CN210142181U - 高信噪比低死时间的核磁共振分析探头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高信噪比低死时间的核磁共振分析探头，其谐振电路在磁体中与射频收发双工器连接，其特征在于：它由并联匹配电容(1)、射频线圈(2)、串联匹配电容(3)和负载电容(4)组成，所述负载电容(4)一端接地，一端接入负载电阻(5)，两者串联后与串联匹配电容(3)并联，所述射频线圈(2)一端接串联匹配电容(3)，一端接信号端，所述并联匹配电容(1)一端接信号端，另一端接地。本实用新型通过调整负载电容容值，提高了探头信噪比，降低了探头死时间，为测量页岩中的有机质、干酪根等短弛豫组分提供了技术条件。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种调谐和匹配核磁共振分析探头的电路，尤其是能增加信噪比和降低死时间的电容调谐和匹配电路。
背景技术
核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)技术以其性能优越性而被广泛研究和应用，探头是核磁共振谱仪中不可或缺的核心部件之一。信噪比、死时间是衡量探头性能的重要指标，信噪比较高、死时间较低对于被测样品信号较差时，是有利的。
目前传统的核磁共振分析探头具有信噪比较低、死时间较高的技术缺陷。
实用新型内容
为了克服现有的核磁共振分析探头信噪比较低、死时间较高的技术不足，本实用新型提供了一种基于电容的调谐和匹配电路，该电路提高了探头的信噪比，且降低了死时间。
本实用新型采用以下技术方案：本实用新型设计了一种高信噪比低死时间的核磁共振分析探头，其谐振电路在磁体中与射频收发双工器连接，其特征在于：它由并联匹配电容、射频线圈、串联匹配电容和负载电容组成，所述负载电容一端接地，一端接入负载电阻，两者串联后与串联匹配电容并联，所述射频线圈一端接串联匹配电容，一端接信号端，所述并联匹配电容一端接信号端，另一端接地。
进一步的，所述串联匹配电容为频率调谐电容，可将射频线圈的谐振频率调谐至磁体场强所对应的共振频率,所述并联匹配电容和所述串联匹配电容将探头谐振电路的阻抗匹配至电阻为50欧姆,电抗为0欧姆。
进一步的，根据所用磁体的场强大小，知道共振频率的大小，从而通过调节频率调谐电容的容值，将调谐电路的谐振频率调节到所需的频率上。
进一步的，根据无损耗传输线理论,当终端负载阻抗与均匀传输线的特性阻抗相等时,传输线上无反射波，只有自信号源向负载传播的电压和电流的入射波，信号源激励的信号功率完全到达负载端并被负载吸收。
更进一步的，射频线圈的调谐与匹配就是,调节线圈的谐振频率为与磁体结构目标区域磁场相对应的共振频率,并匹配线圈的总阻抗为传输线的特性阻抗,以使线圈获得最大发射能量；鉴于核磁共振功放***和同轴电缆的特性阻抗为50欧姆,需要对射频线圈进行调谐和匹配,使得从输入端观察核磁共振探头电路的阻抗为50欧姆,同时确保频率是所需要的共振频率。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型通过调整负载电容容值，提高了探头信噪比，降低了探头死时间，可以对页岩中的有机质、干酪根等短弛豫组分进行有效测量。
附图说明
图1为本实用新型电路原理图。
图中标号：
1-并联匹配电容 2-射频线圈 3-串联匹配电容
4-负载电容 5-负载电阻。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例作详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围作出更为清楚明确的界定。
参见图1所示，一种高信噪比低死时间的核磁共振分析探头，其谐振电路在磁体中与射频收发双工器连接，它由并联匹配电容1、射频线圈2、串联匹配电容3和负载电容4组成，所述负载电容4一端接地，一端接入负载电阻5，两者串联后与串联电容3并联，所述射频线圈2一端接串联匹配电容3，一端接信号端，所述并联匹配电容 1一端接信号端，另一端接地；为了便于调谐和匹配至谐振频率，串联匹配电容3采用连续可调电容设计。
具体的，所述串联匹配电容3为频率调谐电容，可将射频线圈2 的谐振频率调谐至磁体场强所对应的共振频率,所述并联匹配电容1 和所述串联匹配电容3都为阻抗匹配电容，可将探头谐振电路的阻抗匹配至电阻为50欧姆,电抗为0欧姆。
具体的，在图1所示实例中，根据磁体结构目标区域的磁场为 10.02MHz，选取负载电容4为100皮法。根据共振频率值、射频线圈2的电阻和电感参数，负载电容值，最终并联匹配电容1、串联匹配电容3的容值为122皮法、671皮法。
综上所述，本实用新型通过调整负载电容容值，提高了探头信噪比，降低了探头死时间，可以对页岩中的有机质、干酪根等短弛豫组分进行有效测量。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (2)
1.一种高信噪比低死时间的核磁共振分析探头，其谐振电路在磁体中与射频收发双工器连接，其特征在于：它由并联匹配电容(1)、射频线圈(2)、串联匹配电容(3)和负载电容(4)组成，所述负载电容(4)一端接地，一端接入负载电阻(5)，两者串联后与串联匹配电容(3)并联，所述射频线圈(2)一端接串联匹配电容(3)，一端接信号端，所述并联匹配电容(1)一端接信号端，另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种高信噪比低死时间的核磁共振分析探头，其特征在于：所述串联匹配电容(3)为频率调谐电容，可将射频线圈(2)的谐振频率调谐至磁体场强所对应的共振频率,所述并联匹配电容(1)和所述串联匹配电容(3)将探头谐振电路的阻抗匹配至电阻为50欧姆,电抗为0欧姆。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112147554A (zh) * | 2020-09-05 | 2020-12-29 | 武汉联影生命科学仪器有限公司 | 接收线圈的频率和匹配调谐装置、低温探头及磁共振装置 |
| WO2023093082A1 (zh) * | 2021-11-25 | 2023-06-01 | 浙江大学 | 基于射频发射表面线圈的元器件布局方法、***及线圈 |
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2019
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| CN112147554B (zh) * | 2020-09-05 | 2023-08-15 | 武汉联影生命科学仪器有限公司 | 接收线圈的频率和匹配调谐装置、低温探头及磁共振装置 |
| WO2023093082A1 (zh) * | 2021-11-25 | 2023-06-01 | 浙江大学 | 基于射频发射表面线圈的元器件布局方法、***及线圈 |
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