專利名稱：永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體。
核磁共振波譜儀磁體有三種磁體可采用，即電磁鐵、超導(dǎo)磁體和永久磁體。磁體是核磁共振波譜儀的重要部件，它提供一個(gè)均勻的靜磁場(chǎng)。在共振頻率90MHz以下的譜儀磁體常采用永久磁體。因?yàn)殡姶盆F的功率消耗很大，超導(dǎo)磁體附屬設(shè)備復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。永久磁體因其工作可靠、價(jià)格較低、不需要寵大的配套設(shè)備，工藝簡(jiǎn)單、體積小、輕便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。但目前核磁共振波譜儀永磁體，是用鋁鎳鈷的永磁材料制作，主要問題是體積大，重量重，成本高，運(yùn)輸、攜帶不便。例如西德BRUKER公司設(shè)計(jì)制造的minispecpc120譜儀磁體，工作間隙25毫米，磁場(chǎng)強(qiáng)度0.47特斯拉，以鋁鎳鈷永磁材料做磁源，磁體重達(dá)80公斤。
中國專利CH85103498“高均勻度磁場(chǎng)和永磁磁體”，CH89106300.5“大氣隙高均勻度永磁體”、CH89211502.5“節(jié)能電磁體”、CH90207606.X“復(fù)合永久磁體”，上述專利都未涉及到核磁共振波譜儀中采用釹鐵硼磁體。
本發(fā)明的目的是改進(jìn)前述磁體的材料，提供了一種永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、性能穩(wěn)定。
本發(fā)明由釹鐵硼永磁材料，二塊極板，二塊軛鐵，二個(gè)極頭，一對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度補(bǔ)償線圈，二套極頭工作極面平行度調(diào)節(jié)裝置和四個(gè)磁分流微調(diào)螺釘組成。其特征是磁體橫斷面有水平和垂直兩條對(duì)稱軸線，外輪廓為矩形。磁塊垛采用了去磁特性比較線性的釹鐵硼永磁材料，由相同尺寸的正方形磁塊對(duì)稱地碼裝在極板與極頭之間。和磁化方向垂直的磁塊垛截面積與吸合在磁塊垛表面極頭底表面積相等。工作間隙由左右極頭相隔而成。極頭工作極面直徑為工作間隙的4～6倍。工作區(qū)在工作間隙的中部。兩個(gè)極頭底部旋有非磁性合金鋁板，并與螺栓、螺栓端蓋構(gòu)成極頭工作極面平行度調(diào)節(jié)裝置。四個(gè)磁分流微調(diào)螺釘分別對(duì)稱旋在左右磁塊垛外側(cè)面的中心線上。緊貼左右磁塊垛的外側(cè)面上，套有用于調(diào)節(jié)工作間隙內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度的補(bǔ)償線圈。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)磁塊垛采用釹鐵硼稀土永磁材料做磁源。磁力線從極板中通過，與釹鐵硼磁塊垛、極頭、軛鐵構(gòu)成磁回路。磁路采用漏磁系數(shù)小，磁屏蔽性能好的箱形結(jié)構(gòu)，以獲得更高的磁通量利用率。極板上旋有兩個(gè)螺釘，用于磁場(chǎng)強(qiáng)度分流的微調(diào)，每個(gè)螺釘旋進(jìn)、旋出，由于磁分流原理而改變工作間隙內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度。另有四個(gè)沉孔，用于連接軛鐵。
磁場(chǎng)強(qiáng)度補(bǔ)償線圈是由導(dǎo)線繞制在線圈框架外形成，在導(dǎo)線中通過一定強(qiáng)度的直流電流后，產(chǎn)生一個(gè)直流磁場(chǎng)，用于主磁場(chǎng)強(qiáng)度的補(bǔ)償。
調(diào)節(jié)裝置是由調(diào)節(jié)板、調(diào)節(jié)螺栓、調(diào)節(jié)螺栓端蓋組成。調(diào)節(jié)板用螺紋固定在極頭上，四個(gè)調(diào)節(jié)螺栓穿過極板上螺孔連接調(diào)節(jié)板，用來調(diào)整極頭工作極面的平行度，達(dá)到調(diào)整磁場(chǎng)均勻度的目的。
釹鐵硼永磁磁塊垛是磁體的恒定磁場(chǎng)源。碼裝在極板上的磁塊垛通過極板、軛鐵、極頭在工作間隙內(nèi)形成恒定的靜磁場(chǎng)。


圖1是永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體正視圖。
圖2是永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體左視圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述根據(jù)圖1圖2可知，碼裝在極板(5)上釹鐵硼磁塊垛(10)通過極板(5)、軛鐵(6)、極頭(8)在工作間隙內(nèi)形成恒定的靜磁場(chǎng)。將磁場(chǎng)強(qiáng)度補(bǔ)償線圈(11)套在粘合好的釹鐵硼磁塊垛(10)外部。磁場(chǎng)強(qiáng)度補(bǔ)償線圈是由導(dǎo)線繞制在線圈框架外，在導(dǎo)線中通過一定強(qiáng)度的直流電流后，在工作間隙內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)直流磁場(chǎng)，用于主磁場(chǎng)強(qiáng)度的補(bǔ)償。把極頭(8)底面吸合在釹鐵硼磁塊垛(10)表面，極頭(8)是改善工作間隙內(nèi)磁場(chǎng)均勻性。再把極頭工作極面調(diào)節(jié)板(7)用螺紋連接并固定在極頭(8)的底部。極頭(8)工作極面直徑125毫米、工作間隙25毫米時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.47特斯拉，工作間隙內(nèi)磁場(chǎng)不均勻度在直徑10毫米、高20毫米體積內(nèi)小于10PPM。然后將四個(gè)極頭工作極面平行度調(diào)節(jié)螺栓(2)分別穿進(jìn)極板(5)上的螺孔中并與極頭工作極面調(diào)節(jié)板(7)上的四個(gè)螺孔連接。再將四個(gè)調(diào)節(jié)螺栓端蓋(3)用端蓋固定螺釘(4)固定在極板(5)上。極板(5)上另鉆有螺孔，螺孔旋有磁分流微調(diào)螺釘(9)。將軛鐵(6)一端面用固定螺釘(1)固定在一塊極板(5)上，然后再用固定螺釘(1)將另一塊極板固定在軛鐵(6)另一端面，即確定了磁體兩極面的工作間隙。
核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體工作間隙可在10～50毫米之間，相對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化可在0.23～1.18特斯拉。
極板、軛鐵是由純鐵加工而成。極頭由純鐵棒鍛打加工而成，其工作極面經(jīng)粗磨、光學(xué)研磨。極頭工作極面平行度調(diào)節(jié)裝置是由非磁性材料加工而成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工安裝方便，體積小，重量輕，成本低，運(yùn)輸攜帶方便。當(dāng)工作間隙25毫米，磁場(chǎng)強(qiáng)度0.47特斯拉時(shí)，在直徑10毫米、高20毫米園柱形體積內(nèi)，磁場(chǎng)不均勻度小于10ppm。以釹鐵硼做磁源的磁體，總重量接近40公斤。還特別適用于德國BRUKER(布魯克)公司的Minispecpc100，MinispecPc120等系列核磁共振波譜儀產(chǎn)品的配套使用。
權(quán)利要求
1.一種永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體，它包括極板、軛鐵、極頭、磁場(chǎng)強(qiáng)度補(bǔ)償線圈、調(diào)節(jié)裝置等組成，其特征是磁塊垛采用釹鐵硼永磁材料做磁源，由相同尺寸的正方形磁塊對(duì)稱地碼裝在極板與極頭之間，和磁化方向垂直的磁塊垛截面與吸合在磁塊垛表面的極頭底表面積相等，磁力線從極板中通過，與釹鐵硼磁塊垛、極頭、軛鐵構(gòu)成磁回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體，其特征是在極板上鉆有螺孔，螺孔旋有磁分流微調(diào)螺釘和極頭工作極面平行度調(diào)節(jié)螺栓、調(diào)節(jié)螺栓端蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體，其特征是釹鐵硼磁體兩極面的工作間隙距離在10～50毫米，相對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化在0.23～1.18特斯拉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁式核磁共振波譜儀釹鐵硼磁體，它由極板，軛鐵、極頭、磁場(chǎng)強(qiáng)度補(bǔ)償線圈、調(diào)節(jié)裝置等組成。其特征是磁塊垛采用釹鐵硼永磁材料做磁源，由相同尺寸的正方形磁塊對(duì)稱地碼裝在極板與極頭之間。極頭工作極面直徑125毫米，工作間隙25毫米，磁場(chǎng)強(qiáng)度0.47特斯拉。工作間隙內(nèi)磁場(chǎng)不均勻度在直徑10毫米、高20毫米圓柱形體積內(nèi)小于10PPM。該磁體性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工安裝方便，體積小，重量輕，運(yùn)輸攜帶方便。
文檔編號(hào)G01R33/38GK1086605SQ9211245
公開日1994年5月11日 申請(qǐng)日期1992年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月5日
發(fā)明者肖圣前, 張銘深, 喻啟生 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院武漢波譜公司