一種用于核磁共振教學實驗儀器的工字形永磁鐵裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于教學實驗儀器【技術領域】，具體為一種用于核磁共振教學實驗儀器的工字形永磁鐵裝置。本實用新型裝置包括磁鐵框架、亥姆霍茲線圈對、純鐵極靴、釹鐵硼磁鋼、可調節磁軛、內六角螺釘、調節鎖緊螺釘和調節外頂螺釘；本裝置通過磁軛上六個調節螺絲來精細調節磁場均勻度；通過兩組亥姆霍茲線圈來進一步達到勻場和調場的作用；釹鐵硼磁鋼經過篩選配對，純鐵磁軛經過精細研磨，來保證磁鐵裝置組件高均勻度。本裝置安裝方便、均勻度高，可以用于教學領域連續波核磁共振、脈沖核磁共振以及核磁共振成像實驗儀中。
【專利說明】—種用于核磁共振教學實驗儀器的工字形永磁鐵裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于教學實驗儀器【技術領域】，具體涉及一種用于核磁共振教學實驗儀器的工字形永磁鐵裝置。

【背景技術】
[0002]核磁共振教學實驗在高等院校的近代物理實驗以及普通物理實驗中一直都是一個重要的內容，而核磁共振實驗儀的核心部件是一個能夠提供適當強度、均勻性好、穩定性強的磁鐵，隨著稀土材料應用的發展，以釹鐵硼磁鋼為主體的永磁鐵裝置越來越受到重視，并得到了廣泛的研究和應用。所以，目前國內教學儀器領域，絕大多數都是用釹鐵硼永磁鐵裝置做成的低場核磁共振實驗儀器。


【發明內容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種用于核磁共振實驗教學儀器中的穩定度高、均勻性好、安裝調節方便的永磁鐵裝置。
[0004]本實用新型所提供的一種用于核磁共振教學實驗儀器的工字形永磁鐵裝置，包括磁鐵框架1、亥姆霍茲線圈對2、純鐵極靴3、釹鐵硼磁鋼4、可調節磁軛5、內六角螺釘6、調節鎖緊螺釘7和調節外頂螺釘8，其中:
[0005]2個可調節磁軛5分別穿過磁鐵框架I左右兩側對應的兩個圓孔，并由調節鎖緊螺釘7固定在磁鐵框架I上，檢測配對完成的兩個釹鐵硼磁鋼4安裝在兩個可調節磁軛5的對應端，并保證圓端對齊；兩個純鐵極靴3安裝在兩個釹鐵硼磁鋼4的對應端，仍舊保證圓端對齊；亥姆霍茲線圈對2套在兩個純鐵極靴3上，其中，并一組亥姆霍茲線圈接成調場形式，另一組亥姆霍茲線圈接成勻場形式；內六角螺釘6位于磁鐵框架I的四角、可調節磁軛5的兩端，用于調節磁鐵均勻度(具體可通過核磁共振尾波信號，將磁鐵均勻度調至5ppm)；每個可調節磁軛5有3個調節鎖緊螺釘7固定，3個調節鎖緊螺釘7在可調節磁軛5邊緣均勻分布，另外有3個外頂螺釘8在可調節磁軛5邊緣均勻分布，調節鎖緊螺釘7和外頂螺釘8交叉設置；調節鎖緊螺釘7和外頂螺釘8用于調節磁場均勻度。
[0006]本實用新型中，所述亥姆霍茲線圈對2兩種連接方式可以產生調場和勻場兩種作用。
[0007]本實用新型中，通過磁軛上六個螺釘的精細調節，使得磁場均勻度明顯提高。
[0008]本實用新型中，所述釹鐵硼磁鋼4是通過計算機掃描測量磁表磁場來進行篩選，并根據測量數據將磁鋼兩兩配對，以保證磁場均勻性。
[0009]本實用新型中，所述純鐵極靴3是通過專用研磨機進行精細研磨，使得純鐵表面高度平整，安裝在釹鐵硼磁鋼端面，使得中間空氣隙磁場高度均勻。
[0010]本實用新型的優點在于，通過釹鐵硼磁鋼篩選配對和純鐵磁軛研磨技術保證工字型永磁鐵裝置安裝時能夠達到相對磁場均勻要求，當釹鐵硼磁鋼和純鐵磁軛安裝完成后，通過連續波核磁共振信號來調節六個調節螺絲，使得磁場均勻度達到儀器要求。最后再通過亥姆霍茲線圈進行調場和勻場調節。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的工字形永磁鐵裝置結構示意圖。其中，左圖為剖面圖，右圖為俯視圖。
[0012]圖2為兩個亥姆霍茲線圈對在磁鐵中心產生調場和勻場作用示意圖。
[0013]圖3為釹鐵硼磁鋼表磁測量挑選方法示意圖。
[0014]圖4為純鐵極靴研磨裝置示意圖。
[0015]圖中標號:1為磁鐵框架、2為亥姆霍茲線圈對、3為純鐵極靴、4為釹鐵硼磁鋼、5為可調節磁軛、6為磁鐵框架固定內六角螺釘、7為調節鎖緊螺釘、8為外頂螺釘；9為純鐵極靴固定裝置，10為研磨盤。

【具體實施方式】
[0016]本實用新型所提供的一種用于核磁共振教學實驗儀器的工字形永磁鐵裝置，包括磁鐵框架1、亥姆霍茲線圈對2、純鐵極靴3、釹鐵硼磁鋼4、可調節磁軛5、磁鐵框架固定內六角螺釘6、磁場均勻度調節鎖緊螺釘7和磁場均勻度調節外頂螺釘8，其中:
[0017]可調節磁軛5穿過磁鐵框架I左右兩個圓孔，并通過磁場均勻度調節鎖緊螺釘7固定在磁鐵框架I上，檢測配對完成的釹鐵硼磁鋼4安裝在磁軛5的對應端，并保證圓端對齊；經過研磨機精細研磨過的純鐵磁頭3安裝在釹鐵硼磁鋼4的兩端，仍舊保證圓端對齊；亥姆霍茲線圈對2套在兩個極靴上，兩組亥姆霍茲線圈中，一組接成調場形式，另一組接成勻場形式；最后調節磁軛兩端的內六角螺絲，通過核磁共振尾波信號，將磁鐵均勻度調至 δρρ--ο
[0018]本實用新型中，所述亥姆霍茲線圈對2兩種連接方式產生磁場如圖2所示:
[0019]“調場”選擇外側兩個線圈組成亥姆霍茲線圈對，左右兩個線圈通電流使得中心區域產生磁場方向一致，這樣在永磁鐵產生的磁場上就可以疊加一個小范圍調節的電磁場，起到調節共振磁場的作用。“勻場”選擇內側兩個線圈組成亥姆霍茲線圈對，左右兩個線圈通電流使得中心區域產生磁場方向相對，即在磁鐵中心區域產生一個梯度磁場,通過改變電流大小，可以改變梯度磁場的大小，以達到勻場的作用。
[0020]本實用新型中，所述兩個磁軛5通過鎖緊螺釘7和外頂螺釘8來調節中心磁場均勻度，其中鎖緊螺釘7三個，旋緊該螺釘可以使得磁軛向磁心方向移動，外頂螺釘8三個，旋緊該螺釘可以使得磁軛向反磁心方向移動，并且六個螺釘交叉均勻分布在磁軛5上，通過不同位置螺釘的仔細調節，可以使得磁場均勻度明顯提高。
[0021]本實用新型中，所述釹鐵硼磁鋼4是通過計算機掃描測量磁表磁場來進行篩選配對，如圖3所示，在直徑為10mm的釹鐵硼磁鋼上，標號分別為a，b, c, d, e的五個虛線位置分別為直徑10mm, 20mm, 40mm, 60mm, 80mm的同心圓，由專門儀器沿虛線位置測量表磁，得到5根表磁測量曲線，并且每根曲線可以顯示磁場大小，通過對應直徑曲線的抖動大小和磁場大小可以來選擇并配對釹鐵硼磁鋼。
[0022]本實用新型中，所述純鐵極靴3是通過專用研磨機進行精細研磨得到。如圖4所示，其中純鐵極靴固定裝置9是由五個直徑102mm的圓形空檔組成，一次可以放入五個純鐵極靴，固定裝置9上端裝有電機，可以連續均勻地轉動。研磨盤10是中間均布開槽的球墨鑄鐵制成的轉盤，底部裝有電機，也可以連續均勻地轉動。研磨時，上下電機同時轉動，研磨盤上均勻涂上研磨膏，五個純鐵極靴依靠重力作用進行研磨。
【權利要求】
1.一種用于核磁共振教學實驗儀器的工字形永磁鐵裝置，其特征在于包括磁鐵框架、亥姆霍茲線圈對、純鐵極靴、釹鐵硼磁鋼、可調節磁軛、內六角螺釘、調節鎖緊螺釘和調節外頂螺釘，其中: 2個可調節磁軛分別穿過磁鐵框架左右兩側對應的兩個圓孔，并由調節鎖緊螺釘固定在磁鐵框架上，經檢測配對的兩個釹鐵硼磁鋼安裝在兩個可調節磁軛的對應端，并保證圓端對齊；兩個純鐵極靴安裝在兩個釹鐵硼磁鋼的對應端，仍舊保證圓端對齊；亥姆霍茲線圈對套在兩個純鐵極靴上，其中，并一組亥姆霍茲線圈接成調場形式，另一組亥姆霍茲線圈接成勻場形式；內六角螺釘(6)位于磁鐵框架的四角、可調節磁軛的兩端，用于調節磁鐵均勻度；每個可調節磁軛有3個調節鎖緊螺釘固定，3個調節鎖緊螺釘在可調節磁軛邊緣均勻分布，另外有3個外頂螺釘在可調節磁軛邊緣均勻分布，調節鎖緊螺釘和外頂螺釘交叉設置；調節鎖緊螺(7)和外頂螺釘用于調節磁場均勻度。
【文檔編號】H01F7/02GK203931702SQ201420286235
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月1日 優先權日:2014年6月1日
【發明者】陳希江, 時晨 申請人:上海復旦天欣科教儀器有限公司