SU928210A1 - Датчик сигнала магнитного резонанса - Google Patents

Description

(54) ДАТЧИК СИГНАЛА МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Изобретение относитс  к радиоспектроскопии и кРожет -быть использовано в спектрометрах магнитного резонанса, а также в различных радиотехнических и измерительных устройствах на основе магнитного резонанса .

Известен датчик сигнала магнитного .резонанса, состо щий из передающей катушки, приемной катушки, расположенной внутри передающей катушки , системы механической регулировки разв зки между катушками .

Однако это устройство имеет следующие недостатки. Сильна  емкостна  св зь между приемной и передающе-й катушками не дает возможности получить высокие степени разв зки на выходе устройства, В этом устройстве отсутствует регулировка ширЬкополос;ной компоненты наводки в приемной катушке, поэтому разв зка обеспечиваетс  в узкой полосе частот. Механическа  регулировка разв зки сложна в изготовлении и малонадежна .

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению  вл етс  датчик сигнаша магнитного резонанса , содержащий передающий резонансный контур, внутри которого расположена приемна  катушка, регулируемые емкости возбуждени , регулируемые емкости настройки, соединенные параллельно передающему резонансному контуру,

В этой конструкции датчик содержит передающую систему в виде полоскового резонатора, возбуждаемого

10 регулируемыми емкост ми, приемную катушку. К разомкнутому концу токонесущей полоски резонатора подключена емкость укорочени  2.,

Однако в этом устройстве с пони15 жением частоты чувствительность Датчика уменьшаетс , т.е. диапазон рабочих частот ограничен. Это.вызвано уменьшением добротности полосковогр резонатора при увеличении ем20 кости укорочени . Снижение рабочей частоты без увеличени  емкости укорочени  приводит к значительному увеличению размеров резонатора и датчика в целом.

25

Введенна  в датчике электронна  регулировка широкополосной компоненты наводки.недостаточно эффективна, так как не устран ет резонансную . кс 4поненту наводки в приемной . катушке (вызванную индуктивной, св зью

приемной и передающей системы). Эта ксмпонента возникает, например, при смене одного образца другим, отличаю1цимс  малгнитоэлектрическими характеристиками .

В данном датчике приемна  катушка удалена от разомкнутого конца токонесущей полоски дл  уменьшени  электрической наводки. Это приводит к увеличению габаритов датчика.

Цель изобретени  - расширение чаjTOTHoro диапазона, увеличение эффе (тивности регулировок, уменьшение габаритов датчика.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный датчик магнитнго резонанса, содержащий передающий резонансный контур, внутри которого расположена приемна  катушка, регулируемые емкости возбуждени , регулируемые емкости настройки, соединенные параллельно передающему резонансному контуру, дополнительно введены петли индуктивной св зи, а передающий резонансный контур выполнен в виде свернутой в рулон провод щей ленты, внутренний конец которой заземлен, а наружный конец соединен с регулируемыми емкост ми настройки и регулируемыми емкост ми возбуждени  через петли индуктивной св зи, причем петли индуктивной св зи имеют противоположное направление намотки друг относительно друга и расположены с разных сторон от приемной катушки симметрично оси пе редающего резонансного контура.

На фиг.1 приведен датчик, общий ,вид; на фиг.2 - схема, по сн юща  прин1 ип действи  электронных регулировок .

датчик состоит из передающего резонансного контура 1, представл ющего собой скрученную в рулон провод щую ленту, витки которой диэлектрически разделены, внутренний конец которой соединен с экраном 2 с помощью проводника 3. Наружный конец ленты соединен через петли индуктивной св зи 4 и 5 с регулируемыми емкост ми возбуждени  б и регулируемыми емкост ми настройки 7, включенными параллельно передающему резонансному контуру 1. Петли индуктивной св зи 5 и 4 имеют взаимно противоположное направление намотки . Приемна  катушка 8 расположена в центре симметрии передающего резонансного контура 1. Оси передающего резонансного контура 1 и приемной катушки 8 ортогональны. Ампулы 9 с образцом размещена внутри приемной катушки 8. Смена образца осуществл етс  через отверстие в передаиющем резонансном контуре 1 и экране 2.

Устройство работает следующим образом.

На вход датчика подаетс  радиочастотный сигнал, который через регулируемые емкости возбуждает параллельный контур, состо щий из передающего резонансного контура 1 и регулируемых емкостей настройки 7. Из-за неидеальной ортогональности осей передающего резонансного контура 1 и приемной катушки 8, а также вследствие емкостной наводки со входа на выход датчика просачиваетс  незначительный сигнал.

Это остаточное напр жение компенсируетс  изменением регулируемой емкос1и возбуждени  6 и регулируемых емкостей настройки. Мс1гнитное поле прикладываетс  перпендикул рно широкой стенке датчика (показано на

Q фиг.1). При выполнении условий магнИтного резонанса на выходе датчика по вл етс  сигнал спиновой индукции, вызванный прецессией спинов образца.

Смена одного образца другим, от5 личающимс  электрическими характеристиками , приводит к нарушению баланса на выходе датчика. Компенса.уи  широкополосной компоненты сигнала разбаланса в приемной катушке осуществл етс  с помощью регулируемых емкостей возбуждени  6. Применение регулируемых емкостей настройки 7 дает возможность компенсировать резонансную кс 4поненту разбаланса.

5 Дл  расширени  диапазона регулировок как широкополосной, так и реЗонансной компоненты примен ютс  петли индуктивной св зи 4 и 5 между передающим резонансным контуQ ром 1 и приемной катушкой 8. Ток в каждой петле св зи , J состоит из широкополосного 1у, ij и резонансного i, ig тока (см. фиг.2). Изза противоположного направлени  намотки петель индуктивной св зи ток У( индуцирует в приемной катушке ЭДдС противоположной фазы, чем ток . При и и одинаковых геометрических параметрах петель суммарна  ЭДС компенсации равна нулю. Фаза каждой составл ющей i/ и i- измен етс  на противоположную, когда

величина отношени  --- и-

С С

5 проходит через единицу. Изменение емкостей С, С. и С , Ci, осуществл етс  дифференциально дл  сохранени  неизменными как условий возбуждени  передающего резонансного контуС fisif так и его резонансной частоты, Расположение приемной катушки на оси передающего резонансного контура на равном удалении от ее краев обеспечивает наименьшую емкостную народ -

Claims (2)

1. 5 ку на выходе и наибольшую садноргъ ность магнитной составл ющей радиочастотного пол  в образце. Расположение петель индуктивной св зи с разных сторон от прием ой катушки необходимо дл  устранени  взаимной св зи магнитных потоков пе таль и обеспечивает независимость регулировок. Приемущества датчика перед известными конструкци ми реализуютс  за счет применени  в качестве передающего контура свернутой в рулон провод щей ленты. Добротность передмо1цего резонансного контура пред лагаемого типа, имеющего много витков выше добротности укороченного полоскового резонатора, имеющего длину токонесущей полоски, равную длине ленты. Магнитна  составл юща  возбуждени  ВЧ пол  сконцентрирована в объеме приемной катушки. Это позвол ет повысить чувствительность датчика в диапазоне частот 1-20 мГц на 8-10 дБ по сравнению с известным Кроме того, приемна  катушка расположена у заземленного конца , имеющего нулевой потенциал,, и хорош экранирована витками ленты от другого конца, имеющего большой электрический потенциал. Эта экранировка достигаетс  без увеличени  разме ров передающей системы и позвол ет уменьшить размеры датчика практичес ки до размеров приемной катушки. . В предлагаемом устройстве устранен фарадеевский экран, что дополнитель . но упрЪщает конструкцию. Использование новых элементов (скрученной в рулон провод щей лен ты в качестве передающего резонансного контура датчика, регулируемых емкостей настройки контура, пе тель индуктивной св зи с приемной катушкой) позвол ет расширить диапазон рабочих частот датчика, умен шить его габариты, повысить эффективность регулировок, что расшир ет функциональные возможности датчика . Формула изобретени  Датчик сигнала магнитного резонанса , содержащий передающий резонансный контур, внутри которого расположена приемна  катушка, регулируемые емкости возбуждени , регулируемые емкости настройки, соединенные параллельно передающему резонансному контуру, отличающий с   тем, что, с целью уменьшени  габаритов и расширени  функциональных возможностей путем расширени  частотного диапазона и увеличени  эффективности регулировки, в него дополнительно введены пет.ли индуктивной св зи, а передающий резо- нансный контур выполнен в виде свернутой в рулон провод щей ленты, внутренний конец которой заземлен, а наружный конец соединен с.регули- . руемыми емкост ми настройки и регулируемыми емкост ми возбуждени  через петли индуктивной св зи, причем петли индуктивной св зи имеют противоположное направление намотки друг относительно друга и расположены с разных сторон от приемной катушки симметрично оси передающего резонансного контура. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Arno -d 7 .Т., Magnetic Resonance of Protons in .Phys . Rev. , 1956, v. 102,p. 136.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 721735, кл. G 01 N 27/78,1980 (прототип ) .