[發明專利]可應用在低場核磁共振儀器中的變溫探頭

有效

• 申請號: 200910044903.9
• 申請日: 2009-01-06
• 公開（公告）號: CN101770003A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 楊培強;俞文文;馬進獻;張英力;石志東;李振川;汪紅志;黃學東;楊文明;周恩華
• 申請（專利權）人: 上海紐邁電子科技有限公司
• 主分類號: G01R33/36
• 分類號: G01R33/36;G01R33/44;G01K7/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 胡美強

技術領域

本發明涉及一種探頭，尤其涉及一種應用在低場核磁共振中的可變溫 探頭線圈。

背景技術

探頭是核磁譜儀的核心部件，它固定于磁體或磁鐵的中心，為圓柱形， 探頭的中心放置裝載樣品的樣品管。探頭對樣品發射產生核磁共振的射頻 波脈沖并檢測核磁共振的信號。這兩個功能常可由一個線圈來完成。因此， 探頭線圈在整個核磁共振儀器中有著舉足輕重的地位。它既是發生核磁共 振的激勵源，又是NMR信號的探測器。所以把探頭比作是NMR儀器的心 臟，它既要能保證射頻通道的功率有效地作用于樣品，同時也要能高靈敏 地檢測出各種NMR信號。

由圖1、圖2可見：常規探頭線圈結構十分簡單，主要有線圈1和屏蔽 盒2兩大部分組成。圖中：波導管3、玻璃樣品管4、樣品定位器5、電路 部分6。對于常規要求的實驗，此種結構的探頭線圈，只要達到所需的靈敏 性，就可完成實驗。但是核磁共振實驗中有很多信息能夠從樣品變溫中得 到。高溫能用于減少大分子系統中的偶極子(diPolar)的加寬，降低粘度和改善 溶解度。低溫則用于隔離非穩態或易轉換的基團。正由于這種應用廣泛性 的緣故，所以才想方設法去克服因變溫而引起的一些困難，實現溫度可控 且可在一定范圍內設定的適用于低場核磁共振儀器的探頭。

由上述可知：傳統的低場核磁共振探頭往往只能在常溫下進行實驗， 即在一個設定的常規溫度下進行恒溫實驗。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供了一種可應用在低場核磁共振儀器 中的變溫探頭，旨在解決上述的問題。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明包括：連接射頻發射系統和信號接收系統的探頭線圈；所述的 探頭線圈選用隔熱性能極佳的材料；所述的探頭線圈連接一個溫度傳感器； 溫度傳感器與變溫模塊相連；變溫模塊與探頭線圈相連；所述的探頭線圈、 溫度傳感器以及變溫模塊安置在由氮氣組成的閉合環路內；所述的隔熱性 能極佳的材料是真空絕熱泡沫塑料。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：通過加入變溫模塊，形成一 個溫度可控且可在零下15℃到零上100℃之間變化的探頭；配套譜儀后即 成為一套可變溫低場核磁共振儀器，用于檢測在不同溫度下的樣品，可用 于研究樣品的熔融點、凝結點及隨溫度變化的流變學等理化性質。

附圖說明

圖1是現有技術中探頭結構示意圖；

圖2是圖1的模塊化示意圖；

圖3是本發明模塊化示意圖：

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述：

由圖3可見：本發明包括：連接射頻發射系統和信號接收系統的探頭 線圈；所述的探頭線圈選用隔熱性能極佳的材料；所述的探頭線圈連接一 個溫度傳感器；溫度傳感器與變溫模塊相連；變溫模塊與探頭線圈相連； 所述的探頭線圈、溫度傳感器以及變溫模塊安置在由氮氣組成的閉合環路 內；

所述的隔熱性能極佳的材料是真空絕熱泡沫塑料；

所述的變溫模塊主要是由半導體加熱模塊、含有水冷循環系統的半導 體冷卻模塊以及氣道循環系統組成。

本發明將上述各部件通過連接形成一個閉環的回路，實現對線圈溫度 的監控；變溫實驗分加溫和降溫兩類，有一個參數vtc，它是加溫和降溫的 分界值。高于vtc的溫度(比如vtc＝+25度或vtc＝+20度)被認為是加溫， 低于vtc的溫度被認為是低溫。溫度設定低于vtc時，制冷程序啟動，變溫 模塊被制冷，流動的氣體將經過冷卻后到達探頭，從而進行熱交換，達到 樣品降溫目的；溫度設定高于vtc時，加熱程序啟動，變溫模塊被加熱，流 動的氣體將經過加熱后進入探頭，進行熱交換后實現樣品升溫的目的。整 個閉環系統的氣體流通是通過氮氣的流動帶動實現的。因此進行變溫實驗 前，必須首先檢查氣流是否正常。

本發明是在傳統線圈的基礎上，通過重新設計線圈內部結構，選用隔 熱性能極佳的材料，并在整個線圈內樣品位置配置溫度探測傳感器，在線 圈外部建立變溫模塊，形成一個閉環的可控溫系統。通過讓氮氣進入變溫 模塊然后再導入樣品線圈內，使樣品達到所設置的溫度。樣品溫度可控制 在零下15℃到零上100℃之間的任意一個溫度，使變溫低場核磁共振儀器 能夠檢測在不同溫度下的樣品，由此研究樣品的熔融點、凝結點及隨溫度 變化的流變學等理化性質。