专利名称：用于低磁场核磁共振有源发射接收探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低磁场小型核磁共振发射接收探头，属电通信技术领域。
背景技术：
目前，在核磁共振测试仪器中，高磁场核磁共振探头一般可根据不同频率采用长度为信号波长λ四分之一的电缆，实现发射部分和接收部分的隔离。但是对于低磁场核磁共振系统来说，由于信号波长很长，发射部分和接收部分不能采用波长λ四分之一的电缆进行隔离。另外，现有的核磁共振探头一般通过四分之一波长的电缆与仪器前置放大器连接，在低磁场时，这可能对仪器的信噪比造成不良影响。综上所述，现有的核磁共振探头不适用于低磁场条件下核磁共振测试仪器使用。
发明内容
本实用新型用于克服已有技术之缺陷而提供一种适用于低磁场条件下应用的核磁共振仪器有源发射接收探头。
解决上述问题的技术方案是一种低磁场核磁共振有源发射接收探头，它由发射接口、接收接口、谐振电路、λ/4阻抗变换电路、前置放大电路组成，所述发射接口、谐振电路13、λ/4阻抗变换电路14、前置放大电路的输入输出端依次与相邻电路相连接，前置放大电路的输出端与接收接口相连接，所述λ/4阻抗变换电路由电感线圈L3、电容C3、C4组成π型阻抗变换电路，电容C3、C4的另一端接地。
上述低磁场核磁共振有源发射接收探头，所述谐振电路13由转换开关K1、发射接受线圈L1、L2、电容C1、C2组成，线圈L1、L2、电容C2组成并联谐振电路，转换开关K1的两个静触点分别与线圈L1、L2的一个端点相接，其动触点连接电容C1的一个端点，后者的另一个端点接于λ/4阻抗变换电路的输人端，所述发射接受线圈L1、L2的直径不同。
上述低磁场核磁共振有源发射接收探头，所述前置放大电路由放大器K1、耦台电容C5、C6组成，放大器K1采用RAM6放大芯片。
上述低磁场核磁共振有源发射接收探头，在发射接口后增设小信号截止电路，所述小信号截止电路由二极管D1、D2、D3、D4组成，其中，二极管D1、D3和D2、D4分成两组，每组两个二极管反向并联，而后将两组二极管再串接在一起。
上述低磁场核磁共振有源发射接收探头，所述接收保护电路由二极管D5、D6组成，它们分别以正、反向接于前置放大电路的输入端与地之间。
本实用新型可以实现在低磁场条件下对核磁共振仪器的发射部分和接收部分的隔离，设置前置放大电路提高了信噪比，更适合低磁场核磁共振仪器测试的要求，本实用型将探头的各部件集中安装在屏蔽盒内，减少了探头的辐射和外界干扰，提高了探头的使用性能。
图1是本实用新型结构示意图；图2是本实用新型电原理图；图中标记如下大样品孔1、小样品孔2、调谐电容3、调阻抗电容4、电路板5、探头盖板固定螺孔6、电源接口和控制接口7、探头安装固定螺孔8、小样品发射接受线圈9、大样品发射接受线圈10、探头盒11，小信号截止电路12，谐振电路13、λ/4阻抗变换电路14、前置放大电路15，接收保护电路16。
具体实施方式
从图1中可以看到，在探头盒11上有大样品孔1(发射接受线圈L1)和小样品孔2(发射接受线圈L2)，它们分别用来测量大样品和小样品(试样容器瓶)，电路板5上安装有转换开关K1、λ/4阻抗变换电路、接收保护电路、前置放大电路、小信号截止电路和供电电源。
图2中显示，本实用新型由发射接口、接收接口、小信号截止电路、谐振电路、λ/4阻抗变换电路、前置放大电路(K)、接收保护电路组成。发射接口LK1采用BNC插座，接收接口LK2采用SMA插座，它们可以减少电磁干扰。小信号截止电路由二极管D1、D2、D3、D4组成，二极管D1、D2相串联，D3、D4相串联，两组串连的二极管反相并联，这样低于两个二极管压降的小信号就不能通过，起到阻断小信号干扰的作用。谐振电路由转换开关K1、发射接受线圈L1、L2、电容C1、C2组成，线圈L1、L2、电容C2并联组成谐振电路，电容C2是谐振频率调整电容，其数值范围是几个pF；转换开关K1起到选择线圈L1、L2的作用，可以分别测量大样品和小样品。λ/4阻抗变换电路由电感线圈L3、电容C3、C4组成π型阻抗变换电路，它和波长的关系为C＝λf，f＝1/2π*√LC(c为光速)。前置放大电路由放大器K1、电容C5、C6组成，起到放大信号的作用。
本实用新型中的转换开关K1可以是继电器的一组转换触点，也可以是电子开关电路，或者是手动转换开关。若是电子开关电路，在操作时，先通过控制信号向电子开关电路发送信号，使开关电路动作，借以选择合适的线圈L1或L2，从而适于测量大样品或小样品。
本实用新型中的阻抗匹配电路在测量中起到λ/4线电缆的隔离作用，其特征阻抗以及工作频率可调，这样一个网络可以起到多跟电缆线的作用，避免了使用长电缆线带来的不便。当发射激励信号时，它的输出阻抗近似无穷大；当激励信号关掉，接收线圈中感应的小信号时，它的输入阻抗等效为50Ω。根据上述结构制成的核磁共振探头，有很高的信噪比，可以获得良好的信号。且其测量不同直径的样品，不用更换探头，操作很是方便。
权利要求1.一种低磁场核磁共振有源发射接收探头，其特征在于它由发射接口、接收接口、谐振电路、λ/4阻抗变换电路、前置放大电路组成，所述发射接口、谐振电路[13]、λ/4阻抗变换电路[14]、前置放大电路[15]的输入输出端依次与相邻电路相连接，前置放大电路的输出端与接收接口相连接，所述λ/4阻抗变换电路由电感线圈L3、电容C3、C4组成π型阻抗变换电路，电容C3、C4的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的低磁场核磁共振有源发射接收探头，其特征在于所述谐振电路[13]由转换开关K1、发射接受线圈L1、L2、电容C1、C2组成，线圈L1、L2、电容C2组成并联谐振电路，转换开关K1的两个静触点分别与线圈L1、L2的一个端点相接，其动触点连接电容C1的一个端点，后者的另一个端点接于λ/4阻抗变换电路的输入端，所述发射接受线圈L1、L2的直径不同。
3.根据权利要求2所述的低磁场核磁共振有源发射接收探头，其特征在于所述前置放大电路[15]由放大器K1、耦合电容C5、C6组成，放大器K1采用RAM6放大芯片。
4.根据权利要求3所述的低磁场核磁共振有源发射接收探头，其特征在于在发射接口后增设小信号截止电路[12]，所述小信号截止电路由二极管D1、D2、D3、D4组成，其中，二极管D1、D3和D2、D4分成两组，每组两个二极管反向并联，而后将两组二极管再串接在一起。
5.根据权利要求4所述的低磁场核磁共振有源发射接收探头，其特征在于所述接收保护电路[16]由二极管D5、D6组成，它们分别以正、反向接于前置放大电路的输入端与地之间。
专利摘要一种低磁场核磁共振有源发射接收探头，属电通信技术领域，用于提供适应低磁场条件下使用的核磁共振探头，其技术方案是它由发射接口、接收接口、谐振电路、λ/4阻抗变换电路、前置放大电路组成，所述发射接口、谐振电路13、λ/4阻抗变换电路14、前置放大电路的输入输出端依次与相邻电路相连接，前置放大电路的输出端与接收接口相连接，所述λ/4阻抗变换电路由电感线圈L3、电容C3、C4组成π型阻抗变换电路，电容C3、C4的另一端接地它。本实用新型可以实现低磁场条件下对核磁共振仪器的发射部分和接收部分信号隔离，前置放大电路提高了信噪比，可以获得良好的信号。用其测量不同直径的样品，不用更换探头，操作极为方便。
文档编号G01R33/32GK2779421SQ20052002336
公开日2006年5月10日 申请日期2005年1月14日 优先权日2005年1月14日
发明者刘卫, 孙佃庆, 郭和坤, 宫广顺 申请人:廊坊市万科石油天然气技术工程有限公司