[發明專利]一種用于激光探測NMR信號裝置的氣動進樣裝置

無效

• 申請號: 201310315463.2
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103383399A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 周欣;李曉峰;劉國賓;孫獻平;劉買利;葉朝輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢物理與數學研究所
• 主分類號: G01N35/10
• 分類號: G01N35/10
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司 42215
• 代理人: 王健

技術領域

本發明涉及氣動傳送領域，應用于激光探測NMR信號裝置中，也可用于其它需要樣品來回傳送進行檢測的設備和儀器中。

背景技術

現有的一種基于激光原子磁力計的NMR裝置（專利申請號：201210291150.3），其需要對被測樣品進行預極化、并將預極化后的樣品快速的放置到靠近銫原子蒸氣泡的探測區。在NMR裝置中樣品離開預極化區后極化度會快速的弛豫（時間一般為0.1-10s），造成極化度損失，所以需要一個進樣裝置能快速的將樣品由預極化區傳送到探測區，盡可能的減少極化度損失。

現有的一種基于激光原子磁力計的NMR裝置中，樣品的NMR信號是在超低磁場（0.1-1?nT）或零磁場的環境下進行探測的，樣品需要進行預極化處理，通過永磁體熱極化）的方法預極化，樣品才能獲得較高的極化度。在磁場預極化方法里，因為信號大小和樣品的極化度是呈正比的，所以在激光探測NMR信號裝置中使用一定強度的預極化磁場（通常大于1?T）是必要的。然而，這樣一個預極化磁場對于探測區的超低磁場環境是破壞性的，它會直接增強探測區的磁場，也會間接的通過磁化磁屏蔽材料從而破壞探測區的超低磁場環境，所以在激光探測NMR信號裝置中需要將預極化區和探測區在空間上隔離開。

在液體高場NMR譜儀中，樣品的極化和信號的探測是在同一區域完成，所以樣品管只需被放置于探頭上，隨探頭一起推送到探測區域固定即可。固體高場NMR譜儀中利用一個氣動換樣裝置完成裝載樣品的轉子的裝卸（美國專利號：US8212559），裝載樣品的轉子被氣流由探頭底部通過傳送管道吹送到定子上，轉子取出時只需要將氣流反向即可吹出。在這里極化區和探測區在空間上并沒有隔離開，因此對轉子的傳送速度并沒有要求，只要能將轉子平穩準確的吹送到定子上。然而在激光原子磁力計的NMR裝置中樣品的傳送不僅要平穩，更重要的是要做到非常的快速（~0.1?s），盡可能的減少極化度在傳送過程中的損失。

激光探測NMR信號裝置的采樣過程中，樣品首先在預極化區進行充分的極化，然后快速的傳送到探測區進行信號采集。樣品的極化度弛豫時間一般很短，一般只有幾秒，因此傳送過程要求非常快（~0.1?s），以減少樣品極化度的損失、達到實現樣品信號的有效探測目的。因此在激光探測NMR信號裝置中需要配置一個快速而穩定的樣品傳送裝置，它是影響被測樣品NMR信號靈敏度的核心部件之一。

激光探測NMR信號裝置的樣品傳送問題有多種解決方案，如M.?P.?Ledbetter等人在專利“Detection?of?J-Coupling?Using?Atomic?Magnetometer”（美國專利號：US20120176130）的裝置中，使用注射泵進行注射和回吸的方式進行樣品傳送；D.Budker等人在“Atomic?magnetic?gradiometer?for?room?temperature?high?sensitivity?magnetic?field?detection”（美國專利號：US7573264）中，使用蠕動泵抽運方式使樣品在不同作用區域循環流動，這兩種方法都可以實現較快（完成進樣需1-2秒）而穩定的樣品傳送。然而，（1）它們都需要較長的塑料導管來連接預極化區、編碼區與探測區，其對樣品的量有一個最低要求（>1毫升）并會造成一些浪費（需要多出一些樣品來填充導管，即：“死”體積），使得無法適用于樣品量很少的情況；并且，（2）在測試完一種樣品后，更換樣品和清洗傳送管道是一件很繁瑣的事情，易造成樣品污染。

本發明是針對一種基于激光原子磁力計的NMR裝置中樣品傳送問題，提出一種氣動進樣裝置。?

發明內容

本發明的目的在于，提供一種用于激光探測NMR信號裝置的氣動進樣裝置，該氣動進樣裝置由控制系統和樣品滑動倉組成，優點是樣品在信號探測過程中無損耗、無污染，樣品更換方便，所需樣品量少，傳送速度快，穩定性好，且引入的噪聲與現有技術相比明顯減小。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：?

一種用于激光探測NMR信號裝置的氣動進樣裝置，該氣動進樣裝置由控制系統和樣品滑動倉組成；