Способ настройки магнита Советский патент 1985 года по МПК G01N27/72 

J

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для настройки радиоспектрометров электронного магнитного резонанса, спектрометров циклотронного резонанса, а также других установок, где требуется получить магнитное поле с высокой степенью однородности .

Целью изобретения является повышение точности способа настройки магнита путем устранения градиентов магнитного поля в его зазоре перед проведением регулировок, что позволяет сузить ширину линии гиромагнитного резонанса.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления предложенного способа; на фиг. 2 и 3 - кривые распределения индукции поля в меж полюсном зазоре магнита вдоль двух взаимно перпендикулярных осей и соответствующие им резонансные линии.

Устройство для осуществления предложенного способа содержит ярмо 1 магнита, полюсные наконечники 2 в зазоре 3, между которыми размещен образец 4, намагничивающие катушки 5 и блок 6 регистрации гиромагнитного резонанса.

Способ осуществляют следующим образом.

В зазор 3 помещают образец 4 так что их центры совпадают. Затем на образец 4 одновременно воздействуют переменным полем и дополнительным градиентным постоянным магнитным полем, направленным вдоль оси Z. Эти поля создают любым известным образом, например с помощью дополни ельных электромагнитов или токовых шиммов (не показаны), при этом переменное поле необходимо для возбуждения в образце 4 гиромагнитного резонанса. Затем величину градиента дополнительного поля регулируют до достижения минимальной ширины резонансной линии, т.е. до полной компенсации градиента поля настраиваемого магнита вдоль оси Z и регулируют параллельность полюсных наконечников 2, добиваясь дальнейшего сужения резонансной линии. После этого аналогичным образом компенслруют градиенты поля вдоль осей X и Y и переходят к корректировке краевого спада поля, напри1777342

мер, путем изменения ширины забора формы полюсных наконечников и т.д. После настройки магнита образец 4 может быть удален из зазора 3. 5 Условие резонанса можно записать в следующем виде:

i,

где р - резонансная частота;

у - гидромагнитное отношение

спина i

Ь - индукция магнитного поля. Пространственная неоднородность агнитного поля приводит к разбросу резонансньпс частот отдельных атомов образца и, следовательно, к уширению резонансной линии. При этом непараллельность полюсных наконечников влияет только на градиенты вдоль осей X и Y, краевой спад поля, характеризующийся квадратичной зависимостью неоднородности от радиуса полюсных наконечников агнита, зависит только от отношения диаметра полюсных наконечников к ширине зазора и свойств материала полюсных наконечников, а градиент вдоль оси Z обусловлен различиями магнитной проницаемости и диаметров полюсных наконечников и в процессе настройки магнита не изменяется. В результате линейный градиент вдоль оси Z определяет точность регулировки параллельности, а также других операций, т.е. резонансная линия не может стать уже, чем ширина, определяемая Z-градиентом. Поэтому предварительная компенсация градиента поля вдоль оси Z позволяет повысить точность регулировки параллельности полюсных наконечников так же, как компенсация X и Y-градиентов позволяет повысить точность корректировки краевого спада поля (в процессе корректировки изменяются только квадратичные градиенты, но не изменяются линейные).

Как показали проведенные испытания, проводившиеся на спектрометре ЯМР высокого разрешения с рабочей частотой 90 МГц, регулировка параллельности полюсных наконечников и корректировка краевого спада агнитного поля позволяют снизить неоднородность поля в объеме образца 0,1 см лишь до 3-10 в то время как предварительная компенса3ция Z-градиента, регулировка параллельности полюсных наконечников, компенсация Х- и Y-градиентов и 11777344 последующая корректиррвка-краевого спада позволяют снизить неоднородность поля до 6-10

СПОСОБ НАСТРОЙКИ МАГНИТА, включающий размещение в его межполюсном зазоре образца, воздействие на него переменным магнитным полем, регистрацию ширины линии гиромагнитного резонанса, регулировку параллельности полюсных наконечников. корректировку краевого спада поля магнита до получения минимальной ширины линии гиромагнитного резонанса, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности способа, перед регулировкой параллельности полюсных наконечников воздействуют на образец градиентным постоянным магнитным полем в направлении оси полюсных наконечников, величину которого регулируют до получения минимальной ширины линии гиромагнитного резонанса, а перед корректировкой краевого спада поля магнита повторно воздействуют на образец градиентным постоянным магнитным полем в плоскости, перпенди-. кулярной оси полюсных наконечников, также до получения минимальной ширины линии гиромагнитного резонанса.