KR100924361B1 - Dipole Magnet Apparatus using Gageblock - Google Patents

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Abstract

본 발명은 게이지 블록을 활용한 쌍극자 자석 장치에 관한 것으로, 일정한 두께를 가지고, 시료가 놓일 자기장 공간을 포함하는 게이지 블록, 마주 보는 극성이 서로 반대가 되도록 게이지 블록의 양단에 각각 위치하여 게이지 블록 내부에 구비된 자기장 공간에 자기장을 형성시키고, 게이지 블록의 두께만큼 이격되어 상호 흡인력에 의해 게이지 블록의 양단에 안쪽 면이 고정되어 평행하게 설치되는 한 쌍의 쌍극자 자석을 포함하여 구성되며, 두 개의 쌍극자 자석 사이에 구비된 게이지 블록을 통해 쌍극자 자석을 서로 평행하게 유지키시고, 게이지 블록의 두께에 따라 쌍극자 자석 사이의 거리를 수월하게 조절하여 원하는 세기의 고도의 균일한 자기장을 얻고, 조립이 용이하고, 폴 페이스(pole face)를 도입하여 자기장의 균질도를 높일 수 있다.The present invention relates to a dipole magnet device utilizing a gauge block, the gauge block having a constant thickness, including a magnetic field space in which the sample is to be placed, respectively located at both ends of the gauge block so that the opposite polarities are opposite to each other inside the gauge block. It consists of a pair of dipole magnets to form a magnetic field in the magnetic field space provided in the space, spaced apart by the thickness of the gauge block and installed in parallel by fixing the inner surface at both ends of the gauge block by mutual suction force, two dipoles By keeping the dipole magnets parallel to each other through the gauge block provided between the magnets, and easily adjust the distance between the dipole magnets according to the thickness of the gauge block to obtain a highly uniform magnetic field of the desired intensity, easy assembly, A pole face can be introduced to increase the homogeneity of the magnetic field.

핵자기공명(Nuclear Magnetic Resonance; NMR), 탐침(probe), 쌍극자자석 Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Probe, Dipole Magnet

Description

게이지블록을 활용한 쌍극자 자석 장치{Dipole Magnet Apparatus using Gageblock}Dipole Magnet Apparatus Using Gageblocks {Dipole Magnet Apparatus using Gageblock}

본 발명은 게이지블록을 활용한 쌍극자 자석 장치에 관한 것으로, 상세하게는 두 개의 쌍극자 자석 사이에 구비된 게이지 블록을 통해 쌍극자 자석을 서로 평행하게 유지시키고, 쌍극자 자석 사이의 거리를 조절하여 원하는 세기의 고도의 균일한 자기장을 얻고, 조립작업을 용이하게 하는 게이지 블록을 활용한 쌍극자 자석 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dipole magnet device utilizing a gauge block, and more particularly, to maintain the dipole magnets in parallel with each other through a gauge block provided between two dipole magnets, and to adjust the distance between the dipole magnets to achieve a desired intensity. The present invention relates to a dipole magnet device utilizing a gauge block that obtains a highly uniform magnetic field and facilitates assembly work.

원자핵을 구성하는 양성자나 중성자는 근소하나마 자기모멘트를 가지고 있으므로 원자핵 전체도 자기모멘트를 가지게 되는 경우가 있다. 이와 같은 원자핵을 핵자기라 하는데, 핵자기를 자기장 내에 놓으면 어떤 방향을 향하게 된다. 이 방향은 각각 미소한 에너지 차이가 있으므로 하나의 핵자기가 어떤 방향을 향하고 있을 때 그들의 차에 해당하는 에너지를 외부로부터 공급해주면, 그 에너지를 공명흡수하여 다른 방향을 향하게 된다. 이 현상을 핵자기공명이라고 부른다. 일반적으로 이 차에 해당하는 에너지는 마이크로파 정도이므로 마이크로파만을 흡수함으로써 핵자기공명 흡수스펙트럼을 얻을 수 있다.The protons and neutrons that make up the atomic nucleus have magnetic moments, but the whole atomic nucleus may also have magnetic moments. This atomic nucleus is called nuclear magnetic, and when it is placed in a magnetic field, it faces in a certain direction. Each of these directions has a slight energy difference, so when one nuclear magnetic device is facing a certain direction, the energy corresponding to their difference from the outside is resonantly absorbed and directed to another direction. This phenomenon is called nuclear magnetic resonance. In general, the energy corresponding to this difference is about microwaves, so the absorption spectrum can be obtained by absorbing only the microwaves.

핵자기공명장치(Nuclear Magnetic Resonance; NMR)는 이와 같은 핵자기공명 흡수 현상을 이용한 것으로, 무기물, 고분자, 유기물을 비롯한 다양한 물질의 분자 구조의 분석이 가능하며, 생물학, 화학, 물리학, 약리학 등의 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있다.Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is based on the absorption of nuclear magnetic resonance, and it is possible to analyze the molecular structure of various materials including inorganic materials, polymers, organic materials, and biology, chemistry, physics, pharmacology, etc. It is widely used in various fields.

이러한 핵자기공명장치에는 두 개의 자석 사이에 탐침(probe)이 배치되고, 탐침의 내부에는 소정의 주파수를 갖는 RF 펄스를 시료에 가할 수 있도록 코일이 구비되어 있다.In such a nuclear magnetic resonance apparatus, a probe is disposed between two magnets, and a coil is provided inside the probe to apply an RF pulse having a predetermined frequency to a sample.

균일한 자기장을 얻기 위해서는 두 개의 자석의 축을 일치시켜야 하며 마주하는 두 면을 평행으로 유지함이 중요하다. 또한 자기장의 공간필터역할을 하는 폴 페이스(pole face)를 서로 마주하는 자석 면에 부착하여 사용함은 잘 알려진 방법이다. 폴 페이스는 자화되지 않은 자성체이므로 편평한 면으로 가공할 수 있어 양측 자극 면을 평행으로 유지하는데 도움을 준다.In order to obtain a uniform magnetic field, it is important that the axes of the two magnets coincide and keep the two faces parallel. It is also well known to attach a pole face, which acts as a spatial filter for magnetic fields, to the magnet faces facing each other. The pole face is an unmagnetized magnetic material that can be machined into flat surfaces to help keep both pole faces parallel.

종래의 자석 장치는 요오크를 기본 구조물로 하여 자석과 폴 페이스를 부착시키고, 양측의 자석 사이에 유용한 자기장 공간을 형성한다. 이 경우에 양측 자석 사이에는 빈 공간이 형성되므로 양측 자석 사이에 작용하는 흡인력에 의해 자석의 충돌을 방지하기 위해서 요오크는 양측 자석의 흡인력을 견딜 수 있어야 하고, 구조 또한 양측 자석에 의해 변형되지 않도록 제작되어야 하는 어려움이 있으며, 조립작업은 아주 위험하다.Conventional magnet devices attach a magnet and a pole face, using the yoke as a base structure, and form a useful magnetic field space between the magnets on both sides. In this case, since an empty space is formed between the magnets on both sides, the yoke must be able to withstand the suction force of the magnets on both sides in order to prevent the collision of magnets by the suction force acting between the magnets on both sides, and the structure is also not deformed by the magnets on both sides. There is a difficulty to be manufactured, and the assembly work is very dangerous.

또한, 양측 자석 사이의 흡인력으로 자석이 요오크로부터 분리되어 맞은편 자석에 접근, 충돌하는 사고가 발생할 수 있다. 따라서 자석을 요오크에 부착할 때 나사 고정이 수월하지 않고 접착제를 사용해야 하거나, 나사로 고정하고 자기장의 영향이 없는 별도의 자석 고정 틀을 사용해야 하는 등 어려움이 있었다.In addition, due to the suction force between the magnets on both sides, the magnet may be separated from the yoke, and may approach or collide with the opposite magnet. Therefore, when the magnet is attached to the yoke, it is difficult to fix the screw and use an adhesive, or to fix the screw and use a separate magnet fixing frame without the influence of the magnetic field.

이러한 자석 조립방법은 자석 면을 평행하게 유지하기 어렵고 두 개의 자석 사이의 간격을 조절하는데도 제한이 따른다. 따라서, 자기장의 세기와 균일도에 제한을 주며 사용이 위험하다.This magnet assembly method is difficult to keep the magnet face parallel and is also limited in adjusting the distance between the two magnets. Therefore, it limits the strength and uniformity of the magnetic field and is dangerous to use.

또한 자기장 내에 위치하는 핵자기공명 탐침은 회로의 수정 및 RF 코일의 교체 등 추가적으로 계속되는 작업을 위해 양측의 자석과 분리 가능하도록 설치해야 한다.In addition, the nuclear magnetic resonance probe located in the magnetic field should be installed so as to be separated from the magnets on both sides for further work such as modification of the circuit and replacement of the RF coil.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 게이지 블록을 가운데 위치시키고 두 개의 쌍극자 자석의 흡인력을 이용하여 게이지 블록으로부터 좌,우에 순서대로 폴 페이스, 쌍극자 자석, 요오크의 조립을 수월하게 하기 위한 쌍극자 자석 장치를 제공하기 위한 것이다.In order to solve these conventional problems, an object of the present invention is to facilitate the assembly of pole faces, dipole magnets, and yokes in order from left to right from the gauge block by centering the gauge block and using the suction force of the two dipole magnets. It is to provide a dipole magnet device for

본 발명의 다른 목적은 게이지 블록을 이용하여 두 개의 쌍극자 자석이 서로 분리되어 있으므로 접촉의 위험을 방지하고, 게이지 블록이 쌍극자 자석 사이에 배치되어 쌍극자 자석을 서로 평행하게 유지키시고, 두 개의 쌍극자 자석의 흡인력으로 그 바깥면에 부착된 요오크에 의해 두 개의 쌍극자 자석 사이의 자기장의 흐름을 원활하게 하기 위한 쌍극자 자석 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to prevent the risk of contact because the two dipole magnets are separated from each other using a gauge block, the gauge block is disposed between the dipole magnets to keep the dipole magnets in parallel with each other, It is to provide a dipole magnet device for smoothing the flow of the magnetic field between two dipole magnets by the yoke attached to its outer surface with suction force.

본 발명의 다른 목적은 두 개의 쌍극자 자석 사이의 간격을 조절하여 시료의 형상과 크기에 적합한 세기의 자기장을 얻기 위한 쌍극자 자석 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a dipole magnet device for obtaining a magnetic field of intensity suitable for the shape and size of a sample by adjusting the distance between two dipole magnets.

본 발명의 다른 목적은 두 개의 쌍극자 자석과 게이지 블록 사이에 자유자재로 가공할 수 있는 폴 페이스를 도입하여 두 개의 쌍극자 자석이 평행이 되도록 하고, 자기장의 균일도를 높이기 위한 쌍극자 자석 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to introduce a pole face that can be freely processed between two dipole magnets and a gauge block so that the two dipole magnets are parallel, and to provide a dipole magnet device for increasing the uniformity of the magnetic field. will be.

본 발명의 또 다른 목적은 게이지 블록의 일부를 잘라, 하단에 RF 코일이 고정되고 내부에 시료를 담은 시험관을 넣을 수 있으며, 게이지 블록 내부의 삽입공간으로부터 인입, 입출 가능한 탐침부를 구비함으로써, RF 코일의 교체가 용이하고 핵자기공명장치의 활용도를 높이기 위한 쌍극자 자석 장치를 제공하기 위한 것이 다.Another object of the present invention is to cut a part of the gauge block, the RF coil is fixed to the lower end and can put a test tube containing a sample therein, by providing a probe portion that can be pulled in and out from the insertion space inside the gauge block, It is to provide a dipole magnet device that is easy to replace and to increase the utilization of nuclear magnetic resonance devices.

본 발명의 또 다른 목적은 게이지 블록의 내부에 핵자기공명 탐침으로부터 받은 핵자기공명신호의 증폭기 및 공진회로 등 전기회로를 장착하여 전기회로를 외부의 잡음으로부터 차단하고, 신호의 손실을 최소화하기 위한 쌍극자 자석 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to install an electric circuit such as an amplifier and a resonance circuit of the nuclear magnetic resonance signal received from the nuclear magnetic resonance probe inside the gauge block to block the electrical circuit from external noise, and to minimize signal loss It is to provide a dipole magnet device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 게이지 블록을 활용한 쌍극자 자석 장치는, 일정한 두께를 가지고, 핵자기공명 신호의 증폭 및 공진을 위한 전자회로를 구비하며, 시료가 놓일 자기장 공간을 포함하는 게이지 블록, 마주 보는 극성이 서로 반대가 되도록 상기 게이지 블록의 양단에 각각 위치하여 상기 자기장 공간에 자기장을 형성시키고, 상기 게이지 블록의 두께만큼 이격되어 상호 흡인력에 의해 상기 게이지 블록의 양단에 안쪽 면이 고정되는 한 쌍의 쌍극자 자석, 상기 자기장 공간에 위치하고, 상기 시료에 전자펄스를 전달하여 상기 시료의 핵자기공명 신호를 검출하는 RF 코일, 상기 쌍극자 자석의 바깥쪽 면과 상기 게이지 블록의 하단에 부착되어 상기 쌍극자 자석과 상기 게이지 블록을 고정시키고, 자기장의 흐름을 원활하게 하는 요오크를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the dipole magnet device using the gauge block of the present invention has a constant thickness, has an electronic circuit for amplifying and resonating a nuclear magnetic resonance signal, and includes a magnetic field space in which a sample is to be placed. Gauge blocks, which are located at both ends of the gauge block so that the opposite polarities are opposite to each other to form a magnetic field in the magnetic field space, spaced apart by the thickness of the gauge block, the inner surface on both ends of the gauge block by mutual suction force A pair of fixed dipole magnets, an RF coil positioned in the magnetic field space for transmitting an electron pulse to the sample to detect a nuclear magnetic resonance signal of the sample, on an outer surface of the dipole magnet and at the bottom of the gauge block It is attached to fix the dipole magnet and the gauge block, and smooth the flow of the magnetic field It is characterized in that it comprises a yoke.

본 발명의 게이지 블록을 활용한 쌍극자 자석 장치는 상기 자기장 공간의 위쪽에는 상기 게이지 블록이 제거된 형태의 삽입 공간이 형성되며, 상기 삽입 공간에 삽입되어 상기 게이지 블록에 설치되고, 하단에 상기 RF 코일을 장착하는 탐침부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In the dipole magnet device utilizing the gauge block of the present invention, an insertion space in which the gauge block is removed is formed above the magnetic field space, and is inserted into the insertion space and installed in the gauge block, and the RF coil at the bottom thereof. It characterized in that it further comprises a probe for mounting.

본 발명에 따른 상기 탐침부는 상하로 이동 가능하여 상기 삽입 공간으로 인입되거나 상기 삽입 공간으로부터 인출되는 것을 특징으로 한다.The probe unit according to the present invention is movable up and down and is introduced into or inserted from the insertion space.

본 발명에 따른 상기 RF 코일은 상기 탐침부의 하단에 탈부착이 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 한다.The RF coil according to the invention is characterized in that it is mounted to be detachable to the lower end of the probe.

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본 발명의 게이지 블록을 활용한 쌍극자 자석 장치는 상기 쌍극자 자석의 안쪽 면과 상기 게이지 블록의 양단 사이에 각각 위치하여 상기 한 쌍의 쌍극자 자석이 서로 평행하도록 하고 상기 자기장 공간에 자기장이 균일하게 형성되도록 하는 한 쌍의 폴 페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The dipole magnet device utilizing the gauge block of the present invention is positioned between the inner surface of the dipole magnet and both ends of the gauge block so that the pair of dipole magnets are parallel to each other and the magnetic field is uniformly formed in the magnetic field space. It characterized in that it further comprises a pair of pole faces.

본 발명에 따른 상기 요오크는 상기 쌍극자 자석의 바깥쪽 면에 상기 쌍극자 자석의 흡인력에 의해 각각 결합되는 것을 특징으로 한다.The yoke according to the present invention is characterized in that coupled to the outer surface of the dipole magnet by the suction force of the dipole magnet.

본 발명에 따르면, 두 개의 쌍극자 자석의 흡인력을 이용하여 쌍극자 자석 장치를 안전하고 손쉽게 조립할 수 있다. 그러므로, 기존의 쌍극자 자석 장치에 비해 그 조립방법과 성능이 탁월한 자석 장치를 얻을 수 있다.According to the present invention, the dipole magnet device can be safely and easily assembled using the suction force of two dipole magnets. Therefore, it is possible to obtain a magnetic device having an excellent assembly method and performance compared to a conventional dipole magnet device.

또한, 두 개의 쌍극자 자석 사이에 게이지 블록을 구비함으로써 두 개의 쌍극자 자석이 서로 접근함으로써 발생하는 위험을 방지하고, 두 개의 쌍극자 자석을 서로 평행하게 유지시키고, 게이지 블록의 두께만큼 자석이 분리되어 있으므로 원하는 세기의 자기장을 얻을 수 있다.In addition, the provision of a gauge block between the two dipole magnets prevents the danger caused by the two dipole magnets approaching each other, keeps the two dipole magnets parallel to each other, and separates the magnets by the thickness of the gauge block. The magnetic field of the century can be obtained.

또한, 게이지 블록 내부에 핵자기공명 신호의 전단 증폭기 및 공진회로 등 전기회로를 장착하여 전기회로를 외부의 잡음으로부터 차단하고, 신호의 손실을 최소화할 수 있다.In addition, an electric circuit such as a front amplifier and a resonant circuit of a nuclear magnetic resonance signal may be mounted inside the gauge block to block the electric circuit from external noise and minimize signal loss.

또한, 두 개의 쌍극자 자석과 게이지 블록 사이에 자유자재로 가공할 수 있는 폴 페이스를 도입하여 두 개의 쌍극자 자석이 평행을 유지하고, 자기장의 균일도를 높일 수 있다.In addition, by introducing a pole face that can be freely processed between the two dipole magnets and the gauge block, the two dipole magnets can maintain parallelism and increase the uniformity of the magnetic field.

또한, 두 개의 쌍극자 자석의 흡인력에 의해 요오크가 두 개의 자석 바깥면에 각각 부착되므로 부착이 수월하고, 요오크의 기계적 강도 및 요오크와 자석의 접착 강도를 고려할 필요가 없으며, 요오크에 의해 두 개의 자석 간의 자기장의 흐름이 원활해진다.In addition, since the yoke is attached to the outer surface of the two magnets by the suction force of the two dipole magnets, it is easy to attach, and there is no need to consider the mechanical strength of the yoke and the adhesive strength of the yoke and the magnet. The magnetic field flows smoothly between the two magnets.

또한, 게이지 블록의 일부를 잘라 형성한 탐침부를 자유롭게 인입, 인출할 수 있으므로, 탐침부 하단에 고정되어 있는 RF 코일의 교체가 용이하고, 핵자기공명장치의 활동도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 게이지 블록은 비자성체이므로 자기장에 대해 투명하고 외부잡읍을 차단하므로, 탐침이 요구하는 기계적, 전기적 요건을 모두 만족시켜주고, 게이지 블록 내에 탐침부를 구비하므로 장치를 한결 간결하게 만들어준다.In addition, since the probe portion formed by cutting a part of the gauge block can be freely drawn in and taken out, the RF coil fixed to the lower end of the probe portion can be easily replaced, and the activity of the nuclear magnetic resonance apparatus can be enhanced.
In addition, since the gauge block of the present invention is a nonmagnetic material, it is transparent to magnetic fields and blocks external handling, thereby satisfying all the mechanical and electrical requirements of the probe, and providing a probe in the gauge block, thereby simplifying the device. .

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예들을 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 가급적 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the embodiments, descriptions of technical contents that are well known in the technical field to which the present invention belongs and are not directly related to the present invention are omitted. This is to more clearly communicate without obscure the core of the present invention by omitting unnecessary description.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 게이지 블록을 활용한 쌍극자 자석 장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of a dipole magnet device using a gauge block according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 쌍극자 자석 장치(100)는 게이지 블록(110), 쌍극자 자석(120), 폴 페이스(130), 요오크(140), 나사부(141), 탐침부(150), 시료부(151) 및 커넥터(170)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the dipole magnet device 100 includes a gauge block 110, a dipole magnet 120, a pole face 130, a yoke 140, a threaded portion 141, a probe 150, and a sample portion. 151 and connector 170.

게이지 블록(110)은 비자성 금속으로서, 한 쌍의 쌍극자 자석(120) 사이에 설치된다. 한 쌍의 쌍극자 자석(120)은 마주보는 면의 극성이 서로 반대가 되도록 배치되기 때문에, 서로 접근하려는 성질이 있다. 이와 같은 흡인력(인력)에 의해 한 쌍의 쌍극자 자석(120)의 안쪽 면은 각각 게이지 블록(110)에 부착된다. 이에 따라 게이지 블록(110)의 두께만큼 한 쌍의 쌍극자 자석(120)이 분리되므로 쌍극자 자석(120)이 서로 접근하여 충돌하는 위험이 사라진다. 또한, 게이지 블록(110)은 한 쌍의 쌍극자 자석(120) 사이의 간격과 평행도를 결정한다. 즉, 게이지 블록(110)이 쌍극자 자석 사이에 배치되어, 쌍극자 자석(120)을 서로 평행하게 유지시킨다. 또한, 게이지 블록(110)의 두께에 따라 한 쌍의 쌍극자 자석(120) 사이의 간격이 결정되고, 한 쌍의 쌍극자 자석(120)의 간격에 따라 시료가 놓일 위치의 자기장의 세기가 결정되므로, 시료의 특성에 따라 필요한 세기의 자기장을 수월하게 얻을 수 있다.The gauge block 110 is a nonmagnetic metal and is provided between the pair of dipole magnets 120. Since the pair of dipole magnets 120 are arranged such that the polarities of the opposing faces are opposite to each other, there is a tendency to approach each other. By this suction force (gravity force), the inner surfaces of the pair of dipole magnets 120 are attached to the gauge block 110, respectively. Accordingly, since the pair of dipole magnets 120 are separated by the thickness of the gauge block 110, the risk of the dipole magnets 120 approaching and colliding with each other disappears. The gauge block 110 also determines the spacing and parallelism between the pair of dipole magnets 120. That is, the gauge block 110 is disposed between the dipole magnets to keep the dipole magnets 120 in parallel with each other. In addition, the interval between the pair of dipole magnets 120 is determined according to the thickness of the gauge block 110, and the strength of the magnetic field at the position where the sample is to be placed is determined by the interval of the pair of dipole magnets 120, The magnetic field of the required intensity can be easily obtained according to the characteristics of the sample.

폴 페이스(130)는 철 또는 철 합금 재질로서, 한 쌍의 쌍극자 자석(120)과 게이지 블록(110) 사이에 각각 위치한다. 폴 페이스(130)는 자석과 달리 자유자재로 가공이 가능하므로 한 쌍의 쌍극자 자석(120)의 면이 평행하게 되도록 하기 위해 가공하여 사용하거나, 자기장의 균일도를 높이기 위한 공간자기장벡터의 필터로도 사용할 수 있다. 또한, 폴 페이스의 면을 넓게 설정하면 더 우수한 자기장 균일도를 얻을 수 있는데, 이는 재료의 고가로 인해 핵자기공명 시료를 소량 사용하는 최근의 신약 연구계의 요구에 부응한다. 폴 페이스(130)는 본 발명의 바람직한 실시예로 사용된 것으로, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 본 발명은 폴 페이스(130)를 없앨 경우에도 실시 가능하므로, 폴 페이스(130)는 본 발명에 반드시 필요한 것은 아니다.The pole face 130 is made of iron or iron alloy, and is located between the pair of dipole magnets 120 and the gauge block 110, respectively. Unlike the magnet, the pole face 130 can be processed freely, so that the surfaces of a pair of dipole magnets 120 can be processed in parallel or used as a filter of a spatial magnetic field vector to increase the uniformity of the magnetic field. Can be used. In addition, setting the pole face wider results in better magnetic field uniformity, which meets the needs of recent drug research systems using small amounts of nuclear magnetic resonance samples due to the high cost of the material. The pole face 130 is used as a preferred embodiment of the present invention and is not intended to limit the scope of the present invention. Since the present invention can be implemented even when the pole face 130 is removed, the pole face 130 is not necessarily required for the present invention.

요오크(140)는 철 또는 철 합금 재질로서, 좌, 우, 바닥의 세 개의 판으로 이루어져 있어 한 쌍의 쌍극자 자석(120)의 바깥쪽 면과 게이지 블록(110)의 하단에 부착된다. 특히, 한 쌍의 쌍극자 자석(120)이 각각 그 바깥에 있는 요오크(140)를 흡입하므로 요오크(140)와 쌍극자 자석(120)은 접착제를 사용하는 것보다 더 수월하게 부착된다. 또한, 한 쌍의 쌍극자 자석(120)이 게이지 블록(110)에 의해 서로 분리되어 있어 충돌할 염려가 없으므로 요오크(140)의 기계적 강도나 요오크와 쌍극자 자석(120) 사이의 접착 강도에 관계없이 안전하다.The yoke 140 is made of iron or iron alloy, and consists of three plates of left, right, and bottom, and is attached to the outer surface of the pair of dipole magnets 120 and the bottom of the gauge block 110. In particular, since the pair of dipole magnets 120 suck the yoke 140 outwardly of each other, the yoke 140 and the dipole magnets 120 are more easily attached than using an adhesive. In addition, since the pair of dipole magnets 120 are separated from each other by the gauge block 110 and there is no possibility of collision, the relationship between the mechanical strength of the yoke 140 and the adhesive strength between the yoke and the dipole magnet 120 is related. It is safe without.

본 발명의 쌍극자 자석 장치(100)는 게이지 블록(110)을 중심에 위치시키고, 그 양측에 순서대로 폴 페이스(130), 쌍극자 자석(120), 요오크(140)를 자석의 흡인력으로 부착시키고, 요오크(140)의 바닥부분을 조립하여 완성하게 된다.In the dipole magnet device 100 of the present invention, the gauge block 110 is positioned at the center, and the pole faces 130, the dipole magnets 120, and the yoke 140 are sequentially attached to both sides thereof with the attraction force of the magnet. , The bottom portion of the yoke 140 is assembled to complete.

나사부(141)는 쌍극자 자석(120)과 요오크(140)가 흡인력에 의해 서로 부착된 후, 쌍극자 자석(120)이 요오크(140)의 표면을 따라 미끄러지는 것을 방지한다. 나사 이외에도 홈이나 별도의 링 형태의 가이드를 부착하고 그 가이드 안에 자석을 위치시킬 수도 있다.The thread 141 prevents the dipole magnet 120 from sliding along the surface of the yoke 140 after the dipole magnet 120 and the yoke 140 are attached to each other by a suction force. In addition to screws, grooves or separate ring guides can be attached and magnets can be placed in the guides.

탐침부(150)는 게이지 블록(110)의 일부를 잘라낸 것으로서 게이지 블록(110)과 같은 재질이고, 기둥 형태의 구멍인 시료부(151)가 형성되어 있다.The probe unit 150 is formed by cutting a part of the gauge block 110, and is made of the same material as the gauge block 110, and the sample unit 151, which is a pillar-shaped hole, is formed.

커넥터(170)는 게이지 블록(110)과 탐침부(150)에 구비되어 있으며, 게이지 블록(110)과 탐침부(150)를 서로 연결하고, 게이지 블록(110)과 외부 장치를 서로 연결한다.The connector 170 is provided in the gauge block 110 and the probe unit 150, connects the gauge block 110 and the probe unit 150 to each other, and connects the gauge block 110 and the external device to each other.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 게이지 블록을 구체적으로 보여주기 위한 도면이다.2 is a view specifically showing a gauge block according to an embodiment of the present invention.

게이지 블록(110)의 양 옆면에는 홈(113)이 구비되어 있어 폴 페이스(130)의 장착을 용이하게 한다. 게이지 블록(110)의 가운데 빈 공간인 자기장 공간(180)에는 한 쌍의 쌍극자 자석(120)에 의한 자기장이 형성된다. Grooves 113 are provided at both sides of the gauge block 110 to facilitate mounting of the pole face 130. In the magnetic field space 180, which is the center space of the gauge block 110, a magnetic field is formed by a pair of dipole magnets 120.

RF 코일(152)은 유리, 플라스틱 등의 비자성 부도체 관에 감겨 있는 코일로서, 탐침부(150) 하단에 고정되어 있으며 탈착 및 부착이 가능하다. 또한, 시료에 전자펄스를 전달하며 시료의 핵자기공명 신호를 검출하기 위해 자기장 공간(180)의 중심에 위치한다. RF 코일(152)과 탐침부(150)는 다양한 형태와 크기를 갖도록 만들 수 있다.The RF coil 152 is a coil wound around a non-magnetic insulator tube such as glass or plastic. The RF coil 152 is fixed to the bottom of the probe unit 150 and is detachable and attachable. In addition, the electronic pulse is transmitted to the sample and positioned at the center of the magnetic field space 180 to detect the nuclear magnetic resonance signal of the sample. The RF coil 152 and the probe unit 150 may be made to have various shapes and sizes.

따라서 시료의 특성에 따라 RF 코일(152)을 교체하거나 시료부(151)의 크기를 바꾸고자 할 때에는, 시료의 특성에 맞는 크기의 시료부(151)가 형성된 탐침부(150)와 적당한 형태 및 크기의 RF 코일(152)을 조합하여 사용할 수 있다.Therefore, when the RF coil 152 is to be replaced or the size of the sample unit 151 is changed according to the characteristics of the sample, the probe unit 150 having the sample unit 151 having a size suitable for the characteristics of the sample and the proper shape and RF coils 152 of size may be used in combination.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 게이지 블록 및 탐침부의 내부를 보여주기 위한 도면이다.3 is a view showing the inside of the gauge block and the probe according to an embodiment of the present invention.

도 2와 달리 도 3a은 탐침부(150)가 삽입공간(160)으로부터 인출된 상태를 나타낸다. 탐침부(150)는 게이지 블록(110)과 탐침부(150)에 구비된 가이드부(112)를 따라 상하 이동이 가능하다. 그러므로, 탐침부(150)를 삽입공간(160)으로부터 인출하여 원하는 크기의 시료부(151)가 형성된 탐침부(150) 및 RF 코일(152)을 교체하고, 다시 인입하여 시료의 핵자기공명측정을 한다.Unlike FIG. 2, FIG. 3A illustrates a state in which the probe unit 150 is drawn out from the insertion space 160. The probe unit 150 may move up and down along the guide block 112 provided in the gauge block 110 and the probe unit 150. Therefore, the probe unit 150 is removed from the insertion space 160 to replace the probe unit 150 and the RF coil 152 on which the sample unit 151 of the desired size is formed, and then reinserted to measure nuclear magnetic resonance of the sample. Do it.

게이지 블록(110) 및 탐침부(150)의 내부에는 핵자기공명 탐침으로부터 받은 핵자기공명 신호를 증폭하는 전단 증폭기 및 공진회로 등 전자회로(115)를 장착할 수 있다. 이러한 전자회로(115)는 게이지 블록(110) 및 탐침부(150)에 의해 외부의 잡음으로부터 차단된다. 시료의 크기 또는 특성에 따라 외부 신호의 차단을 더 효과적으로 하기 위해 비자성 금속 재질의 도파관(153)을 탐침부(150) 위에 장착할 수 있다. 도 3b는 탐침부(150)의 상세한 모습으로써, 위에는 도파관(153)이 장착되고, 아래에는 RF 코일(152)이 장착된 모습을 나타낸다.Inside the gauge block 110 and the probe unit 150, an electronic circuit 115 such as a shear amplifier and a resonant circuit that amplifies the nuclear magnetic resonance signal received from the nuclear magnetic resonance probe may be mounted. The electronic circuit 115 is isolated from external noise by the gauge block 110 and the probe unit 150. In order to more effectively block an external signal according to the size or characteristics of the sample, a waveguide 153 made of a nonmagnetic metal material may be mounted on the probe unit 150. 3B is a detailed view of the probe unit 150, in which a waveguide 153 is mounted on the top and an RF coil 152 is mounted on the bottom.

탐침부(150)는 본 발명의 바람직한 실시예로 사용된 것으로, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉, 탐침부(150)를 따로 구비하지 않고 게이지 블록(110)에 도파관(153) 및 RF 코일(152)을 장착할 수도 있다.The probe unit 150 is used as a preferred embodiment of the present invention and is not intended to limit the scope of the present invention. That is, the waveguide 153 and the RF coil 152 may be mounted on the gauge block 110 without having the probe 150 separately.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 핵자기공명장치의 분석 시스템(200)에 대한 도면이다.4 is a diagram of an analysis system 200 of a nuclear magnetic resonance apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 분석 시스템은 제어부(210), RF 변조수(220), RF 전력 증폭부(230), RF 탐침(240), 전단 증폭부(250), RF 복조부(260), 수신부(270), 분석용 컴퓨터(280)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the analysis system includes a controller 210, an RF modulated number 220, an RF power amplifier 230, an RF probe 240, a shear amplifier 250, an RF demodulator 260, and a receiver. 270, an analysis computer 280.

제어부(210)는 펄스 프로그램이 포함되어 있어 저 잡음의 파형을 발생시켜 펄스 시퀀스를 RF 변조부(220)로 전달한다. RF 변조부(220)는 제어부(210)로부터 전달받은 펄스 시퀀스에 동기하여 RF 펄스를 변조하고 변조된 RF 펄스를 RF 전력 증폭부(230)로 전달한다. RF 전력 증폭부(230)는 RF 변조부(220)로부터 전달받은 RF 펄스를 증폭하여 자기장 내의 RF 탐침(240)으로 전달한다. RF 탐침(240)은 증폭된 RF 펄스를 전달하고, 자기장 내의 시료에서 발생하는 핵자기공명 신호를 검출하여 전단 증폭부(250)로 전달한다. 전단 증폭부(250)는 RF 탐침(240)에서 검출된 핵자기공명 신호를 증폭하여 RF 복조부(260)로 전달한다. RF 복조부(260)는 전단 증폭부(250)에서 증폭된 핵자기공명 신호를 복조하여 수신부(270)로 전달한다. 수신부(270)는 RF 복조부(260)로부터 전달받은 자기공명의 검출 데이터를 수집하고, 제어부(210)를 거쳐 전처리 제어를 수행하여 분석용 컴퓨터(280)로 전달한다. 분석용 컴퓨터(280)는 제어부(210)로부터 전달받은 자기공명 데이터를 시퀀스 편집기를 통해 펄스 시퀀스의 편집 동작을 수행한다.The controller 210 includes a pulse program to generate a low noise waveform and transfer the pulse sequence to the RF modulator 220. The RF modulator 220 modulates the RF pulse in synchronization with the pulse sequence received from the controller 210 and transmits the modulated RF pulse to the RF power amplifier 230. The RF power amplifier 230 amplifies the RF pulse received from the RF modulator 220 and delivers the RF pulse to the RF probe 240 in the magnetic field. The RF probe 240 transmits the amplified RF pulse, detects a nuclear magnetic resonance signal generated from a sample in the magnetic field, and delivers the nuclear magnetic resonance signal to the shear amplifier 250. The shear amplifier 250 amplifies the nuclear magnetic resonance signal detected by the RF probe 240 and transmits the amplified nuclear magnetic resonance signal to the RF demodulator 260. The RF demodulator 260 demodulates the nuclear magnetic resonance signal amplified by the front end amplifier 250 and transmits the demodulated nuclear magnetic resonance signal to the receiver 270. The receiver 270 collects detection data of the magnetic resonance received from the RF demodulator 260, performs preprocessing control via the controller 210, and transmits the data to the analysis computer 280. The analyzing computer 280 edits the pulse sequence through the sequence editor on the magnetic resonance data received from the control unit 210.

또한, 송수신전환 스위치는 RF 전 력증폭부(230), RF 탐침(240), 전단 증폭부(250) 사이에 연결되어 있어 RF 신호 및 핵자기공명 신호의 송신 및 수신을 전환한다.In addition, the transmission and reception switch is connected between the RF power amplifier 230, the RF probe 240, the shear amplifier 250 to switch the transmission and reception of the RF signal and nuclear magnetic resonance signal.

도 4의 점선으로 표시된 부분은 일반적으로 NMR 프로브(Probe)라고 일컫는 부분으로서, RF 탐침(152)이 포함된 공진회로와 송수신전환 스위치, 전단 증폭부(250)를 포함한다. 이 부분은 게이지 블록(110) 및 탐침부(150) 내부에 장착됨으로서 외부 신호로부터 차단된다.A portion indicated by a dotted line in FIG. 4 is generally referred to as an NMR probe, and includes a resonant circuit including an RF probe 152, a transmission / reception switch, and a shear amplifier 250. This part is mounted inside the gauge block 110 and the probe part 150 to be isolated from external signals.

지금까지 실시예를 통하여 본 발명에 따른 게이지 블록을 활용한 쌍극자 자석 장치에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 게이지 블록을 활용한 쌍극자 자석 장치는 핵자기공명장치에 활용하는 경우를 예로 들었으나, 그 활용 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 고품질의 자기장을 요하는 다른 분야에서도 사용할 수 있다.So far, the dipole magnet device using the gauge block according to the present invention has been described. In the present specification and drawings, preferred embodiments of the present invention have been disclosed, and although specific terms have been used, these are merely used in a general sense to easily explain the technical contents of the present invention and to help the understanding of the present invention. It is not intended to limit the scope. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein. For example, the dipole magnet device using the gauge block according to the embodiment of the present invention has been used as a nuclear magnetic resonance device, but the range of application is not limited thereto, and in other fields requiring a high quality magnetic field. Can be used.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 게이지블록을 활용한 쌍극자 자석 장치의 사시도.1 is a perspective view of a dipole magnet device using a gauge block according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 게이지 블록을 구체적으로 보여주기 위한 도면.Figure 2 is a view for specifically showing a gauge block according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 게이지 블록 및 탐침부의 내부를 보여주기 위한 도면.3 is a view for showing the interior of the gauge block and the probe according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 핵자기공명장치의 분석시스템에 대한 도면.4 is a view of the analysis system of the nuclear magnetic resonance apparatus according to an embodiment of the present invention.

Claims (8)

일정한 두께를 가지고, 시료가 놓일 자기장 공간 및 핵자기 공명 신호의 증폭 및 공진을 위한 전자회로를 포함하는 게이지 블록;A gauge block having a constant thickness and including an electronic circuit for amplifying and resonating a magnetic field space and a nuclear magnetic resonance signal on which a sample is to be placed; 상기 게이지 블록의 양단에 각각 위치하고, 상기 자기장 공간에 자기장이 균일하게 형성되도록 하는 한 쌍의 폴 페이스;A pair of pole faces respectively positioned at both ends of the gauge block to uniformly form a magnetic field in the magnetic field space; 마주 보는 극성이 서로 반대가 되도록 상기 한 쌍의 폴 페이스 양단에 각각 위치하여 상기 자기장 공간에 자기장을 형성시키고, 상기 게이지 블록의 두께와 상기 한 쌍의 폴 페이스의 두께만큼 이격되어 상호 흡인력에 의해 상기 폴 페이스의 양단에 안쪽 면이 고정되는 한 쌍의 쌍극자 자석;Located at both ends of the pair of pole faces so that the opposite polarities are opposite to each other, a magnetic field is formed in the magnetic field space, and is separated by the thickness of the gauge block and the pair of pole faces so as to be separated by the mutual suction force. A pair of dipole magnets, the inner faces of which are fixed at both ends of the pole face; 상기 자기장 공간에 위치하고, 상기 시료에 전자펄스를 전달하여 상기 시료의 핵자기 공명 신호를 검출하는 RF 코일; 및An RF coil positioned in the magnetic field space and transmitting an electron pulse to the sample to detect nuclear magnetic resonance signals of the sample; And 상기 자기장 공간의 위쪽에는 상기 게이지 블록이 제거된 형태의 삽입 공간이 형성되고, 상기 삽입 공간에 삽입되어 상기 게이지 블록에 설치되며, 상하로 이동 가능하여 상기 삽입공간으로 인입되거나 상기 삽입 공간으로부터 인출되고 하단에 상기 RF 코일을 장착하고, 측정되는 상기 시료가 상기 자기장 공간에 위치하도록 구성되며 상기 시료의 특성에 따라 그 크기를 달리할 수 있는 시료부가 형성된 탐침부;An insertion space in which the gauge block is removed is formed above the magnetic field space. The insertion space is inserted into the insertion space and installed in the gauge block. The insertion space is movable up and down to be introduced into or drawn out from the insertion space. A probe unit configured to mount the RF coil at a lower end thereof, and to measure the sample to be measured in the magnetic field space and to change a size of the sample according to the characteristics of the sample; 를 포함하는 게이지 블록을 활용한 쌍극자 자석 장치.Dipole magnet device utilizing a gauge block comprising a. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 RF 코일은 상기 탐침부의 하단에 탈부착이 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 게이지 블록을 활용한 쌍극자 자석 장치.The RF coil is a dipole magnet device utilizing a gauge block, characterized in that mounted on the lower end of the probe to be detachable. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 쌍극자 자석의 바깥쪽 면과 상기 게이지 블록의 하단에 부착되어 상기 쌍극자 자석과 상기 게이지 블록을 고정시키고, 자기장의 흐름을 원활하게 하는 요오크; 를 더 포함하되,A yoke attached to an outer surface of the dipole magnet and a lower end of the gauge block to fix the dipole magnet and the gauge block and to smooth the flow of the magnetic field; Include more, 상기 요오크는 상기 쌍극자 자석의 바깥쪽 면에 상기 쌍극자 자석의 흡인력에 의해 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 게이지 블록을 활용한 쌍극자 자석 장치.The yoke is a dipole magnet device utilizing a gauge block, characterized in that coupled to the outer surface of the dipole magnet by the suction force of the dipole magnet, respectively. 제1항, 제4항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1, 4 or 7, 상기 게이지 블록은 비자성체 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 게이지 블록을 활용한 쌍극자 자석 장치.The gauge block is a dipole magnet device utilizing a gauge block, characterized in that formed of a non-magnetic metal.
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