DE2423778A1 - Vorrichtung zum antreiben eines reibungsarm drehbar gelagerten teils, insbesondere bei geraeten zur untersuchung der magnetischen kernresonanz - Google Patents

Vorrichtung zum antreiben eines reibungsarm drehbar gelagerten teils, insbesondere bei geraeten zur untersuchung der magnetischen kernresonanz

Info

Publication number
DE2423778A1
DE2423778A1 DE2423778A DE2423778A DE2423778A1 DE 2423778 A1 DE2423778 A1 DE 2423778A1 DE 2423778 A DE2423778 A DE 2423778A DE 2423778 A DE2423778 A DE 2423778A DE 2423778 A1 DE2423778 A1 DE 2423778A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrically conductive
sample
air gap
conductive member
working air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2423778A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Higham
John Bryant Leane
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PerkinElmer Ltd
Original Assignee
PerkinElmer Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PerkinElmer Ltd filed Critical PerkinElmer Ltd
Publication of DE2423778A1 publication Critical patent/DE2423778A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/30Sample handling arrangements, e.g. sample cells, spinning mechanisms
    • G01R33/307Sample handling arrangements, e.g. sample cells, spinning mechanisms specially adapted for moving the sample relative to the MR system, e.g. spinning mechanisms, flow cells or means for positioning the sample inside a spectrometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/36Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE
Dipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE . DipL-Gran. Dr. RUDOLF WOLGAST
D 5602 LANGENBERG · BÖKENBUSCH 41 Postfach 86 . Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895
Pa t en tanme Idling Perkin-Elmer Limited, Post Office Lane, Beaconsfield, Buckinghamshire,
England
Vorrichtung zum Antreiben eines reibungsarm drehbar gelagerten Teils, insbesondere bei Geräten zur Untersuchung der magnetischen Kernresonanz
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben eines reibungsarm drehbar gelagerten Teils mit im wesentlichen gleichmäßiger Geschwindigkeit um eine Drehachse, welche die Achse eines Magnetfeldes schneidet, das in einem Arbeitsluftspalt eines Magneten erzeugt wird, wobei der Magnet infolge des Arbeitsluftspaltes ein tonnenförmig von Polfläche zu Polfläche verlaufendes Streufeld erzeugt, mit einem Drehantrieb und einer dem Drehantrieb entgegenwirkenden Bremsvorrichtung, insbesondere zum Antrieb des eine untersuchte Probe enthaltenden rotierenden Teils bei Probensonden in Geräten zur Untersuchung der magnetischen Kernresonanz.
Eine Art von Gerät, bei welchem die vorliegende Erfindung beispielsweise anwendbar ist, ist ein Kernresonanzspektrometer mit einer Einrichtung zum Rotieren-lassen der Probe. In der nachstehenden Be-
409851/0713 - 2 -
Schreibung wird zur Erhöhung der Anschaulichkeit der Darstellung auf diese spezielle Anwendung Bezug genommen.
Bei einem bekannten Kernresonanz-Spektrometer ist ein Probenhalter in der Form eines länglichen Probenröhrchens von kleinem Durchmesser schwenkbar innerhalb einer Probensonde gelagert, die in !längsführungen in den Arbeitsluftspalt eines Dauermagneten einschiebbar ist. Der Dauermagnet erzeugt das polarisierende Feld, welches für die magnetische Kernresonanzanalyse erforderlich ist. Die zu analysierende Probe ist auf dem Grunde des Probenröhrchensangeordnet. Die mechanischen Teile sind so ausgebildet, daß im Betrieb die Mitte der gebildeten Probensäule ungefähr mit der magnetischen Achse des polarisierenden Magnetfelds zusammenfällt. Der Probenhalter kann um seine Längsachse in Drehung versetzt werden, indem daran eine kleine konzentrische Turbine angesetzt wird, die in die Nähe einer feststehenden Düse gelangt, wenn der Probenhalter in seiner Betriebsstellung innerhalb der Probensonde ist.
Gewöhnlich gibt man beim Arbeiten mit magnetischer Kernresonanz die Umlaufgeschwindigkeit der Probe in Hertz statt in Umdrehungen pro Minute an. Es ist bekannt, daß Kernresonanzlinien schmaler werden, dadurch, daß die Magnetfeldinhomogenitäten durch Rotation der Probe gering gehalten werden, wenn diese Rotationsfrequenz größer ist als die in Hertz gemessene Linienbreite in dem Kernresonanzfrequenzspektrum.
Der Umlauf der Probe führt unvermeidlich zu Umlaufseitenbändern, die um die Umlauffrequenz versetzt sind. Bei Frequenzen in der Nähe der unteren Grenze liegen die Seitenbänder in der Nähe des Mittelbandes, d.h. der interessierenden magnetischen Kernresonanz und überdecken eine Fläche in der gleichen Größenordnung wie die des Mittelbandes, wobei die Summe der beiden Flächen bei allen Frequenzen gleich bleibt. Wenn die Frequenz erhöht
409851/0713
wird, werden die Flächen der Seitenbänder zunehmend gedrungener und kleiner, während die Mittelbandfläche sich gleichzeitig vergrößert, in dem sie länger und schmaler wird. Da das Längerund Schmalerwerden der Kernresonanzlinie, die erhöhte Trennung und Verminderung der Seitenbänder alles sehr wünschenswerte Er» gebnisse sind, kann von einer Erhöhung der Frequenz bis zu einem Punkt, wo die Seitenbandfläche so klein wie gewünscht ist, viel gewonnen werden. Andererseits besteht bei jeder gewählten Frequenz die Notwendigkeit, eine solche Frequenz hinreichend genau zu regeln, insbesondere wenn es sich um quantitative Arbeiten handelt. Wenn das Integral des Kernresonanzsignals benötigt wird, werden die Seitenbänderflächen zusammen mit denen des Mittelbandes integriert. Das kann nur berücksichtigt werden, wenn die Seitenbänderflächen keinen Änderungen infolge einer Änderung der Umlauffrequenz unterworfen sind.
Außer der Stabilisierung der Umlauffrequenz besteht die Forderung nach einer geringfügigen Einstellbarkeit dieser Frequenz. Es kann geschehen, daß ein Seitenband eine schwache Kernresonanzlinie verdeckt. Eine geringfügige Frequenzverschiebung kann das richtigstellen, indem die Seitenbandabstände entweder erhöht oder vermindert werden, je nachdem was zweckmäßig ist. Man sieht somit, daß ein Kernresonazgerät mit umlaufender Probe eine umlaufende Anordnung erfordert, die in gutem dynamischen Ausgleich um die Betriebsumlauffrequenz herum gehalten werden kann, und das setzt natürlich eine verhältnismäßig schwingungsfreie Bewegung mit einem Minimum an Reibungswiderständen voraus.
Bei einigen kommerziellen Konstruktionen ist die Reibung gering gehalten worden durch Verwendung von Luftlagern. Gleichgültig aber wie reibungsarm die Lagerung der umlaufenden Anordnung ist, ist es schwierig, Umlauffrequenzstörungen zu vermeiden, die durch Fremdkörper hervorgerufen werden, welche die Lagerung stören.
409851/0713
2423773
Sehr kleine Teilchen können verhältnismäßig große Frequenzschwankungen hervorrufen, und zwar einfach deswegen, weil der zum Antrieb einer fast reibungsfrei umlaufenden Anordnung erforderliche Luftstrom sehr klein ist. Das bedeutet, daß das Drehmoment auch klein und daher leicht beeinflußbar ist.
Eine naheliegende Lösung besteht darin, irgendeine Art der Bremsung anzuwenden, um sicherzustellen, daß die Betriebsfrequenz bei erhöhtem Luftstrom an der Tur-bine erreicht wird und dementsprechend bei einem erhöhten Drehmoment, das auf die umlaufende Anordnung wirkt und im Verhältnis zu welchem jeder Störwiderstand vernachlässigbar sein würde.
Reibungsbremsen wurden mit geringem Erfolg versucht, und zwar hauptsächlich deswegen, weil es seht schwierig ist, einen konstanten Reibungskoeffizienten aufrechtzuerhalten. Eine Luftdämpfung mittels Luftflügeln, die einen Teil der umlaufenden Anordnung bilden, ist bei kommerziellen Konstruktionen verwendet worden. Der stabilisierende Effekt der Flügel ist jedoch häufig unzureichend, da Überlegungen hinsichtlich Raum, Bedienungskomfort, oder Zerbrechlichkeit die Verwendung von Fxügeln mit einer hinreichend großen Oberfläche ausschließen. Weiterhin erhöht sich die Wirkung der aerodynamischen Bremsung mit dem Quadrat der Luftgeschwindigkeit. Das ist zwar sehr gut vom Standpunkt der Stabilisierung der Umlauffrequenz. Es gestattet jedoch nicht eine bequeme Einstellung der Frequenz um den Betriebssollwert.
Es wäre natürlich möglich, die Frequenz der umlaufenden Anordnung abzutasten und den Luftstrom zu der Turbine mittels eines Stellgliedes zu steuern, so daß jede gewünschte Frequenz innerhalb eines vorgegebenen Bereichs erreicht und aufrechterhalten werden kann. Diese Lösung ist aufwendig insbesondere im Hinblick auf die Tatsache, daß bei jedem vorgegebenen Kernresonanzgerät die er-
— 3 —
409851/0713
forderlichen Frequenzeinstellungen nur einen sehr kleinen Bereich zu überdecken brauchen.
Eine Wirbelstrombremsung, wie sie bei Elektrizitätszählern verwendet wird, würde auf den ersten Blick wesentliche Vorteile bieten, da die Größe des erforderlichen umlaufenden leitenden Gliedes durch Verwendung eines hinreichend starken bremsenden Magnetfeldes klein gehalten werden kann. Leider würde die zum Bremsen erforderliche magnetische Feldstärke in einem Bereich so nahe bei dem Arbeitsluftspalt die Auflösung des polarisierenden Magneten des Kernresonanzgerätes beeinträchtigen. Es hat sich gezeigt, daß tatsächlich kein getrennter Bremsmagnet verwendet zu werden braucht, da das Streufeld, das von den Polschuhen eines kräftigen polarisierenden Magneten, wie er für ein hochauflösendes Kernresonanzgerät erforderlich ist, tonnenförmig nach außen verläuft, als bremsendes Magnetfeld verwendet werden kann.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs definierten Art besteht sinngemäß die Erfindung darin, daß die Bremsvorrichtung ein im Bereich des Streufeldes angeordnetes, mit dem anzutreibenden Teil verbundenes, elektrisch leitendes Glied aufweist, welches in dem Streufeld eine Wirbelstrombremsung erfährt.
Der Drehantrieb kann eine einen Rotorkörper anblasende Luftdüse enthalten. Der Rotorkörper kann aus elektrisch leitendem Material bestehen und zugleich das elektrisch leitende Glied bilden.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der anzutreibende Teil an seinem oberen Ende im Bereich des Streufeldes einen im wesentlichen zylindrischen Körper aus unmagnetischem elektrisch nichtleitenden Werkstoff, z.B. einen Kunststoffspritzteil, aufweist, der an seinem unteren Rand turbinenartig geformt ist und auf seiner Oberseite einen in Segmente geteilten, sich verjüngenden Vorsprung
- 6 40985170713
-G-
aufweist, und daß eine Scheibe aus elektrisch leitendem Material auf den Vorsprung einrastend aufgesetzt ist. Der zylindrische Körper kann eine durch den Ansatz hindurchgehende zentrale Bohrung aufweisen, in welcher der Oberteil eines in den Arbeitsluftspalt hineinragenden Probenrohres durch radiale Federkräfte der Segmente in definierter Lage gehalten ist.
Eine praktische Ausführung der Erfindung, bei -welcher das Gerät ein kernresonanzspektrometer ist, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert, die eine schematische perspektivische Darstellung des Magneten, des Arbeitsluftspaltes und der Probensonde mit einem umlaufenden Probenhalter ist.
Die einander gegenüberliegenden Magnetpole IA und IB eines polarisierenden Magneten, der mit 1 bezeichnet ist, bilden einen Arbeitsluftspalt IC, der sich zwischen diesen von Polfläche zu Polfläche erstreckt. Bei einer Luftspaltlänge von Ik mm und einer Hauptfeldstärke von 21, 14 Kilogausiin einem Magneten, bei welchem die Polschuhe kegeistumpfförmig ausgebildet sind und sich von einem größeren Durchmesser von 110 mm auf einen kleineren Durchmesser von 67 nun verjüngen, hat sich gezeigt, daß das Streufeld in einem Abstand von einigen 13 cm von dem geometrischen Zentrum des Arbeitsluftspalts gut über ein Kilogaus<, betrug. Die allgemeine Form des tonnenförraig nach außen verlaufenden Streufeldes ist bei ID dargestellt.
Ein in Umlauf versetzbares Teil in der Form eines Glasprobenrohres mit einer zylindrischen Außenfläche, das innerhalb enger geometrischer Grenzen gehalten wird, ist zwischen den Magnetpolen IA und IB angeordnet. Das untere Ende des Rohres, das geschlossen ist, liegt beispielsweise 1 cm unter der magnetischen Achse. Die Längsachse des Probenrohres schneidet die besagte magnetische Achse senkrecht ungefähr in der magnetischen Mitte des Arbeitsluftspaltes.
409851/0713 - 7 -
-V-
Der Boden des Rohres 2 ist schwenkbar abgestützt und wird in Längsrichtung gehalten durch ein Stirnlager 3· Eine radiale Halterung und Anordnung wird von einem (nicht dargestellten) Luftlager bewirkt, welches mit der Außenfläche des Rohres 2 in einem Abstand von einigen zehn Zentimeter von dem Lager 3 zusammenwirkt. Beide Lager bilden einen Teil einer mit 4 bezeichneten Probensonde.
Der Drehantrieb 5 enthält einen Körper 5A von zylindrischer Grundform in Gestalt eines Kunststoffspritzteiles, welches an seinem unteren Ende bei 5D turbinenartig ausgebildet ist und welches an seinem oberen Ende einen in Segmente geteilten, sich verjüngenden Vorsprung 5C aufweist. Über den in Segmente geteilten Vorsprung 5C ist eine dicke Aluminiumscheibe 5^ geschoben, die auf dem Vorsprung einrastet, so daß sie fest mit dem Körper 5A verbunden ist. Eine Axialbohrung, die den gleichen Nenndurchmesser besitzt wie der Außendurchmesser des Rohres 2 und die durch den Vorsprung 5C hindurchtritt, gestattet ein Einschieben des Rohres 2 in den Körper 5A, so daß das Rohr 2 durch den auf die Wandung des Rohres 2 durch die Federung der Segmente des Vorsprungs 5C ausgeübten Druck in einer vorgegebenen Lage gehalten wird. Die Axialbohrung durch den Körper 5A ist im Bereich des Vorsprunges ^C geringfügig verengt, so daß die Segmente sich geringfügig nach außen durchbiegen müssen, um einen Durchtritt des Rohres 2 zu ermöglichen. Am unteren Ende ist die Axialbohrung mit einer Ausnehmung versehen, die einen (nicht dargestellten) O-Ring aufnimmt, der das Rohr in der Bohrung abdichtet und gleichzeitig die Haltewirkung der Segmente in dem Vorsprung 5C unterstützt.
Nach dem Durchtritt des Rohres durch den Körper 5A braucht der Benutzer nur den Körper 5A zu ergreifen, das Rohr 2 in eine ringförmige Halterung einzuführen, die in einem vorgegebenen Ab-
- 8 4 09851/0713
stand von einem Endanschlag für das Rohr 2 angeordnet ist, und den Körper 5A in Kontakt mit der ringförmigen Halterung zu drücken. Wenn der Körper 5A auf diese Weise richtig längs der Länge des Rohres 2 positioniert ist, kommt der turbinenartig geformte Teil 5B in die Nähe einer Luftdüse 6, die in einem Kunststoffspritzteil 4A an der Oberseite der Probensonde k gehaltert ist und aus einer (nicht dargestellten) Druckluftquelle gespeist wird. Durch das Zusammenwirken der Düse 6, des turbinenartig geformten Teils 5B und der Reibverbindung zwischen dem Körper 5A und dem Rohr 2 kann das letztere mit der gewünschten Betriebsfrequenz in Drehung versetzt werden, in-dem die Luftzufuhr zu der Düse 6 eingestellt wird.
Man sieht, daß die Aluminiumscheibe 5D von den magnetischen Kraftlinien des magnetischen Streufeldes ID durchsetzt wird, was bedeutet, daß in der Scheibe Wirbelströme induziert werden, die dem Drehmoment entgegenwirken, welches durch die Wirkung der Luftturbine erzeugt wird, und zwar in einem Maße, welches im wesentlichen linear mit der Umlaufgeschwindigkeit sich ändert. Die Dicke der Scheibe 9D bestimmt bei jedem vorgegebenen Wert des Streufeldes und Scheibendurchmessers natürlich die Wirksamkeit der Scheibe als elektrodynamische Bremse. Es hat sich gezeigt, daß bei vorgegebenen praktischen Einstellungen der Luftzufuhr an der Düse 6 es möglich ist, eine Geometrie der Scheibe ^O zu wählen, die ein Wirbelstrom-Bremsmoment liefert, das gerade bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit das Drehmoment der Luftturbine kompensiert. Die beste Stabilisierung der Frequenz verbunden mit einem brauchbaren Bereich der Frequenzeinstellung scheint sich dadurch zu"ergeben, wenn Grenzbedingungen bei einer Frequenz geringfügig oberhalb der hähsten erforderlichen Betriebsfrequenz erreicht werden.
409851/0713
Bei einem Streufeld von 1,7 Kilogauss dreizehn Zentimeter von der Mitte des Arbeitsluftspaltes wurde mit Erfolg eine Aluminiumscheibe mit einer Dicke von 4,'5 Millimeter und einem Durchmesser von neunzehn Millimeter verwendet, wenn die Grenzbedingung bei einem Luftdruck von 0,77 kp/cm und einer Luftströmung von vier Liter pro Minute bei einer Frequenz von fünfunddreißig Hertz erreicht wurden. Der turbinenartige Teil 5B hatte einen Durchmesser von achtzehn Millimeter und es waren achtzehn geneigte sägezahnförmige Schaufeln vorgesehen, wobei jede Schaufel zwei Millimeter über die Baäs, drei Millimeter vom Schalter zur Basis und vier Millimeter in der Höhe maß. Die Düse 6 war schlitzförmig mit einer Länge der Austrittsöffnung von drei Millimeter und einer Breite von 0,1 Millimeter. Sie war zwei Millimeter von dem turbinenartigen Teil entfernt.
Obwohl die Wirbelstrombremse getrennt von der Turbine ausgebildet war, wäre es natürlich möglich, wenn auch herstellungstechnisch schwieriger, eine elektrisch leitende Turbine vorzusehen, die sowohl die Antriebs- als auch die Bremsfunktionen erfüllt. Die obigen Abmessungen gelten, wenn ein Normprobenröhrchen verwendet wird, das ein Außendurchmesser von fünf Millimeter besitzt. Wenn Probenröhrchen von größerem Durchmesser benötigt werden, um das von der Kernresonanz-Empfängerspule "gesehene" Volumen zu erhöhen und somit die Empfindlichkeit des Kernresonanzgerätes zu verbessern, muß die Umlauffrequenz vermindert werden, um Wirbelprobleme zu vermeiden. Somit können Frequenzen von zehn Hertz oder weniger erforderlich werden, sei es um frei von Wirbeln zu bleiben oder aus ganz anderen Gründen, die beispielsweise mit der Kernresonanzphysik zusammenhängen, wobei die Stabilisation des Umlaufes bekanntermaßen schwierig wird, wenn nicht ein Regelkreis verwendet wird. Insbesondere werden Luftflügel vollständig unbrauchbar aus den oben erwähnten Gründen. Die vorliegende Erfindung gestattet eine elegante Lösung: Alles was benötigt wird, ist eine in geeigneter Weise bemessene Wirbelstrom-Brems-
409851/0713 -10-
vorrichtung, was bei dem beschriebenen praktischen Ausführungsbeispiel einfach eine Vergrößerung der Dicke und gegebenenfalls des Durchmessers der Aluminiumscheibe 5D bedingt.
Mit der Druckluftversorgung, die üblicherweise zum Zwecke des Antriebs der Probe bei Kernresonanzgeräten verwendet wird, ist es möglich, eine brauchbare Wirbelstrombremse nach der vorliegenden Erfindung zu schaffen, die auch dann, wenn der Kompressor voll belastet ist, eine Grenzfrequenz von nur wenigen Hertz liefert. Es ist zweifelhaft, ob dies jemals mit einer aerodynamischen Bremsung erreicht werden könnte ohne daß unzulässig komplizierte Konstruktionen verwendet wurden.
Es ist tatsächlich überraschend, daß eine Wirbelstrombremsung des umlaufenden Probenrohres durch Verwendung des Streufeldes des Kernresonanzmagneten so wirkungsvoll gemacht werden kann, ohne gleichzeitig die Auflösung der beobachteten magnetischen Kernresonanzen zu beeinträchtigen.
Wie oben gesagt, wäre es möglich, die Funktionen der Turbine und der Wirbelstrombremse zu kombinieren, indem die Turbine aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt wird. Wenn dabei dem Volumen des Metalls, das zugelassen werden kann, wo es als Bremse am wirkungsvollsten ist, d.h. an dem Umfang des doppelt wirkenden Rotors, eine Begrenzung auferlegt wird, kann diese Schwierigkeit dadurch vermieden werden, daß ein Metall mit geeignet hohem elektrischem Widerstand, zum Beispiel Konstantan, verwendet wird, von welchem ein vergleichsweise größeres kritisches Volumen zur Erzielung einer vorgegebenen Bremswirkung verwendet werden kann. Es besteht natürlich keine Notwendigkeit, die Wahl des Materials auf Metalle zu beschränken. Es können andere elektrisch leitende Materialien verwendet werden, so lange sie bei einem Kernresonanzgerät hinreichend unmagnetisch sind.
- 11 -
409851/0713
-Ii-
Es versteht sich, daß eine Luftturbine nicht von zylindrischer Grundform zu sein braucht. Sie könnte gleichermaßen konisch sein oder irgendeine andere geeignete Form haben, und sie braucht nicht mit Schaufeln versehen zu sein. Ein glatter Zylinder kann durch eine tangential angeordnete Düse in Drehung versetzt werden. Es folgt in gleicher Weise daraus, daß in Abhängigkeit von der Form und der Anordnung der Turbine (ob sie die zweifache Funktion erfüllt oder nicht) es möglich ist, nicht nur einen Drehantrieb zu erzeugen, sondern auch eine Auftriebskomponente bei einem umlaufenden System, das vollständig auf Luft gelagert ist.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung, die sich in der Praxis als recht brauchbar erwiesen hat, enthält einen Metallkörper, der innerhalb des Probenrohres der Kernresonanzprobensonde außerhalb des Volumens des Magnetfeldes angeordnet ist, welches die Probe aufnimmt. Es ist überraschend wie nahe der Metallkörper an die Grenze dieses Volumens herangebracht werden kann, ohne unerwünschte Störungen des Magnetfeldes an der Probe hervorzurufen. Die Wirbelstrom-Bremswirkung ist natürlich innerhalb des Arbeitsluftspaltes.besonders stark, weil dort die magnetische Feldstärke am größten ist.
Wenn man vorsieht, daß der Metallkörper in jeder gewünschten Lage längs des Probenrohres gehalten wird, beispielsweise durch irgendwelche Reibungsmittel, und einen Stößel an dem Metallteil anbringt, ist der Benutzer sehr leicht in der Lage, die Bremswirkungv zu regulieren: Ein Absenken des Stößels erhöht die Bremswirkung und ein Anheben vermindert sie. Der Metallkörper kann zur Erzielung maximaler Bremswirkung massiv oder auch ringförmig sein. Ein ringförmiger Metallkörper, der in den Arbeitsluftspalt abgesenkt wird, braucht nicht innerhalb des Probenrohres angeordnet zu sein: Er kann ebenso - natürlich mit einigen Einschränkungen - auf der Außenseite des Probenrohres gelagert sein, und es kann ein Ansatz vorgesehen sein, um seine Lage auf dem Rohr zu regulieren.
409851/0713
- 12 -

Claims (8)

  1. Patentansprüche
    orrichtung zum Antreiben eines reibungsarm drehbar gelagerten Teils mit im wesentlichen gleichmäßiger Geschwindigkeit um eine Drehachse, welche die Achse eines Magnetfeldes schneidet, das in einem Arbeitsluftspalt eines Magneten erzeugt wird, wobei der Magnet infolge des Arbeitsluftspaltes ein tonnenförmig von Polfläche zu Polfläche verlaufendes Streufeld erzeugt, mit einem Drehantrieb und einer dem Drehantrieb entgegenwirkenden Bremsvorrichtung, insbesondere zum Antrieb des eine untersuchte Probe enthaltenden rotierenden Teils bei Probensonden in Geräten zur Untersuchung der magnetischen Kernresonanz, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung ein im Bereich des Magnetfeldes (ID) angeordnetes, mit dem anzutreibenden Teil (2) verbundenes, elektrisch leitendes Glied (5D) aufweist, welches in dem Magnetfeld (lD) eine Wirbelstrombremsung erfährt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb eine einen Rotorkörper (5A, 5B) anblasende Luftdüse (6) enthält.
  3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper aus elektrisch leitendem Material besteht und zugleich das elektrisch leitende Glied der Bremsvorrichtung bildet.
    - 13 -
    4Ü9851 /0713
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der anzutreibende Teil (2) an seinem oberen Ende im Bereich des Streufeldes (ID) einen im wesentlichen zylindrischen Körper (5A) aus unmagnetischem elektrisch nichtleitenden Werkstoff, z.B. einen Kunststoffspritzteil, aufweist, der an seinem unteren Rand (5B) turbinenartig geformt ist und auf seiner Oberseite einen in Segmente geteilten, sich verjüngenden Vorsprung (5C) aufweist, und daß eine Scheibe (5D) aus elektrisch leitendem Material auf den Vorsprung (5C) einrastend
    • aufgesetzt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper (5A) eine durch den Ansatz hindurchgehende zentrale Bohrung aufweist, in welcher der Oberteil eines in den Arbeitsluftspalt hineinragenden Probenrohres (2) durch radiale Federkräfte der Segmente in definierter Lage gehalten wird»
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Glied im Streufeld des Magneten außerhalb des Arbeitsluftspaltes angeordnet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Glied unmagnetisch und im Magnetfeld innerhalb des Arbeitsluftspaltes jedoch außerhalb des von einer Probe einzunehmenden Volumens angeordnet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Glied ein Metallkörper ist, der mit Heibung in einem Probenrohr verschiebbar gehalten ist.
    - 14 -
    409851/0713
    Vorrichtung nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Glied ein ringförmiger Metallkörper ist, der mit Reibung auf der Außenseite eines Probenrohres geführt und gehalten ist.
    409851/071 3
DE2423778A 1973-05-21 1974-05-16 Vorrichtung zum antreiben eines reibungsarm drehbar gelagerten teils, insbesondere bei geraeten zur untersuchung der magnetischen kernresonanz Withdrawn DE2423778A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB24065/73A GB1480478A (en) 1973-05-21 1973-05-21 Spinning in a magnetic field

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2423778A1 true DE2423778A1 (de) 1974-12-19

Family

ID=10205810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2423778A Withdrawn DE2423778A1 (de) 1973-05-21 1974-05-16 Vorrichtung zum antreiben eines reibungsarm drehbar gelagerten teils, insbesondere bei geraeten zur untersuchung der magnetischen kernresonanz

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3911355A (de)
JP (1) JPS5727417B2 (de)
CH (1) CH565430A5 (de)
DE (1) DE2423778A1 (de)
FR (1) FR2231000B1 (de)
GB (1) GB1480478A (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4088944A (en) * 1976-10-04 1978-05-09 Varian Associates, Inc. NMR Spectrometer employing self centering turbine
US4077002A (en) * 1976-11-22 1978-02-28 Varian Associates, Inc. Method and apparatus for NMR sample tube vortex plug
SU765724A1 (ru) * 1977-06-03 1980-09-23 Институт Кибернетики Ан Эстонской Сср Датчик сигналов дерного магнитного резонанса
US4275350A (en) * 1979-05-29 1981-06-23 Varian Associates, Inc. Sample spinning mechanism for NMR probes
US4305036A (en) * 1979-07-09 1981-12-08 Gesellschaft Fur Biotechnologische Forschung Mbh Method and apparatus for high resolution nuclear magnetic resonance spectroscopy
US4301410A (en) * 1979-09-28 1981-11-17 International Business Machines Corporation Spin imaging in solids using synchronously rotating field gradients and samples
US4446430A (en) * 1981-08-31 1984-05-01 Monsanto Company Sample spinner for nuclear magnetic resonance spectrometer
US4496907A (en) * 1982-05-06 1985-01-29 Dickey-John Corporation Method and apparatus for non-destructively determining ingredients of a sample
US4706029A (en) * 1985-08-23 1987-11-10 Varian Associates, Inc. Pulsed gas control for NMR spinner speed adjustment
US4806868A (en) * 1987-11-13 1989-02-21 Varian Associates, Inc. NMR spinner speed control
US4859949A (en) * 1988-01-26 1989-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Magnetic resonance spectroscopy apparatus
DE4442742C1 (de) * 1994-12-01 1996-05-23 Bruker Analytische Messtechnik Probenkopf für die Kernresonanz-Spektroskopie
DE10111674C2 (de) * 2001-03-09 2003-02-06 Bruker Biospin Ag Faellanden Vorrichtung zum Transport sowie zur exakten Positionierung eines Probengläschens in einem hochauflösenden NRM-Spektrometer
DE102013217227A1 (de) * 2013-08-29 2015-03-05 Bruker Biospin Gmbh NMR-Spektrometer mit ergonomisch günstigem Probenwechsler

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3172035A (en) * 1961-05-08 1965-03-02 Varian Associates Probe for a gyromagnetic resonance apparatus
US3462677A (en) * 1967-06-12 1969-08-19 Varian Associates Gyromagnetic resonance spectrometer having means for measuring the rate of sample rotation
US3681683A (en) * 1970-09-14 1972-08-01 Varian Associates Gyromagnetic resonance spectrometer utilizing an improved sample spinning and ejecting structure

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL239213A (de) * 1958-06-05

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3172035A (en) * 1961-05-08 1965-03-02 Varian Associates Probe for a gyromagnetic resonance apparatus
US3462677A (en) * 1967-06-12 1969-08-19 Varian Associates Gyromagnetic resonance spectrometer having means for measuring the rate of sample rotation
US3681683A (en) * 1970-09-14 1972-08-01 Varian Associates Gyromagnetic resonance spectrometer utilizing an improved sample spinning and ejecting structure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
O. Richter, R.v.Voß, F. Kozer, Bauelemente der Feinmechanik, 9. Aufl., Berlin, 1964, VEB Verlag Technik, S. 489, 499, 527,528 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2231000B1 (de) 1977-09-30
GB1480478A (en) 1977-07-20
US3911355A (en) 1975-10-07
JPS5048988A (de) 1975-05-01
FR2231000A1 (de) 1974-12-20
JPS5727417B2 (de) 1982-06-10
CH565430A5 (de) 1975-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2423778A1 (de) Vorrichtung zum antreiben eines reibungsarm drehbar gelagerten teils, insbesondere bei geraeten zur untersuchung der magnetischen kernresonanz
DE2809237A1 (de) Signalgeber fuer kernmagnetische resonanz
DE3411854A1 (de) Vorrichtung zum drehen einer wirbelstromsonde sowie abtastvorrichtung und -verfahren
DE2741544A1 (de) Paralleljustiereinrichtung von polflaechen
DE2743943A1 (de) Kernresonanzspektrometer mit selbstzentrierender turbine
DE2521147A1 (de) Verstellbarer elektrischer sondenhalter
DE1439896B2 (de) Magnet zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes
EP0483228A1 (de) Kernresonanz-spektrometer und verfahren zum messen der kernresonanz.
DE1960599A1 (de) Ventil mit Regeleinrichtung
DE3437937A1 (de) Vorrichtung zur fuehrung und lagerung rheologischer messsysteme, insbesondere rotationsrheometer
DE68928149T2 (de) Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes für ein Elektronenspinresonanz-System
DE1267873B (de) Mikrotom
DE954814C (de) Verfahren zur Herausfuehrung der in einem Induktionsbeschleuniger beschleunigten Teilchen und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE3603854A1 (de) Ergometer, insbesondere fahrrad-ergometer
DE1296285B (de) Dauermagnetanordnung mit Temperaturkompensation
DE945215C (de) Kreisschneider
DE2163968A1 (de) Verstellbare Befestigungsvorrichtung in einem Mikrotom
DE943548C (de) Elektronenmikroskop mit zwei permanentmagnetisch erregten Abbildungslinsen
DE1439896C (de) Magnet zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes
DE733053C (de) Vorrichtung zum Oberflaechendruecken fuer Zylinderlaufbuchsen
DE1184418B (de) Anordnung zur Feineinstellung der Polflaechen eines Magneten
DE7705032U1 (de) Rennmaschine
DE961370C (de) Magnetische Polschuhlinse
DE938586C (de) Automatische Regeleinrichtung zur Drehzahlkonstanthaltung
DE1122745B (de) Nachgiebige Halterung für einen Magnetkopf an einem Magnettrommelspeicher

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
8125 Change of the main classification

Ipc: G01N 24/04

8130 Withdrawal