高均匀永磁场装置及其制备方法

专利名称：高均匀永磁场装置及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种永磁场装置及其制备方法。
背景技术：
利用核磁共振技术分析物质结构，需要高均匀的磁场装置。产生高均 匀度磁场的方法，可以用电磁场和永磁场，或者电磁场和永磁场混合形式。
用电磁场制备高均匀度磁场，可以调节电磁线圈的电流强度或者通过 多个调节电磁线圈的位置和强度，造成高均匀度磁场，但是这种装置消耗 极大的电能，十分不经济，于是人们转向使用永磁体制备的高均匀度磁场， 可以满足磁场强度的和均匀度的需求。
医用核磁共振高均匀度磁场装置，已经有了生产，用于不同物质的核 磁共振分析需要更高均匀度的恒定磁场。
"CN 85103498B公开了一种高均匀度磁场的永磁磁体"，该发明由封 闭的轭铁和在轭铁围绕气隙空间布置的主磁块、极面、侧磁块和堵漏磁块 组成。使用铁氧体永磁、钐钴永磁、钕铁硼永磁，磁场均匀度10'4。但是， 它未达到用于物质的核磁共振分析需要更高的高均匀度均匀性10—5 10—6 磁场的要求；
CN85103498B公开了一种高均匀度磁场的永磁磁体，永磁磁体结构 复杂，设有侧磁铁，堵塞磁铁，未涉及高均匀度均匀性10'5 10—6磁场的 技术；
中国专利申请号"200410042783.6公开了一种改进型低频旋转强恒 磁场治疗装置"，包括传动结构、控制部分，传动轴的导磁轭上设有至少两块以隔板隔开的永磁体，但是也未涉及高均匀度均匀性10—5 10—6磁场
的技术。

发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种高均匀永磁场装置及其制备 方法，以克服现有技术存在的上述缺陷，满足有关方面的需要。 本发明的高均匀永磁场装置，包括-
设有样品孔的圆环桶；
固定在所说的圆环桶两端的端面板；
分别固定在所说的端面板上的两块永磁体；
分别固定在所说的永磁体端部的两块平行的导磁轭铁，两块导磁轭铁 之间设有间隙；
左侧的永磁体相对于间隙显示N极，右侧的永磁体相对于中心间隙 显示S极。
本发明的高均匀永磁场装置，应用方法如下
本发明的装置为产生磁场的装置，可以用作测定生物物质结构的核磁 共振仪的磁场源。将需要检测的生物物质通过样品孔置于中心间隙中，即 可进行检测。许多物质结构分析时，数目相等的碳原子和氢原子放在外磁 场强度、温度都相同的同一核磁共振仪中测定，原子核在同一磁场中被检 出的灵敏度差别很大，要求磁场高均匀性。专门用来产生磁场的永久磁铁 中备有扫描线圈，并能在一个较窄的均匀磁场中范围内，连续精确变化的 测量，判断物质结构的的差异。
所述的生物物质如动物或植物等。
本发明的高均匀永磁场装置，磁场均匀度可达到10—5 10—6，结构简单，没有侧磁铁，堵塞磁铁，制造比较容易，不需耗电。


图1为高均匀永磁场装置的结构示意图。 图2为圆环桶结构示意图。
具体实施例方式
参见图1和图2，本发明的高均匀永磁场装置，包括 设有样品孔701的圆环桶7; 固定在所说的圆环桶7两端的端面板1;
分别固定在所说的端面板1上的两块永磁体2，所说的两块永磁体2;
分别固定在所说的永磁体2端部的两块平行的导磁轭铁5，两块导磁
轭铁5之间设有间隙6;
左侧的永磁体2相对于间隙6显示N极，右侧的永磁体2相对于间 隙6显示S极。
申请人发现，为了获得高均匀磁场，必须对各个部件的尺寸和安装进
行进一步优化
优选的，所说的圆环筒7的外径为120 210mm，内径为100 170mm，长度130 313mm，材质为纯铁或者低碳钢，圆环筒7的两端平 面的平行度^).05mm;
优选的，所说的样品孔701的为矩形孔，矩形孔长度为10 50mm， 宽度尺寸10 15mm。
优选的，所说的端面板1的外径为120 210mm，厚度为10 20mm， 材质为纯铁，端面板1的两平面的平行度^).03mm;
优选的，所说的永磁体2的外径为70 120mm，长度为50 120mm，永磁体2的两平面的平行度^).02mm，材质为选永磁材料，Br为12000 15000高斯。
优选的，所说的导磁轭铁5，形状呈锥形圆台体，大端直径为86 138mm，小端直径为60 93mm，圆台体高度13 30 mm，材质为纯铁， 圆台体的两平面的平行度S0.02mm，两块导磁轭铁5的平行度为小于 S0.02mm;
两块导磁轭铁5的平行度指的是两块导磁轭铁5的中心水平线的平行
度，定义如下
平行度等于两块导磁轭铁5之间各自任何一点的平行度；
优选的，导磁轭铁5和端面板1之间采用长螺杆4连接固定，并将所
说的永磁体2固定在导磁轭铁5和端面板1之间；
优选的，圆环桶7与端面板1采用连接螺栓8固定连接；
优选的，圆环桶7与端面板1的连接处设有调节螺栓3，用于调节端
面板1的高度，使两块导磁轭铁5保持平行；
优选的，间隙6的长度D为10 13mm,以间隙6的长度D为直径和
高度形成的空间即为工作区，该工作区具有磁感应强度为7000 5000高
斯的磁场，磁场均匀性达10—5 10—6; 本发明的制备方法
将所说的永磁体2磁化不至于饱和状态，放置在端面板1平面的中心 位置，永磁体2的上面放上导磁轭铁5，导磁轭铁5的大端面紧贴接触在 永磁体2的一个平面，小平面朝上，永磁体2的中心与导磁轭铁5的中心 重合，然后用长四件螺栓4，把端面板1和导磁轭铁5固定，夹紧永磁体 2，构成一套永磁组合体。用同样的方法，制备另外一套永磁组合体，使永磁体2和面板1和导磁轭铁5固定。
将两套永磁组合体，分别放入圆环筒7中，让导磁轭铁5朝向圆环筒 7内部中心，端面板1放置在圆环筒7的端面上。用连接螺栓8，将端面 板1与圆环筒7固定连接；
对整套的高均匀磁场系统，在饱和磁化场中磁化，使永磁体致磁化饱 和。距离被磁化过的整套的高均匀磁场系统周围，例如200 300mm之 内不要放置铁磁物品、永磁体、强直流或者交流电磁场，以免影响高均匀 磁场系统的性能。
然后通过所说的调节螺栓3调节两块导磁轭铁5的平面的相对平行度
S0.02mm，使工作区产生磁场的性能。
采用核磁共振仪器专用的磁性测量线圈，检测均匀磁场部位的磁场强 度及其磁场均匀性生物物质的磁感应强度5000 7000高斯，磁场均匀
性达10-5 l(T6。
权利要求
1.高均匀永磁场装置，其特征在于，包括设有样品孔(701)的圆环桶(7)；固定在所说的圆环桶(7)两端的端面板(1)；分别固定在所说的端面板(1)上的两块永磁体(2)；分别固定在所说的永磁体(2)端部的两块平行的导磁轭铁(5)，两块导磁轭铁(5)之间设有间隙(6)，左侧的永磁体(2)相对于间隙显示N极，右侧的永磁体(2)相对于间隙显示S极。
2. 根据权利要求1所述的高均匀永磁场装置，其特征在于，所说的 圆环筒(7)的外径为120 210mm，内径为100 170mm，长度130 313mm;所说的端面板(1)的外径为120 210mm，厚度为10 20mm;所说的永磁体(2)的外径为70 120mm，长度为50 120mm， Br 为12000 15000高斯；所说的导磁轭铁(5)，形状呈锥形圆台体，大端直径为86 138mm， 小端直径为60 93mm，圆台体高度13 30 mm。
3. 根据权利要求2所述的高均匀永磁场装置，其特征在于，所说的 圆环筒(7)材质为纯铁或者低碳钢，圆环筒(7)的两端平面的平行度 S0.05mm，所说的样品孔(701)为矩形孔，长度为10 50mm，宽度为 10 15mm。
4.根据权利要求2所述的高均匀永磁场装置，其特征在于，所说的 端面板(1)的厚度为10 20mm，材质为纯铁，端面板1的两平面的平 行度吼03mm。
5. 根据权利要求2所述的高均匀永磁场装置，其特征在于，所说的永磁体(2)的两平面的平行度^0.02mm，材质为永磁材料。
6. 根据权利要求2所述的高均匀永磁场装置，其特征在于，所说的 导磁轭铁(5)材质为纯铁，圆台体的两平面的平行度^0.02mm，两块导 磁轭铁5的平行度为S0.02mm。
7. 根据权利要求l所述的高均匀永磁场装置，其特征在于，导磁轭 铁(5)和端面板(1)之间采用长螺杆(4)连接固定，并将所说的永磁 体(2)固定在导磁轭铁(5)和端面板(1)之间；圆环桶(7)与端面板(1)采用连接螺栓(8)固定连接； 圆环桶(7)与端面板(1)的连接处设有调节螺栓(3)。
8. 根据权利要求1 7任一项所述的高均匀永磁场装置，其特征在于， 间隙(6)的长度D为10 13mm，以间隙(6)的长度D为直径和高度 形成的空间即为工作区。
9. 根据权利要求1 8任一项所述的高均匀永磁场装置的制备方法， 其特征在于，包括如下步骤将所说的永磁体(2)磁化不至于饱和状态，放置在端面板(1)平面 的中心位置，永磁体(2)的上面放上导磁轭铁5，导磁轭铁(5)的大端 面紧贴接触在永磁体(2)的一个平面，小平面朝上，永磁体(2)的中心与 导磁轭铁(5)的中心重合，然后用长螺杆(4)，把端面板(1)和导磁轭 铁(5)固定，夹紧永磁体(2)，构成一套永磁组合体，用同样的方法， 制备另外一套永磁组合体，使永磁体(2)和面板(1)和导磁轭铁(5) 固定；将两套永磁组合体，分别放入圆环筒(7)中，让导磁轭铁(5)朝向圆环筒(7)内部中心，端面板(1)放置在圆环筒(7)的端面上，用连 接螺栓(8)，将端面板(1)与圆环筒(7)固定连接； 然后在饱和磁化场中磁化，使永磁体致磁化饱和；然后通过所说的调节螺栓(3)调节两块导磁轭铁(5)的平面的相对平行度，获得产品。
全文摘要
本发明公开了一种高均匀永磁场装置及其制备方法，所述高均匀永磁场装置包括设有样品孔的圆环桶，固定在圆环桶两端的端面板，分别固定在端面板上的两块永磁体，左侧的永磁体相对于中心间隙显示N极，右侧的永磁体相对于中心间隙显示S极，分别固定在永磁体端部的两块平行的导磁轭铁，两块导磁轭铁之间设有间隙。本发明的高均匀永磁场装置，磁场均匀度可达到10^-5～10^-6，结构简单，没有侧磁铁，堵塞磁铁，制造比较容易，不需耗电。
文档编号G01R33/383GK101581772SQ200810037388
公开日2009年11月18日 申请日期2008年5月14日 优先权日2008年5月14日
发明者赵佑民 申请人:上海爱普生磁性器件有限公司;北京中科三环高技术股份有限公司