一种用于核磁共振教学实验仪器的工字形永磁铁装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于教学实验仪器【技术领域】，具体为一种用于核磁共振教学实验仪器的工字形永磁铁装置。本实用新型装置包括磁铁框架、亥姆霍兹线圈对、纯铁极靴、钕铁硼磁钢、可调节磁轭、内六角螺钉、调节锁紧螺钉和调节外顶螺钉；本装置通过磁轭上六个调节螺丝来精细调节磁场均匀度；通过两组亥姆霍兹线圈来进一步达到匀场和调场的作用；钕铁硼磁钢经过筛选配对，纯铁磁轭经过精细研磨，来保证磁铁装置组件高均匀度。本装置安装方便、均匀度高，可以用于教学领域连续波核磁共振、脉冲核磁共振以及核磁共振成像实验仪中。
【专利说明】—种用于核磁共振教学实验仪器的工字形永磁铁装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于教学实验仪器【技术领域】，具体涉及一种用于核磁共振教学实验仪器的工字形永磁铁装置。
【背景技术】
[0002]核磁共振教学实验在高等院校的近代物理实验以及普通物理实验中一直都是一个重要的内容，而核磁共振实验仪的核心部件是一个能够提供适当强度、均匀性好、稳定性强的磁铁，随着稀土材料应用的发展，以钕铁硼磁钢为主体的永磁铁装置越来越受到重视，并得到了广泛的研究和应用。所以，目前国内教学仪器领域，绝大多数都是用钕铁硼永磁铁装置做成的低场核磁共振实验仪器。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种用于核磁共振实验教学仪器中的稳定度高、均匀性好、安装调节方便的永磁铁装置。
[0004]本实用新型所提供的一种用于核磁共振教学实验仪器的工字形永磁铁装置，包括磁铁框架1、亥姆霍兹线圈对2、纯铁极靴3、钕铁硼磁钢4、可调节磁轭5、内六角螺钉6、调节锁紧螺钉7和调节外顶螺钉8，其中:
[0005]2个可调节磁轭5分别穿过磁铁框架I左右两侧对应的两个圆孔，并由调节锁紧螺钉7固定在磁铁框架I上，检测配对完成的两个钕铁硼磁钢4安装在两个可调节磁轭5的对应端，并保证圆端对齐；两个纯铁极靴3安装在两个钕铁硼磁钢4的对应端，仍旧保证圆端对齐；亥姆霍兹线圈对2套在两个纯铁极靴3上，其中，并一组亥姆霍兹线圈接成调场形式，另一组亥姆霍兹线圈接成匀场形式；内六角螺钉6位于磁铁框架I的四角、可调节磁轭5的两端，用于调节磁铁均匀度(具体可通过核磁共振尾波信号，将磁铁均匀度调至5ppm)；每个可调节磁轭5有3个调节锁紧螺钉7固定，3个调节锁紧螺钉7在可调节磁轭5边缘均匀分布，另外有3个外顶螺钉8在可调节磁轭5边缘均匀分布，调节锁紧螺钉7和外顶螺钉8交叉设置；调节锁紧螺钉7和外顶螺钉8用于调节磁场均匀度。
[0006]本实用新型中，所述亥姆霍兹线圈对2两种连接方式可以产生调场和匀场两种作用。
[0007]本实用新型中，通过磁轭上六个螺钉的精细调节，使得磁场均匀度明显提高。
[0008]本实用新型中，所述钕铁硼磁钢4是通过计算机扫描测量磁表磁场来进行筛选，并根据测量数据将磁钢两两配对，以保证磁场均匀性。
[0009]本实用新型中，所述纯铁极靴3是通过专用研磨机进行精细研磨，使得纯铁表面高度平整，安装在钕铁硼磁钢端面，使得中间空气隙磁场高度均匀。
[0010]本实用新型的优点在于，通过钕铁硼磁钢筛选配对和纯铁磁轭研磨技术保证工字型永磁铁装置安装时能够达到相对磁场均匀要求，当钕铁硼磁钢和纯铁磁轭安装完成后，通过连续波核磁共振信号来调节六个调节螺丝，使得磁场均匀度达到仪器要求。最后再通过亥姆霍兹线圈进行调场和匀场调节。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的工字形永磁铁装置结构示意图。其中，左图为剖面图，右图为俯视图。
[0012]图2为两个亥姆霍兹线圈对在磁铁中心产生调场和匀场作用示意图。
[0013]图3为钕铁硼磁钢表磁测量挑选方法示意图。
[0014]图4为纯铁极靴研磨装置示意图。
[0015]图中标号:1为磁铁框架、2为亥姆霍兹线圈对、3为纯铁极靴、4为钕铁硼磁钢、5为可调节磁轭、6为磁铁框架固定内六角螺钉、7为调节锁紧螺钉、8为外顶螺钉；9为纯铁极靴固定装置，10为研磨盘。
【具体实施方式】
[0016]本实用新型所提供的一种用于核磁共振教学实验仪器的工字形永磁铁装置，包括磁铁框架1、亥姆霍兹线圈对2、纯铁极靴3、钕铁硼磁钢4、可调节磁轭5、磁铁框架固定内六角螺钉6、磁场均匀度调节锁紧螺钉7和磁场均匀度调节外顶螺钉8，其中:
[0017]可调节磁轭5穿过磁铁框架I左右两个圆孔，并通过磁场均匀度调节锁紧螺钉7固定在磁铁框架I上，检测配对完成的钕铁硼磁钢4安装在磁轭5的对应端，并保证圆端对齐；经过研磨机精细研磨过的纯铁磁头3安装在钕铁硼磁钢4的两端，仍旧保证圆端对齐；亥姆霍兹线圈对2套在两个极靴上，两组亥姆霍兹线圈中，一组接成调场形式，另一组接成匀场形式；最后调节磁轭两端的内六角螺丝，通过核磁共振尾波信号，将磁铁均匀度调至 δρρ--ο
[0018]本实用新型中，所述亥姆霍兹线圈对2两种连接方式产生磁场如图2所示:
[0019]“调场”选择外侧两个线圈组成亥姆霍兹线圈对，左右两个线圈通电流使得中心区域产生磁场方向一致，这样在永磁铁产生的磁场上就可以叠加一个小范围调节的电磁场，起到调节共振磁场的作用。“匀场”选择内侧两个线圈组成亥姆霍兹线圈对，左右两个线圈通电流使得中心区域产生磁场方向相对，即在磁铁中心区域产生一个梯度磁场,通过改变电流大小，可以改变梯度磁场的大小，以达到匀场的作用。
[0020]本实用新型中，所述两个磁轭5通过锁紧螺钉7和外顶螺钉8来调节中心磁场均匀度，其中锁紧螺钉7三个，旋紧该螺钉可以使得磁轭向磁心方向移动，外顶螺钉8三个，旋紧该螺钉可以使得磁轭向反磁心方向移动，并且六个螺钉交叉均匀分布在磁轭5上，通过不同位置螺钉的仔细调节，可以使得磁场均匀度明显提高。
[0021]本实用新型中，所述钕铁硼磁钢4是通过计算机扫描测量磁表磁场来进行筛选配对，如图3所示，在直径为10mm的钕铁硼磁钢上，标号分别为a，b, c, d, e的五个虚线位置分别为直径10mm, 20mm, 40mm, 60mm, 80mm的同心圆，由专门仪器沿虚线位置测量表磁，得到5根表磁测量曲线，并且每根曲线可以显示磁场大小，通过对应直径曲线的抖动大小和磁场大小可以来选择并配对钕铁硼磁钢。
[0022]本实用新型中，所述纯铁极靴3是通过专用研磨机进行精细研磨得到。如图4所示，其中纯铁极靴固定装置9是由五个直径102mm的圆形空档组成，一次可以放入五个纯铁极靴，固定装置9上端装有电机，可以连续均匀地转动。研磨盘10是中间均布开槽的球墨铸铁制成的转盘，底部装有电机，也可以连续均匀地转动。研磨时，上下电机同时转动，研磨盘上均匀涂上研磨膏，五个纯铁极靴依靠重力作用进行研磨。
【权利要求】
1.一种用于核磁共振教学实验仪器的工字形永磁铁装置，其特征在于包括磁铁框架、亥姆霍兹线圈对、纯铁极靴、钕铁硼磁钢、可调节磁轭、内六角螺钉、调节锁紧螺钉和调节外顶螺钉，其中: 2个可调节磁轭分别穿过磁铁框架左右两侧对应的两个圆孔，并由调节锁紧螺钉固定在磁铁框架上，经检测配对的两个钕铁硼磁钢安装在两个可调节磁轭的对应端，并保证圆端对齐；两个纯铁极靴安装在两个钕铁硼磁钢的对应端，仍旧保证圆端对齐；亥姆霍兹线圈对套在两个纯铁极靴上，其中，并一组亥姆霍兹线圈接成调场形式，另一组亥姆霍兹线圈接成匀场形式；内六角螺钉(6)位于磁铁框架的四角、可调节磁轭的两端，用于调节磁铁均匀度；每个可调节磁轭有3个调节锁紧螺钉固定，3个调节锁紧螺钉在可调节磁轭边缘均匀分布，另外有3个外顶螺钉在可调节磁轭边缘均匀分布，调节锁紧螺钉和外顶螺钉交叉设置；调节锁紧螺(7)和外顶螺钉用于调节磁场均匀度。
【文档编号】H01F7/02GK203931702SQ201420286235
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月1日 优先权日:2014年6月1日
【发明者】陈希江, 时晨 申请人:上海复旦天欣科教仪器有限公司