超導(dǎo)磁共振波譜儀室溫勻場線圈的設(shè)計.pdf

1、超導(dǎo)磁共振波譜利用磁性核的化學(xué)位移和自旋耦合現(xiàn)象，在不破壞待測物質(zhì)的前提下研究物質(zhì)的物理、化學(xué)和生物特性，已成為分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)的強有力手段，廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)部門。
　　磁共振現(xiàn)象的產(chǎn)生離不開磁體，受磁體設(shè)計工藝、樣品磁導(dǎo)率和磁體附近鐵磁性物質(zhì)等因素的影響，磁體空間內(nèi)往往存在著非均勻性，使得最終采集到的信號展寬或畸變，無法用于定量分析。因此，亟待對超導(dǎo)磁體進行勻場。
　　當前，用于勻場的方法主要包括無源式和有源式兩大類，其中有

2、源式又分為超導(dǎo)式和常導(dǎo)式（又稱室溫式）兩種。
　　本文主要針對500 MHz超導(dǎo)磁共振波譜儀進行低階室溫勻場線圈的設(shè)計，其目的是校正主磁場空間中的非均勻項，使主磁場盡可能均勻。
　　首先介紹了用于產(chǎn)生磁共振現(xiàn)象的磁體的分類及其性能指標，指出當前磁場存在著非均勻性這一事實。
　　其次概述了磁共振的基本原理、磁共振波譜的原理和系統(tǒng)構(gòu)成，重點描述了化學(xué)位移和自旋耦合的概念，對磁共振波譜儀有一個初步的認識。
　　再次從電

3、磁學(xué)的基本理論出發(fā)，逐步推導(dǎo)出恒定靜磁場在笛卡爾坐標系下的展開式，給出不同磁場非均勻項存在的函數(shù)形式，并指出勻場線圈需要根據(jù)這些函數(shù)形式進行設(shè)計，才能產(chǎn)生出相反的微弱磁場來抵消這些非均勻分量。后利用Biot– Savart定律和磁場疊加定理推導(dǎo)出通電圓弧在z軸上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的空間分布，對其進行泰勒級數(shù)展開建立勻場線圈設(shè)計的數(shù)學(xué)表達式模型，并提出本文要進行設(shè)計的勻場線圈。
　　然后分別利用閉合通電線圈和通電圓弧產(chǎn)生磁場的基本理論