面向微型核磁共振檢測(cè)裝置的譜儀研究.pdf

1、核磁共振檢測(cè)技術(shù)具有無(wú)核輻射，高靈敏度檢測(cè)以及對(duì)被檢對(duì)象無(wú)損等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、化學(xué)和材料學(xué)等領(lǐng)域，然而由于傳統(tǒng)核磁共振設(shè)備體積龐大、造價(jià)昂貴，以致其使用條件和普及程度受到很大限制，由此出現(xiàn)了微型核磁共振檢測(cè)裝置的研究。本文致力于微型核磁共振檢測(cè)裝置中譜儀系統(tǒng)的研究，并將譜儀系統(tǒng)與微型核磁共振檢測(cè)裝置的其它組成部分結(jié)合，對(duì)譜儀系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
　　論文的主要研究成果如下:
　　1.在深入分析微型核磁共振檢測(cè)裝置中譜儀

2、技術(shù)需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套新型的譜儀系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。該譜儀系統(tǒng)能夠存儲(chǔ)控制程序，在脫離計(jì)算機(jī)的控制下獨(dú)立工作。采用模擬開關(guān)以脈寬調(diào)制的方式產(chǎn)生所需的脈沖序列，并采用射頻開關(guān)以時(shí)分雙工的方式實(shí)現(xiàn)收發(fā)轉(zhuǎn)換，有利于簡(jiǎn)化系統(tǒng)復(fù)雜性、縮減譜儀尺寸并降低制造成本。
　　2.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了發(fā)射鏈中各功能模塊，并對(duì)各模塊的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。具體包括:頻率源模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，可輸出3路頻率和初相位可調(diào)的高精度正弦信號(hào);脈沖序列產(chǎn)生模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，能

3、產(chǎn)生自旋回波序列、CP序列、CPMG序列等多種脈沖序列;脈沖功率調(diào)節(jié)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，可以調(diào)整脈沖序列信號(hào)的功率，使脈沖序列信號(hào)的功率適于激勵(lì)樣品發(fā)生共振。
　　3.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了接收鏈中各功能模塊，并對(duì)各模塊的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。具體包括:收發(fā)轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，使譜儀系統(tǒng)能在發(fā)射狀態(tài)、接收狀態(tài)、等待狀態(tài)這三種系統(tǒng)工作狀態(tài)之間迅速切換;低噪聲放火模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，該模塊具有低噪聲系數(shù)、高功率增益、超窄接收帶寬等特點(diǎn)，具備較高檢測(cè)靈

4、敏度;下變頻混頻模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，可將核磁共振信號(hào)(NMR信號(hào))搬移到較低頻率，便于數(shù)字采集。
　　4.設(shè)計(jì)并開發(fā)了譜儀系統(tǒng)相關(guān)模塊的控制程序。具體包括:開發(fā)了頻率源模塊的控制程序、脈沖序列產(chǎn)生模塊的控制程序以及收發(fā)轉(zhuǎn)換模塊的控制程序，使各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)特定的功能，并與其它模塊協(xié)調(diào)工作。
　　5.在上述研究成果的基礎(chǔ)上，搭建了微型核磁共振檢測(cè)裝置中的譜儀系統(tǒng)，并與磁體、線圈系統(tǒng)集成，對(duì)譜儀系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明:所開發(fā)的譜儀