[發明專利]一種半橢圓分布的開放式核磁共振永磁體結構

無效

• 申請號: 201110429691.3
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102426897A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 徐征;郭盼;何曉龍;何為
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01F7/02
• 分類號: H01F7/02;G01R33/383
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及一種永磁機構，特別涉及一種核磁共振儀器中的靜態磁場裝置。

背景技術

核磁共振技術作為一種無損檢測手段，廣泛應用于生命醫療，食品分析，質量控制，材料科學領域和地球物理領域等。產生靜態磁場的主磁體是核磁共振儀器的核心部件，目前主磁體可分為三種類型：電磁體，超導磁體和永磁體。其中電磁體產生的磁場能力有限且耗能較大。超導磁體雖然能夠產生很強的磁場，但維持超導的低溫環境所需費用較高。永磁體產生的磁場雖然在強度上不能達到超導磁體的量級，但是我國的永磁稀土材料儲量豐富，構建永磁體型的主磁體所需費用相對低廉，且穩定可靠。這就是本申請采用永磁體結構構建核磁共振儀主磁場的原因。

1979年，美國勞倫斯伯克利國家實驗室K.Halbach博士提出一種永磁體結構，該磁體陣列由稀土永磁材料構成，將充磁方向連續變化的磁體模塊按一定的規律排列成圓筒狀結構，可在圓筒狀磁體結構的內側得到均勻磁場，而在其外側幾乎沒有磁場分布。學術界將這種陣列方式的永磁體稱為Halbach陣列磁體。隨著永磁裝置不斷向小型化和便攜化的發展趨勢，Halbach陣列的出色特性得到了學術界和工業界的廣泛關注。專利200510011970.2改進了Halbach磁體的端部效應，提出在Halbach磁體的下端粘上一個半圓環狀的永磁體結構，補償圓柱形Halbach磁體腔內的軸向磁場。專利200510086407.1對專利200510011970.2的結構實施了進一步改進，用半球狀永磁體結構代替半圓環狀的永磁體結構，減少了漏磁，進一步提高了永磁體模塊的使用效率。專利201010237804.5對Halbach結構進行了改進，提出使用等腰三角形永磁體模塊，方便了磁體結構的安裝，提高了永磁體模塊的使用效率。專利201020225285.6設計一種可移動的低場核磁共振成像系統，其低場磁體裝于移動式磁體架上，可旋轉。但其磁體產生的均勻區域位于旋轉磁體的內部，不適合檢測磁體之外的物體。

專利200910012128.9設計了一種單邊核磁共振磁體，通過修改極面的傾斜角和調整磁極的間距，構建出薄片形均勻磁場，該磁體結構由4個永磁體塊和相應的鐵軛構成。

然而，Halbach陣列，磁體結構封閉，被測物體必須放置在圓筒狀磁體結構腔內，當被測樣品體積比較大，不能放入磁體結構腔體內時，測量無法進行。?實際中，對大體積樣品進行無損測量的需求是一直存在的。在文物保護領域，人們需要對油畫的表面涂層進行掃描測量，以確定是否需要及時修補，但是油畫的尺寸遠遠大于現有封閉式磁體結構的容積，使得測量不能實現，而且也不可能對油畫進行取樣測量，這樣會損壞文物的完整性。在建筑材料壽命的評估領域，人們需要對已建成建筑物的混凝土和木材的使用年限進行無損實時評估，這種需求也是封閉式磁體結構不能滿足的。像上述對大體積樣品的無損核磁共振檢測需求還有很多，但目前還沒有一種合適的磁體結構能夠滿足這種需求，這就是本專利需要解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供一種對大體積樣品進行無損檢查的核磁共振永磁體結構，克服現有核磁共振永磁體結構不能對大體積樣品進行無損檢查的缺點，實現大體積樣品的無損核磁共振檢測。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明提供的一種半橢圓分布的開放式核磁共振永磁體結構，包括由至少一對間隔設置的副磁體構成的主磁體，所述各副磁體之間的間隙形成靜態磁場均勻區域。

進一步，所述副磁體包括至少一個永磁體塊和安裝板，所述永磁體塊中心點沿橢圓曲線等弧長的分布，所述每相鄰的兩塊永磁體塊的磁化方向沿橢圓曲線依次偏轉且對稱分布在橢圓曲線上，所述安裝板與永磁體塊連接用于固定各永磁體塊。

進一步，所述各永磁體塊均為相同長條狀矩形永磁體塊，其橫截面為正方形，各矩形永磁體塊剩磁相同，各矩形永磁體塊的磁化方向沿矩形永磁體塊的橫截面設置，且與矩形永磁體塊的短邊平行。

進一步，所述各永磁體塊均為相同永磁體塊，其橫截面為圓形，各永磁體塊剩磁相同，各永磁體塊的磁化方向沿永磁體塊的橫截面設置。

進一步，所述矩形永磁體塊由銣鐵硼材料制作而成的永磁體塊。

進一步，所述每個副磁體包括九個永磁體塊和兩個安裝板，所述安裝板設置于永磁體塊兩端用于固定各永磁體塊，所述每相鄰的兩塊永磁體塊的磁化方向之間的夾角為45度，所述每相鄰的兩塊永磁體塊的磁化方向沿橢圓曲線對稱分布，排列在所述主磁體的兩端的永磁體塊的中心連線為橢圓曲線的短軸。