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核磁共振譜儀的組成部分
來源:EWG1990儀器學習網 | 作者:admin | 發布時間: 2022-03-15 | 7184 次瀏覽 | 分享到:
通常是用電磁鐵和**磁鐵產生均勻而穩定的磁場B。在兩磁極之間安裝一個探頭,探頭中央插入試樣管。試樣管在壓縮空氣的推動下,勻速而平穩地回旋。射頻振蕩器線圈安裝在探頭中,產生一定頻率的射頻輻射以激發核。它所產生的射頻場必須與磁場方向垂直。射頻接收線圈也安裝在探頭中,以來探測核磁共振時的吸收信號。另有一組掃描線圈安裝在磁鐵兩級上,以達到掃場操作的目的。通過掃描發生器線圈在方向疊加一個小的掃描磁場B1,調節B1的大小,以便使總的外磁場可在優先范圍內變化,當1H核產生的回旋頻率對于射頻頻率時,核吸收射頻能量產生核磁共振。從射頻接收器過來的核磁共振信號和掃場的磁場強度同時送到記錄儀,即可得到核磁共振波譜圖,縱坐標為信號強度,橫坐標為磁場強度或化學位移。

核磁共振譜儀主要由下列主要部件組成:﹙1﹚ 磁鐵,﹙2﹚ 探頭,﹙3﹚射頻和音頻發射單元,﹙4﹚頻率和磁場掃描單元,﹙5﹚信號放大、接受和顯示單元。后三個部件裝在波譜儀內。

 

1)磁鐵

磁鐵是核磁共振儀*基本的組成部件。它要求磁鐵能提供強而穩定、均勻的磁場。核磁共振使用的磁鐵有三種L**磁鐵、電磁鐵和超導磁鐵。由**磁鐵和電磁鐵獲得的磁場一般不能超過2.5T。而超導磁體可使磁場高達10T以上,并且磁場穩定、均勻。目前超導賀詞共振儀一般在200-400MHz,*高可高達600MHz,但超導核磁共振儀價格高昂,目前使用還不十分普遍。

 

2)探頭

探頭裝在磁極間隙內,用來檢測核磁共振信號,是儀器的心臟部分。探頭除包括試樣管外,還有發射線圈以及豫放大器等元件。待測試樣放在試樣管內,再置于繞有接受線圈和發射線圈的套管內。磁場和頻率源通過探頭作用于試樣。


為了使磁場的不均勻性產生的影響平均化,試樣探頭還裝有一個氣動渦輪機,以使試樣管能沿其縱軸以每分鐘幾百轉的速度旋轉。

 

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3)波譜儀

a. 射頻源和音頻調制

高分辨波譜儀要求有穩定的射頻頻率和功能。為此,儀器通常采用恒溫下的石英晶體振蕩器得到基頻,再經過倍頻、調頻和功能放大得到所需要的射頻信號源。

 

為了提高基線的穩定性和磁場鎖定能力,必須用音頻調制磁場。為此從石英晶體振蕩器中的得到音頻調制信號,經功率放大后輸入到探頭調制線圈。

 

b.  掃描單元

核磁共振的掃描方式有兩種:一種是保持頻率恒定,線性地改變磁場,稱為掃場;另一種是保持磁場恒定,線性地改變頻率,稱為掃頻。許多儀器同時具有這兩種掃描方式,掃描速度的大小會影響信號峰的顯示。速度太慢,不僅增加了實驗時間,而且信號容易飽和;相反,掃描速度太快,會造成峰形變寬,分辨率降低。

 

c.  接受單元

從探頭預放大器得到的載有核磁共振信號的射頻輸出,經一系列檢波、放大后,顯示在示波器和記錄儀上,得到核磁共振譜。

 

4)計算機

我們工作時進行人機對話,包括操作儀器、設置參數、數據處理和打印圖譜都是通過計算機來進行的。現在,譜儀上所使用的計算機的操作系統有Windows和Unix。

 

5)其他附屬設備

a.    空氣壓縮機

產生壓縮空氣,用來控制樣品管的裝入和排出,并且使樣品管在工作時旋轉。在空氣壓縮機把壓縮空氣送入探頭的管道中間有除濕盒過濾裝置,以便送入探頭的空氣是潔凈和干燥的。

 

b.    前置處理單元

這部分有控制氣流、控制變溫系統、信號初級放大以及液氮的顯示等功能。

 

c.    變溫控制部分

通過電熱絲升溫,精度可以達到0.1℃.低溫實驗時,通過杜瓦瓶吹出的氮氣,降低探頭的溫度。


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