列させることに、一般に大きな注
意が払われてきた。
例えば磁気共鳴分析装置で必要とする空間磁界
間隙は約10mmのであるが、磁界の強さが数千エル
ステツド（以下Ｏeとする）以上で空間磁界分布
の変動率が0.01％以下が要求される。従来、この
種の分極磁界発生装置として第２図に示すような
磁石１ａ、１ｂ、ヨーク４および磁気的に物質化
処理されたポールピース２ａ、２ｂで構成された
平行空隙３を設け、平行空隙３に発生する空間磁
界が用いられてきた。しかし、均一度の良好な磁
界を得る見地からは平行空隙を利用する場合必要
とする起磁力に対して磁石が大きくなるという欠
点を有し、さらに均一な磁界を発生させるための
空隙の平行度を厳密に調整しなければならないと
いう困難さを伴う。すなわち従来磁気共鳴分析装
置において必要な磁界の強さは10000Oe以上であ
り、平行空隙を利用する従来形の磁石ではこれを
実現するのに２トン以上の重量に達する磁石装置
を必要とする。従つて平行空隙の強さをいかに高
効率に保つかも大きな課題である。また平行空隙
において均一な磁界を発生させることは従来の磁
気共鳴装置においてはそのための複雑な機構とか
つ温度、外部優乱磁界などの外部因子による不安
定な要素を多く含み、そのためその保守おいても
多大の労力と細心の注意が必要である。またこの
面倒な準備をした後でも、なおそれ以上の均一性
が要求されることがしばしばあつた。
間隙は約10mmのであるが、磁界の強さが数千エル
ステツド（以下Ｏeとする）以上で空間磁界分布
の変動率が0.01％以下が要求される。従来、この
種の分極磁界発生装置として第２図に示すような
磁石１ａ、１ｂ、ヨーク４および磁気的に物質化
処理されたポールピース２ａ、２ｂで構成された
平行空隙３を設け、平行空隙３に発生する空間磁
界が用いられてきた。しかし、均一度の良好な磁
界を得る見地からは平行空隙を利用する場合必要
とする起磁力に対して磁石が大きくなるという欠
点を有し、さらに均一な磁界を発生させるための
空隙の平行度を厳密に調整しなければならないと
いう困難さを伴う。すなわち従来磁気共鳴分析装
置において必要な磁界の強さは10000Oe以上であ
り、平行空隙を利用する従来形の磁石ではこれを
実現するのに２トン以上の重量に達する磁石装置
を必要とする。従つて平行空隙の強さをいかに高
効率に保つかも大きな課題である。また平行空隙
において均一な磁界を発生させることは従来の磁
気共鳴装置においてはそのための複雑な機構とか
つ温度、外部優乱磁界などの外部因子による不安
定な要素を多く含み、そのためその保守おいても
多大の労力と細心の注意が必要である。またこの
面倒な準備をした後でも、なおそれ以上の均一性
が要求されることがしばしばあつた。
本発明の目的は従来の装置では得られなかつた
強度が大きく、かつ均一性の高い磁界を発生する
新規なる装置を提供することにあり、従つて従来
の装置に比して小型の磁界発生装置および従来の
平行空隙による均一磁界装置が必要とした機械的
な平行度調整機構などの複雑な構造要素の少ない
単純な構造を有する磁界発生装置を提供するにあ
る。
強度が大きく、かつ均一性の高い磁界を発生する
新規なる装置を提供することにあり、従つて従来
の装置に比して小型の磁界発生装置および従来の
平行空隙による均一磁界装置が必要とした機械的
な平行度調整機構などの複雑な構造要素の少ない
単純な構造を有する磁界発生装置を提供するにあ
る。
本発明に係る均一磁界発生装置の骨子は一例と
して、第３図に示す如く、ポールブロツク５の磁
極間の中間位置に磁極間を結ぶ中心軸を通る位置
に設けた試料を挿入する空間６（以下試料空間と
称する）に発生する磁束をポールブロツクの一様
磁化の条件下で作るものである。試料空間の構成
は試料を入れる一端が少なくともあいており、他
は強磁性体によつて囲まれた空隙を形成するもの
であり、空隙内に均一な磁界を発生させるもので
ある。
して、第３図に示す如く、ポールブロツク５の磁
極間の中間位置に磁極間を結ぶ中心軸を通る位置
に設けた試料を挿入する空間６（以下試料空間と
称する）に発生する磁束をポールブロツクの一様
磁化の条件下で作るものである。試料空間の構成
は試料を入れる一端が少なくともあいており、他
は強磁性体によつて囲まれた空隙を形成するもの
であり、空隙内に均一な磁界を発生させるもので
ある。
そこでまず試料空間の磁界の原理を説明する。
ポールブロツク内部に設けられた試料空間の中
の磁界Ｈは試料空間の表面に発生する磁極が作る
磁界Ｈpとポールブロツクに加えられている有効
磁界Ｈpとの和である。すなわちＨ＝Ｈp＋Ｈpで
表わされる。ここでＨpはポールブロツクの磁化
４πＩと試料空間の形状によつて決まる。簡単な
ために試料空間の周辺を含めてポールブロツクの
磁化が一様である場合を考えると、次のようにな
る。
の磁界Ｈは試料空間の表面に発生する磁極が作る
磁界Ｈpとポールブロツクに加えられている有効
磁界Ｈpとの和である。すなわちＨ＝Ｈp＋Ｈpで
表わされる。ここでＨpはポールブロツクの磁化
４πＩと試料空間の形状によつて決まる。簡単な
ために試料空間の周辺を含めてポールブロツクの
磁化が一様である場合を考えると、次のようにな
る。
ここでｒは孔の中の任意の点ｐと試料空間表面
までの距離であり、積分信号∫sは試料空間表面
の全積分の意味である。この積分値Ｈpは試料空
間の形状に関係するが、試料空間が回転楕円体で
あると試料空間の中のすべての点で完全な均一磁
界となる。すなわち均一度のすぐれた磁界を作る
には試料空間の近傍の磁化Ｉを一様に近づけるこ
とが大切である。すなわち試料空間の磁束分布は
試料空間の大きさ、形、さらに磁気回路を構成す
るポールブロツクの形、ならびに着磁量が関係す
ることがわかつた。そこで発明者らは試料空間の
形状、寸法および強磁性体からなるポールブロツ
ク（空間磁界を発生する部分）の形状、寸法を変
えた実験を行なつた結果、以下の点が明らかとな
つた。
までの距離であり、積分信号∫sは試料空間表面
の全積分の意味である。この積分値Ｈpは試料空
間の形状に関係するが、試料空間が回転楕円体で
あると試料空間の中のすべての点で完全な均一磁
界となる。すなわち均一度のすぐれた磁界を作る
には試料空間の近傍の磁化Ｉを一様に近づけるこ
とが大切である。すなわち試料空間の磁束分布は
試料空間の大きさ、形、さらに磁気回路を構成す
るポールブロツクの形、ならびに着磁量が関係す
ることがわかつた。そこで発明者らは試料空間の
形状、寸法および強磁性体からなるポールブロツ
ク（空間磁界を発生する部分）の形状、寸法を変
えた実験を行なつた結果、以下の点が明らかとな
つた。
ポールブロツクは試料空間の中心に対して磁束
が流れる方向に左右において、前記磁束の流れる
方向に垂直な断面の断面形状を対称とすべきであ
る。ポールブロツクはこのようにその左右が対称
でなければ広い空間にわたつて均一な磁界が形成
されない。
が流れる方向に左右において、前記磁束の流れる
方向に垂直な断面の断面形状を対称とすべきであ
る。ポールブロツクはこのようにその左右が対称
でなければ広い空間にわたつて均一な磁界が形成
されない。
ポールブロツクは磁束の流れる方向に試料空間
が設けられた位置で磁束が流れる方向に垂直な切
断面における断面積が磁束の流れる方向の中心で
最小であり、その最小部分に空間が形成されてい
るべきである。最小断面部に空間を形成させれば
効果的に広い空間にわたつて均一な磁界を発生さ
せることができる。すなわち、空間磁界は飽和磁
化によつて均一なものが得られる。
が設けられた位置で磁束が流れる方向に垂直な切
断面における断面積が磁束の流れる方向の中心で
最小であり、その最小部分に空間が形成されてい
るべきである。最小断面部に空間を形成させれば
効果的に広い空間にわたつて均一な磁界を発生さ
せることができる。すなわち、空間磁界は飽和磁
化によつて均一なものが得られる。
試料空間は試料空間の中心に対してポールブロ
ツクの磁束の流れる方向でその左右が対称に形成
されていなければならない。左右対称の空間でな
ければ広い範囲わたつて均一な磁界が得られな
い。
ツクの磁束の流れる方向でその左右が対称に形成
されていなければならない。左右対称の空間でな
ければ広い範囲わたつて均一な磁界が得られな
い。
空間はポールブロツクの中心に形成されていな
ければならない。ポールブロツクの中心からはず
れた空間には広い範囲にわたつて均一度の高い磁
界が得られない。特に、試料空間は試料空間の中
心位置で磁束の流れる方向に垂直な切断面におけ
る強磁性体の断面積に対する試料空間の断面積比
を1/10以下とすること、幾何学的図形の中心から
の偏心誤差が1/1000以下とすること、さらにポー
ルブロツクはその飽和磁束密度の95％以上の磁化
状態で試料空間の磁束変動率が0.01％以下とする
ことがより磁界強さおよび均一度の高い空間磁界
が得れることから好ましい。また一様磁化の不完
全さから生ずる空間磁界の不均一度についてこれ
を調整する方法としてメカニカルシウムあるいは
電流シムの方法でできるので、これらを組合せる
ことによつてより高度の均一度を有する磁界を得
ることができ、それによつて0.01％以下の変動率
を必要とする核磁気共鳴磁石等の空間磁界装置に
効果が大きいことが確認された。
ければならない。ポールブロツクの中心からはず
れた空間には広い範囲にわたつて均一度の高い磁
界が得られない。特に、試料空間は試料空間の中
心位置で磁束の流れる方向に垂直な切断面におけ
る強磁性体の断面積に対する試料空間の断面積比
を1/10以下とすること、幾何学的図形の中心から
の偏心誤差が1/1000以下とすること、さらにポー
ルブロツクはその飽和磁束密度の95％以上の磁化
状態で試料空間の磁束変動率が0.01％以下とする
ことがより磁界強さおよび均一度の高い空間磁界
が得れることから好ましい。また一様磁化の不完
全さから生ずる空間磁界の不均一度についてこれ
を調整する方法としてメカニカルシウムあるいは
電流シムの方法でできるので、これらを組合せる
ことによつてより高度の均一度を有する磁界を得
ることができ、それによつて0.01％以下の変動率
を必要とする核磁気共鳴磁石等の空間磁界装置に
効果が大きいことが確認された。
また本発明の空間磁界の原理に基づいた均一磁
界発生装置は磁界の均一空間の容積に対して比較
的小さい起磁力部分の磁石装置で済むのが特徴で
ある。これは磁気回路を構成する各部分に適した
磁気特性を有する材料を用いることと磁気回路を
クローズタイプに構成することによつて実現され
る。また、試料空間の周囲の磁性体として飽和磁
束密度の大きいＦe−Ｃp系の磁性合金を用いるこ
とによつて、このことはより確実となるものであ
る。すなわち磁気回路に供給する起磁力を
1050Oe・cmとし、磁束がヨークで消費される起
動力を５％（透磁率μ＝1000の長さ50cmのヨーク
が相当する）とすると、従来の平行空隙（幅を１
cmとする）の磁界強さは簡単な計算から1000Oe
であるのに対し、本発明においては第３図に示す
如くポールブロツク５としてＦe−Ｏpパーメンダ
ー合金を用いると（透磁率μ＝100とする）、試料
空間（直径ｒcmの貫通孔とする）の空隙磁界強さ
Ｈは反磁化係数Ｎを0.5（孔が円柱の場合）とす
れば、Ｈ＝Ｎ・Ｂの関係から8750Oeと著しく高
い値となることが認められる。従つて本発明は従
来と同じ空隙の磁界強さを得るのに断面形状が同
じであれば約９分の１の長さの磁石材料で済むこ
とになり、磁石装置の超小型化が可能である。ま
た従来の平行空隙によつて均一度の高い磁界を得
るのにきわめて高度の技術による調整機構を必要
とし、さらに調整後も運搬等でそれらの調整がく
ずれるため再度調整しければならなかつたのに対
し、本発明のポールブロツクに孔を設けることは
磁界の変動率を0.01％以下とし、さらにその最初
の調整で済み、その後の機械的な振動等によるず
れは全く生ぜず、従つて著しく空隙磁界の変動率
に対する複雑な機械要素を少なくすることがで
き、単純な構造とすることができることがわか
る。
界発生装置は磁界の均一空間の容積に対して比較
的小さい起磁力部分の磁石装置で済むのが特徴で
ある。これは磁気回路を構成する各部分に適した
磁気特性を有する材料を用いることと磁気回路を
クローズタイプに構成することによつて実現され
る。また、試料空間の周囲の磁性体として飽和磁
束密度の大きいＦe−Ｃp系の磁性合金を用いるこ
とによつて、このことはより確実となるものであ
る。すなわち磁気回路に供給する起磁力を
1050Oe・cmとし、磁束がヨークで消費される起
動力を５％（透磁率μ＝1000の長さ50cmのヨーク
が相当する）とすると、従来の平行空隙（幅を１
cmとする）の磁界強さは簡単な計算から1000Oe
であるのに対し、本発明においては第３図に示す
如くポールブロツク５としてＦe−Ｏpパーメンダ
ー合金を用いると（透磁率μ＝100とする）、試料
空間（直径ｒcmの貫通孔とする）の空隙磁界強さ
Ｈは反磁化係数Ｎを0.5（孔が円柱の場合）とす
れば、Ｈ＝Ｎ・Ｂの関係から8750Oeと著しく高
い値となることが認められる。従つて本発明は従
来と同じ空隙の磁界強さを得るのに断面形状が同
じであれば約９分の１の長さの磁石材料で済むこ
とになり、磁石装置の超小型化が可能である。ま
た従来の平行空隙によつて均一度の高い磁界を得
るのにきわめて高度の技術による調整機構を必要
とし、さらに調整後も運搬等でそれらの調整がく
ずれるため再度調整しければならなかつたのに対
し、本発明のポールブロツクに孔を設けることは
磁界の変動率を0.01％以下とし、さらにその最初
の調整で済み、その後の機械的な振動等によるず
れは全く生ぜず、従つて著しく空隙磁界の変動率
に対する複雑な機械要素を少なくすることがで
き、単純な構造とすることができることがわか
る。
また主としてポールブロツク部分であるが、ポ
ールブロツクとして磁気回路の一部に磁気特性の
異なる１種以上から磁気的に均質化処理した強磁
性体物質を用いることによつて発生する磁界変動
率を低めるのに一層好都合であるもので、著しく
空隙磁界変動率を小さくできる。その物質は一例
としてＦe−40％Ｃpの通称パーメンダー合金等で
ある。またポールブロツクの形状は円柱状、矩形
状、あるいは特に磁束密度を高めるのに効果の高
い磁束方向に対しその中央部で最小断面となるよ
うな左右対称のつつみ形が良好である。
ールブロツクとして磁気回路の一部に磁気特性の
異なる１種以上から磁気的に均質化処理した強磁
性体物質を用いることによつて発生する磁界変動
率を低めるのに一層好都合であるもので、著しく
空隙磁界変動率を小さくできる。その物質は一例
としてＦe−40％Ｃpの通称パーメンダー合金等で
ある。またポールブロツクの形状は円柱状、矩形
状、あるいは特に磁束密度を高めるのに効果の高
い磁束方向に対しその中央部で最小断面となるよ
うな左右対称のつつみ形が良好である。
試料空間は前述の如く左右対称であり、貫通孔
あるいは貫通していなくてもよく、さらにこの孔
はポールブロツクに流れる磁束方向に対して垂直
である。試料空間はその深さ方向に垂直な切断面
における断面が円形、楕円形、矩形、などいずれ
でもよく、特に円形が良好である。また長手形状
は入口断面と相似形であつて、特に回転楕円体の
形状が良好である。
あるいは貫通していなくてもよく、さらにこの孔
はポールブロツクに流れる磁束方向に対して垂直
である。試料空間はその深さ方向に垂直な切断面
における断面が円形、楕円形、矩形、などいずれ
でもよく、特に円形が良好である。また長手形状
は入口断面と相似形であつて、特に回転楕円体の
形状が良好である。
以下実施例によつて説明する。
実施例 １
本発明の均一磁界発生装置の構造を第３図に示
す。
す。
ポールブロツク５は残留磁界密度およびエネル
ギー積の大きい永久磁石１ａ、１ｂおよび高透磁
率材料で作つたヨーク４とボルト８ａ、８ｂによ
り固定した。このようにして永久磁石とヨークか
らなるほゞ閉磁路を有する磁界発生装置における
ポールブロツク５と永久磁石１ａの間に0.2mm程
度のスペース７を設けた。このスペースを設けた
目的は着磁脱磁における材料の伸縮を逃がすため
のものである。ポールブロツク５は１例としてつ
つみ型とし中央部がくびれた形状で、かつ、その
最小の直径を有する部分に試料空間６を設けた。
ギー積の大きい永久磁石１ａ、１ｂおよび高透磁
率材料で作つたヨーク４とボルト８ａ、８ｂによ
り固定した。このようにして永久磁石とヨークか
らなるほゞ閉磁路を有する磁界発生装置における
ポールブロツク５と永久磁石１ａの間に0.2mm程
度のスペース７を設けた。このスペースを設けた
目的は着磁脱磁における材料の伸縮を逃がすため
のものである。ポールブロツク５は１例としてつ
つみ型とし中央部がくびれた形状で、かつ、その
最小の直径を有する部分に試料空間６を設けた。
永久磁石１ａ，１ｂは起磁力を発生するところ
であり全磁路を磁化するに必要なエネルギー積と
寸法を有するアルニコＶ系の磁石を用いた。ヨー
ク４およびボルト８ａ、８ｂは電磁軟鉄製とし
た。ポールブロツク５は高飽和磁束密度材である
Ｆe−Ｃp系合金磁性材料を用いた。ポールブロツ
ク５は中央部で磁化の強さ４μＩが24100ガウス
（以下Ｇとする）に到達するよう中央部に向つて
しぼつたものを使用した。ポールブロツクの中央
部の直径は40mmで、そこに直径10mmの円形断面の
貫通した真すぐな穴を磁束の流れる方向に垂直
で、かつその中心軸がポールブロツクの中心軸を
通るように設けた。磁路を構成した後、ヨーク部
分４′にコイルを巻き直流電流で着磁した。着磁
によつて１ａ、１ｂは起磁力発生部となり、その
起磁力によつてポールブロツクが磁化され、試料
空間６に磁界が発生した。第１図に示す如くポー
ルブロツクなしで本磁石を着磁したときに得られ
る空隙磁界はギヤツプ（１cm）中心部で強さが
5650Oeであつた。これに対して本発明磁石装置
のポールブロツクに設けた試料空間の中の磁界は
孔の中央部で磁界強さ9650Oeが得られた。試料
空間内部の磁界変動率は孔の中央部直径５mm長さ
10mmで0.01％／cmであつた。さらに孔の直径を20
mmとしたものの磁界変動率は0.025％であつた。
であり全磁路を磁化するに必要なエネルギー積と
寸法を有するアルニコＶ系の磁石を用いた。ヨー
ク４およびボルト８ａ、８ｂは電磁軟鉄製とし
た。ポールブロツク５は高飽和磁束密度材である
Ｆe−Ｃp系合金磁性材料を用いた。ポールブロツ
ク５は中央部で磁化の強さ４μＩが24100ガウス
（以下Ｇとする）に到達するよう中央部に向つて
しぼつたものを使用した。ポールブロツクの中央
部の直径は40mmで、そこに直径10mmの円形断面の
貫通した真すぐな穴を磁束の流れる方向に垂直
で、かつその中心軸がポールブロツクの中心軸を
通るように設けた。磁路を構成した後、ヨーク部
分４′にコイルを巻き直流電流で着磁した。着磁
によつて１ａ、１ｂは起磁力発生部となり、その
起磁力によつてポールブロツクが磁化され、試料
空間６に磁界が発生した。第１図に示す如くポー
ルブロツクなしで本磁石を着磁したときに得られ
る空隙磁界はギヤツプ（１cm）中心部で強さが
5650Oeであつた。これに対して本発明磁石装置
のポールブロツクに設けた試料空間の中の磁界は
孔の中央部で磁界強さ9650Oeが得られた。試料
空間内部の磁界変動率は孔の中央部直径５mm長さ
10mmで0.01％／cmであつた。さらに孔の直径を20
mmとしたものの磁界変動率は0.025％であつた。
第４図に示すヘルムホルツ形のコイルを用いて
ポールブロツクの外周部の磁界を強めることによ
り試料空間の中央部の磁界変動率は0.008％／cm
であつた。
ポールブロツクの外周部の磁界を強めることによ
り試料空間の中央部の磁界変動率は0.008％／cm
であつた。
実施例 ２
本発明の磁界発生装置の構造を第５図に示す。
ポールブロツク５は電磁石のポールピース２
ａ、２ｂの間に固定した。電磁石ポールピースは
先端直径50mmでしぼり角は60゜とした。ポールブ
ロツク５の大きさは直径50mmで長さは30mmであ
り、中央に直径10mmの円形断面の貫通孔６を実施
例１と同様に設けた。電磁石コイル１０ａ、１０
ｂに電流を流したときの磁界を第６図に示す。曲
線Ａはポールブロツク５を置かないときのポール
ピース空隙（距離１cm）の磁界強さであり、曲線
Ｂはポールブロツク５に設けた孔の中の磁界強さ
である。電磁石コイル１０ａ、１０ｂに流す電流
によつて試料空間磁界強さとポールピース空隙磁
界強さの比は異なるが、本発明の空間磁界の方が
大きく、かつ、コイル電流の大きいところでは磁
界の均一性もよいことが確認された。コイル電流
１０Ａにおけるポールピース平行空隙磁界の変動
率は0.04％／cmであるが本発明の空間磁界の均一
度は0.01％／cmであつた。本発明の空間磁界の均
一度を改善する目的でポールブロツクの外側にヘ
ルムホルツ形のコイル１１ａ、１１ｂを置き、電
流補正を行なつた結果0.002％／cmの磁界変動率
が得られた。
ａ、２ｂの間に固定した。電磁石ポールピースは
先端直径50mmでしぼり角は60゜とした。ポールブ
ロツク５の大きさは直径50mmで長さは30mmであ
り、中央に直径10mmの円形断面の貫通孔６を実施
例１と同様に設けた。電磁石コイル１０ａ、１０
ｂに電流を流したときの磁界を第６図に示す。曲
線Ａはポールブロツク５を置かないときのポール
ピース空隙（距離１cm）の磁界強さであり、曲線
Ｂはポールブロツク５に設けた孔の中の磁界強さ
である。電磁石コイル１０ａ、１０ｂに流す電流
によつて試料空間磁界強さとポールピース空隙磁
界強さの比は異なるが、本発明の空間磁界の方が
大きく、かつ、コイル電流の大きいところでは磁
界の均一性もよいことが確認された。コイル電流
１０Ａにおけるポールピース平行空隙磁界の変動
率は0.04％／cmであるが本発明の空間磁界の均一
度は0.01％／cmであつた。本発明の空間磁界の均
一度を改善する目的でポールブロツクの外側にヘ
ルムホルツ形のコイル１１ａ、１１ｂを置き、電
流補正を行なつた結果0.002％／cmの磁界変動率
が得られた。
実施例 ３
実施例１で示した磁界発生装置を用い、試料空
間を幾何学的図形の中心からのずれ、すなわち偏
心誤差として例えば試料空間直径10mmの円の孔で
ある場合10μとすると、（偏心誤差1/1000）その
磁界変動率が0.01％で良好であつた。しかし偏心
誤差が1/1000を越えると磁界変動率が大きくなる
ことが確認された。
間を幾何学的図形の中心からのずれ、すなわち偏
心誤差として例えば試料空間直径10mmの円の孔で
ある場合10μとすると、（偏心誤差1/1000）その
磁界変動率が0.01％で良好であつた。しかし偏心
誤差が1/1000を越えると磁界変動率が大きくなる
ことが確認された。
実施例 ４
実施例１で示した磁界発生装置を用い、直径10
mmの貫通孔を有するポールブロツクの磁化状態に
よる空間磁界変動率を検討した。その結果飽和磁
束密度の90％では空間磁界変動率は0.020％、95
％では0.008％、99％では0.005％となり、特に飽
和磁束密度の95％以上の磁化状態で試料空間の磁
界変動率が著しく向上することが確認された。
mmの貫通孔を有するポールブロツクの磁化状態に
よる空間磁界変動率を検討した。その結果飽和磁
束密度の90％では空間磁界変動率は0.020％、95
％では0.008％、99％では0.005％となり、特に飽
和磁束密度の95％以上の磁化状態で試料空間の磁
界変動率が著しく向上することが確認された。
以上の説明に示す如く、本発明の均一磁界装置
は一例として磁気共鳴装置における強力かつ均一
な空間磁界を必要とする装置に有用であり著しく
すぐれた果を発揮することが確認された。
は一例として磁気共鳴装置における強力かつ均一
な空間磁界を必要とする装置に有用であり著しく
すぐれた果を発揮することが確認された。
第１図は磁気共鳴装置の原理を示すブロツク
図、第２図は従来の磁気共鳴装置の分極磁界装置
部の構成図、第３〜第５図は本発明の一実施例を
示す均一磁界発生装置の構成図、第６図は第５図
の磁界発生装置を用いて測定した電磁コイル電流
と磁界強さとの関係を示す関係図である。 １ａ，１ｂ……磁石、２ａ，２ｂ……ポールピ
ース、３……空隙、４……ヨー、５……ポールブ
ロツク、６……試料空間、７……スペース、８…
…ボルト、９ａ，９ｂ……着磁コイル、１０ａ，
１０ｂ……電磁石コイル、１１ａ，１１ｂ……ヘ
ルムホルツコイル、１２……磁気共鳴用試料、１
３……高周波発振器、１４……高周波磁界発生コ
イル、１５……検出表示器。
図、第２図は従来の磁気共鳴装置の分極磁界装置
部の構成図、第３〜第５図は本発明の一実施例を
示す均一磁界発生装置の構成図、第６図は第５図
の磁界発生装置を用いて測定した電磁コイル電流
と磁界強さとの関係を示す関係図である。 １ａ，１ｂ……磁石、２ａ，２ｂ……ポールピ
ース、３……空隙、４……ヨー、５……ポールブ
ロツク、６……試料空間、７……スペース、８…
…ボルト、９ａ，９ｂ……着磁コイル、１０ａ，
１０ｂ……電磁石コイル、１１ａ，１１ｂ……ヘ
ルムホルツコイル、１２……磁気共鳴用試料、１
３……高周波発振器、１４……高周波磁界発生コ
イル、１５……検出表示器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 対向して配置された一対の強磁界発生用磁極
と、該磁極間の空間を実質的に埋めるように挿入
された１個のポールブロツクとを有し、前記磁極
間の中間位置に前記磁極間を結ぶ中心軸を通る試
料空間を前記ポールブロツクに設けたことを特徴
とする均一磁界発生装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記ポール
ブロツクは前記試料空間の中心と前記磁極との間
の構造が前記中心に対して左右対称形であること
を特徴とする均一磁界発生装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記ポール
ブロツクは前記試料空間を有する位置で、磁束の
流れる方向に垂直な切断面における断面積が最小
であることを特徴とする均一磁界発生装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50054577A JPS51131389A (en) | 1975-05-12 | 1975-05-12 | Device for uniform polarized magnetic field |
| US05/683,280 US4122386A (en) | 1975-05-12 | 1976-05-05 | Uniform magnetic field generating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50054577A JPS51131389A (en) | 1975-05-12 | 1975-05-12 | Device for uniform polarized magnetic field |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51131389A JPS51131389A (en) | 1976-11-15 |
| JPS6123502B2 true JPS6123502B2 (ja) | 1986-06-06 |
Family
ID=12974543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50054577A Granted JPS51131389A (en) | 1975-05-12 | 1975-05-12 | Device for uniform polarized magnetic field |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4122386A (ja) |
| JP (1) | JPS51131389A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019088063A1 (ja) | 2017-10-30 | 2019-05-09 | ダイセルポリマー株式会社 | 電磁波遮蔽吸収性成形体 |
| WO2019088062A1 (ja) | 2017-10-30 | 2019-05-09 | ダイセルポリマー株式会社 | 電磁波遮蔽性成形体 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0121367B1 (en) * | 1983-03-30 | 1990-05-23 | Picker International Limited | Nuclear magnetic resonance imaging apparatus |
| US4673882A (en) * | 1984-03-06 | 1987-06-16 | Buford J Philip | Magnetic system for nuclear magnetic resonance diagnostic device |
| US4675609A (en) * | 1985-09-18 | 1987-06-23 | Fonar Corporation | Nuclear magnetic resonance apparatus including permanent magnet configuration |
| DE3616078A1 (de) * | 1986-05-13 | 1987-11-19 | Bruker Analytische Messtechnik | Elektromagnetsystem fuer die kernspintomographie |
| US4766378A (en) * | 1986-11-28 | 1988-08-23 | Fonar Corporation | Nuclear magnetic resonance scanners |
| US5134374A (en) * | 1989-06-01 | 1992-07-28 | Applied Superconetics | Magnetic field control apparatus |
| US5097240A (en) * | 1989-06-16 | 1992-03-17 | Sumitomo Special Metal Co., Ltd. | Magnetic field generating device for esr system |
| US5142232A (en) * | 1989-10-09 | 1992-08-25 | Sumitomo Special Metal Co., Ltd. | Electron spin resonance system |
| US5117188A (en) * | 1990-10-29 | 1992-05-26 | General Atomics | Quasi-open magnet configuration for use in magnetic resonance imaging |
| US5414399A (en) * | 1991-12-19 | 1995-05-09 | Applied Superconetics, Inc. | Open access superconducting MRI magnet having an apparatus for reducing magnetic hysteresis in superconducting MRI systems |
| US5412363A (en) * | 1991-12-20 | 1995-05-02 | Applied Superconetics, Inc. | Open access superconducting MRI magnet |
| US5855555A (en) * | 1997-01-06 | 1999-01-05 | Crowely; Christopher W. | MRI system and method for imaging skin |
| JP3923300B2 (ja) * | 2001-11-27 | 2007-05-30 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 走査型プローブ顕微鏡 |
| US7215123B2 (en) * | 2004-05-05 | 2007-05-08 | New York University | Method, system storage medium and software arrangement for homogenizing a magnetic field in a magnetic resonance imaging system |
| JP4118844B2 (ja) * | 2004-07-26 | 2008-07-16 | 株式会社日立製作所 | Ｎｍｒ磁場安定化装置および方法 |
| US20070187613A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-16 | Kahilainen Jukka O | Method for supporting an electrode |
| US7759938B2 (en) * | 2007-02-05 | 2010-07-20 | Morpho Detection, Inc. | Apparatus and method for varying magnetic field strength in magnetic resonance measurements |
| JP4761483B2 (ja) * | 2009-03-10 | 2011-08-31 | 株式会社東栄科学産業 | 電磁石、磁場印加装置および磁場印加システム |
| CN103247407A (zh) * | 2013-05-17 | 2013-08-14 | 中国科学院物理研究所 | 一种磁场发生器 |
| CN104505211A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-08 | 北京北冶功能材料有限公司 | 一种复合结构磁路及其制备方法 |
| CO2016006122A1 (es) * | 2016-12-29 | 2018-07-10 | Univ Eafit | Electroimán dipolar tipo h que incluye un circuito magnético paralelepípedo recto de acero con las aristas interiores redondeadas |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2394724A (en) * | 1946-02-12 | Method of forming meter magnet | ||
| US2833989A (en) * | 1958-05-06 | Long scale electrical instruments | ||
| US3030556A (en) * | 1957-10-18 | 1962-04-17 | Fairey Aviat Ltd | Nuclear magnetic resonance detectors |
| US3535619A (en) * | 1968-02-28 | 1970-10-20 | Kennecott Copper Corp | Shell-type transformer instrument for determining the amount of magnetic material in a substance wherein a sample of the substance functions as the center leg of the transformer |
-
1975
- 1975-05-12 JP JP50054577A patent/JPS51131389A/ja active Granted
-
1976
- 1976-05-05 US US05/683,280 patent/US4122386A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019088063A1 (ja) | 2017-10-30 | 2019-05-09 | ダイセルポリマー株式会社 | 電磁波遮蔽吸収性成形体 |
| WO2019088062A1 (ja) | 2017-10-30 | 2019-05-09 | ダイセルポリマー株式会社 | 電磁波遮蔽性成形体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51131389A (en) | 1976-11-15 |
| US4122386A (en) | 1978-10-24 |
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