[發明專利]包括具有由帶有聯結帶段的超導結構組成的繞組的超導勵磁線圈的NMR波譜儀

有效

• 申請號: 201480054466.8
• 申請日: 2014-10-02
• 公開（公告）號: CN105593696B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: G·羅特;A·卡斯藤;K·施倫加;A·烏蘇斯金
• 申請（專利權）人: 布魯克碧奧斯平有限公司
• 主分類號: G01R33/3815
• 分類號: G01R33/3815;H01F6/06;H01L39/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 俄旨淳

本發明涉及一種NMR波譜儀(131)，它包括NMR勵磁線圈(91)，所述NMR勵磁線圈在至少一個節段(121)中具有繞組，所述繞組包括由超導結構(1)組成的導體，所述超導結構具有帶狀的超導體的多個帶段(2、2a、7a?7e、8a?8d、15)，其中每個帶段(2、2a、7a?7e、8a?8d、15)具有柔性的基質(3)和沉積在基質上的超導層(4)，帶段(2、2a、7a?7e、8a?8d、15)分別具有20m或更大的長度，并且帶段(2、2a、7a?7e、8a?8d、15)相互連接，其中至少一個帶段(2、2a、7a?7e、8a?8d、15)構造成聯結帶段(2、2a)，并且每個聯結帶段(2、2a)分別與至少兩個其他帶段(7a?7e)這樣連接，使得所述其他帶段(7a?7e)一起與聯結帶段(2、2a)的整個長度(L)至少95％重疊。本發明提供一種改善的NMR波譜儀，波譜儀的勵磁線圈尤其是可以在樣品空間中產生特別高的磁場強度并且是低漂移的。

技術領域

本發明涉及一種NMR(核磁共振)波譜儀，包括NMR勵磁線圈，所述NMR勵磁線圈在至少一個節段中具有繞組，所述繞組包括由超導結構組成的導體，所述超導結構具有帶狀超導體的多個帶段，其中每個帶段都包括基質和沉積在基質上的超導層，并且其中各帶段相互連接。

背景技術

超導體可以實際上沒有電阻損耗地承載電流。超導體尤其是在需要高的電流強度的場合使用，這樣也在勵磁線圈中使用。

超導體只可以臨界溫度(也稱為躍變溫度)之下并且在與溫度并且必要時也與方向相關的臨界磁場強度之下無損耗地傳輸最高到臨界電流密度的電流。在彼此相關的臨界電流密度、臨界溫度和臨界磁場強度之上，超導體轉變成正常導電的狀態。

可加工成線材的金屬的超導材料、如NbTi具有較低的躍變溫度、NbTi大約在9K，從而其使用，尤其是涉及必要的冷卻方面是相當昂貴的。此外金屬的超導體也具有較低的臨界磁場，在所述臨界磁場上方所述超導體失去其超導特性。

高溫超導體(HTSL)、如釔鋇氧化銅(YBCO)具有明顯更高的躍變溫度，YBCO大約為90K，但由于其陶瓷特性難以加工。如果在顯著在其躍變溫度之下的溫度中使用這種高溫超導體，則HTSL可以傳輸較大的電流強度，即具有高的臨界電流密度。此外這種材料以其較高的臨界磁場強度也適于在低的工作溫度下在大強度磁場中使用，如其例如在NMR波譜儀中希望的，以便實現高的光譜分辨率。

通常對于技術使用，作為薄層將HTSL沉積在柔性的、帶狀的、通常為金屬的基質上，通常在基質和超導層之間設置一個或多個緩沖層并且將一個或多個金屬的封閉層沉積在超導層上。該結構形式也稱為帶狀的超導體；在英語中為此建立了專用術語“coatedconductor”(涂層導體)。

然而超導層高質量的沉積較為困難。通常需要特述紋理化的基質表面，這種基質表面只能在有限的長度上提供。目前質量良好的帶狀的超導體的帶段限制在最大約100至500m的范圍上。由此在例如NMR波譜儀的勵磁線圈中的可纏繞的線圈節段的大小也受到限制。帶段與在勵磁線圈中的接合點的連接在技術上是困難并且原則上提高了勵磁線圈的漂移，這特別是在高分辨率的NMR波譜法中是不希望的。

在EP 0 545 608 A2中提出，將僅能在有限的長度上以良好的質量制造的導體件彼此拼接，以便在較長的路程、例如數公里上能夠也傳輸超導的電流。

由US 2005/0173679 A1已知，將帶狀的超導體的兩個帶段相互連接，其中相應的基質上的超導層彼此朝向。所述超導層應處于超導接觸，并且通過兩個多晶的超導層的靠近，應提高有效的結晶分界面并且由此改善臨界電流。

由US 6,828,507 B1同樣已知，將帶狀的超導體的兩個帶段相互連接，其中相應的基質上的超導層彼此朝向。超導層通過一個或多個正常導電的中間層(例如各帶段的覆蓋層)連接。