SU1177734A1 - Method of tuning magnet - Google Patents

Abstract

СПОСОБ НАСТРОЙКИ МАГНИТА, включающий размещение в его межполюсном зазоре образца, воздействие на него переменным магнитным полем, регистрацию ширины линии гиромагнитного резонанса, регулировку параллельности полюсных наконечников. корректировку краевого спада пол  магнита до получени  минимальной ширины линии гиромагнитного резонанса , отличающийс  тем, что, с целью повьппени  точности способа , перед регулировкой параллельности полюсных наконечников воздействуют на образец градиентным посто нным магнитным полем в направлении оси полюсных наконечников, величину которого регулируют до получени  минимальной ширины линии гиромагнитного резонанса, а перед корректировкой краевого спада пол  магнита повторно воздействуют на образец градиентным посто нным магнитным полем в плоскости, перпенди-. кул рной оси полюсных наконечников, также до получени  минимальной ширины линии гиромагнитного резонанса .METHOD OF SETTING THE MAGNET, including placing the sample in its interpolar gap, exposing it to an alternating magnetic field, registering the width of the gyromagnetic resonance line, and adjusting the parallelness of the pole pieces. adjusting the marginal decay of the magnet field to obtain a minimum width of the gyromagnetic resonance line, characterized in that, in order to improve the accuracy of the method, before adjusting the parallelism of the pole pieces, the sample is affected by a gradient constant magnetic field in the direction of the axis of the pole pieces, the value of which is adjusted to the minimum width gyromagnetic resonance lines, and before adjusting the edge decay of the magnet field, reapply the sample with a gradient constant the magnetic field in the plane, perpendicular-. the polar axis of the pole tips, also to obtain the minimum width of the gyromagnetic resonance line.

Description

J J

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  настройки радиоспектрометров электронного магнитного резонанса, спектрометров циклотронного резонанса, а также других установок , где требуетс  получить магнитное поле с высокой степенью однородности .The invention relates to a measurement technique and can be used to tune electron magnetic resonance spectrometers, cyclotron resonance spectrometers, as well as other installations where it is required to obtain a magnetic field with a high degree of homogeneity.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности способа настройки магнита путем устранени  градиентов магнитного пол  в его зазоре перед проведением регулировок, что позвол ет сузить ширину линии гиромагнитного резонанса.The aim of the invention is to improve the accuracy of the magnet tuning method by eliminating the magnetic field gradients in its gap before making adjustments, which allows narrowing the width of the gyromagnetic resonance line.

На фиг.1 изображено устройство дл  осуществлени  предложенного способа; на фиг. 2 и 3 - кривые распределени  индукции пол  в меж полюсном зазоре магнита вдоль двух взаимно перпендикул рных осей и соответствующие им резонансные линии .Figure 1 shows a device for carrying out the proposed method; in fig. Figures 2 and 3 show the induction distribution curves of the field in the inter-pole gap of the magnet along two mutually perpendicular axes and the corresponding resonance lines.

Устройство дл  осуществлени  предложенного способа содержит  рмо 1 магнита, полюсные наконечники 2 в зазоре 3, между которыми размещен образец 4, намагничивающие катушки 5 и блок 6 регистрации гиромагнитного резонанса.A device for carrying out the proposed method comprises a magnet magnet 1, pole pieces 2 in gap 3, between which sample 4 is placed, magnetizing coils 5 and unit 6 for recording gyromagnetic resonance.

Способ осуществл ют следующим образом.The method is carried out as follows.

В зазор 3 помещают образец 4 так что их центры совпадают. Затем на образец 4 одновременно воздействуют переменным полем и дополнительным градиентным посто нным магнитным полем, направленным вдоль оси Z. Эти пол  создают любым известным образом, например с помощью дополни ельных электромагнитов или токовых шиммов (не показаны), при этом переменное поле необходимо дл  возбуждени  в образце 4 гиромагнитного резонанса. Затем величину градиента дополнительного пол  регулируют до достижени  минимальной ширины резонансной линии, т.е. до полной компенсации градиента пол  настраиваемого магнита вдоль оси Z и регулируют параллельность полюсных наконечников 2, добива сь дальнейшего сужени  резонансной линии. После этого аналогичным образом компенслруют градиенты пол  вдоль осей X и Y и переход т к корректировке краевого спада пол , напри1777342In the gap 3 place the sample 4 so that their centers coincide. Then, sample 4 is simultaneously affected by an alternating field and an additional gradient constant magnetic field directed along the Z axis. These fields are created in any known manner, for example, by using additional electromagnets or current shims (not shown), while the alternating field is necessary to excite sample 4 gyromagnetic resonance. Then the value of the gradient of the additional field is adjusted to the minimum width of the resonance line, i.e. to fully compensate for the gradient of the field of the tuned magnet along the Z axis and adjust the parallelism of the pole pieces 2, to achieve a further narrowing of the resonance line. After that, the gradients of the field along the X and Y axes are compensated in a similar way and the transition to the correction of the marginal decline of the field, for example, 177,742

мер, путем изменени  ширины забора формы полюсных наконечников и т.д. После настройки магнита образец 4 может быть удален из зазора 3. 5 Условие резонанса можно записать в следующем виде:measures, by changing the pick-up width of the pole tips, etc. After adjusting the magnet, sample 4 can be removed from the gap 3. 5 The resonance condition can be written as follows:

i,i,

где р - резонансна  частота;where p is the resonant frequency;

у - гидромагнитное отношениеy is the hydromagnetic ratio

спина iback i

Ь - индукци  магнитного пол . Пространственна  неоднородность агнитного пол  приводит к разбросу резонансньпс частот отдельных атомов образца и, следовательно, к уширению резонансной линии. При этом непараллельность полюсных наконечников вли ет только на градиенты вдоль осей X и Y, краевой спад пол , характеризующийс  квадратичной зависимостью неоднородности от радиуса полюсных наконечников агнита, зависит только от отношени  диаметра полюсных наконечников к ширине зазора и свойств материала полюсных наконечников, а градиент вдоль оси Z обусловлен различи ми магнитной проницаемости и диаметров полюсных наконечников и в процессе настройки магнита не измен етс . В результате линейный градиент вдоль оси Z определ ет точность регулировки параллельности, а также других операций, т.е. резонансна  лини  не может стать уже, чем ширина, определ ема  Z-градиентом. Поэтому предварительна  компенсаци  градиента пол  вдоль оси Z позвол ет повысить точность регулировки параллельности полюсных наконечников так же, как компенсаци  X и Y-градиентов позвол ет повысить точность корректировки краевого спада пол  (в процессе корректировки измен ютс  только квадратичные градиенты, но не измен ютс  линейные).B - magnetic field induction. The spatial inhomogeneity of the agnitic field leads to a scatter of the resonant frequencies of individual atoms of the sample and, consequently, to the broadening of the resonance line. At the same time, the non-parallelism of pole tips affects only gradients along the X and Y axes, the marginal fall of the field, which is characterized by the quadratic dependence of the heterogeneity on the radius of the pole tips of an agnite, depends only on the ratio of the diameter of the pole tips to the width of the gap and the material properties of the pole tips, and the gradient along the axis Z is caused by differences in the magnetic permeability and diameters of the pole pieces and does not change during the setup process of the magnet. As a result, a linear gradient along the Z axis determines the accuracy of adjustment of parallelism, as well as other operations, i.e. the resonant line cannot become narrower than the width determined by the Z-gradient. Therefore, pre-compensating the gradient of the field along the Z axis improves the accuracy of adjusting the parallelism of the pole pieces in the same way that compensating X and Y-gradients improves the accuracy of correcting the marginal drop of the field (during the correction process only quadratic gradients change, but not linear). .

Как показали проведенные испытани , проводившиес  на спектрометре ЯМР высокого разрешени  с рабочей частотой 90 МГц, регулировка параллельности полюсных наконечников и корректировка краевого спада агнитного пол  позвол ют снизить неоднородность пол  в объеме образца 0,1 см лишь до 3-10 в то врем  как предварительна  компенса3 ци  Z-градиента, регулировка параллельности полюсных наконечников, компенсаци  Х- и Y-градиентов и 11777344 последующа  корректиррвка-краевого спада позвол ют снизить неоднородность пол  до 6-10As shown by tests carried out on a high-resolution NMR spectrometer with an operating frequency of 90 MHz, adjusting the parallelism of pole tips and correcting the marginal decline of the agnitic field make it possible to reduce the non-uniformity of the floor in a sample volume of 0.1 cm to only 3-10. Z-gradient Qi, parallel pole alignment adjustment, X- and Y-gradient compensation, and 11777344 subsequent correction-edge decay reduce field heterogeneity to 6-10

Claims (1)

СПОСОБ НАСТРОЙКИ МАГНИТА, включающий размещение в его межполюсном зазоре образца, воздействие на него переменным магнитным полем, регистрацию ширины линии гиромагнитного резонанса, регулировку параллельности полюсных наконечников, корректировку краевого спада поля магнита до получения минимальной ширины линии гиромагнитного резонанса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа, перед регулировкой параллельности полюсных наконечников воздействуют на образец градиентным постоянным магнитным полем в направлении оси полюсных наконечников, величину которого регулируют до получения минимальной ширины линии гиромагнитного резонанса, а перед корректировкой краевого спада поля магнита повторно воздействуют на образец градиентным постоянным магнитным полем в плоскости, перпендикулярной оси полюсных наконечников, также до получения минимальной ширины линии гиромагнитного резонанса.METHOD FOR SETTING A MAGNET, including placing a sample in its interpolar gap, exposing it to an alternating magnetic field, registering the line width of the gyromagnetic resonance, adjusting the parallelism of the pole pieces, adjusting the edge decay of the magnet field to obtain the minimum line width of the gyromagnetic resonance, characterized in that, for the purpose to increase the accuracy of the method, before adjusting the parallelism of the pole pieces, they act on the sample with a gradient constant magnetic field in the direction of the p axis pole tips, the value of which is adjusted to obtain the minimum width of the gyromagnetic resonance line, and before adjusting the edge decay of the magnet field, the sample is repeatedly exposed to the gradient constant magnetic field in a plane perpendicular to the axis of the pole pieces, also until the minimum width of the gyromagnetic resonance line is obtained. JJ