小型化核磁共振实验仪器的研制

论文摘要

核磁共振技术已经比较成熟,但是由于种种原因,国内很多人对其还是知之甚少。首先,因为国内对于该技术的自主知识产权很少,而且又面临国外的技术封锁;其次是核磁共振的仪器一般昂贵笨重,普及比较难。为了更好地推广核磁共振技术,迫切需要一种简单便携的仪器。本文设计了一种小型化低成本核磁共振教学实验仪器装置,目的是使大学本科教育能够推广核磁共振实验教学,从而促进核磁共振技术在中国的发展。论文首先简述了核磁共振原理,并引出本文所采用的核磁共振实验方法:连续波方法。然后论文对具体装置的实现进行了深入的剖析,这其中包括:磁场的构建,电路部分和探头部分的设计。磁场部分采用永磁体结构,通过对比几种产生均匀磁场方法的优缺点,提出一种采用H型两极磁体构建均匀磁场的方法;并讨论了具体的磁路设计,磁场仿真。电路部分采用一种基于边限振荡器检测方法来提高检测的灵敏度,描述了边限振荡器的原理,详细介绍了振荡器及检测电路的实现。探头部分,详细阐述了一种高信噪比的单螺线管探头的设计。最后,给出了系统实验的结果与分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 核磁共振的发展与应用介绍
• 1.2 核磁共振仪的国内外现状
• 1.3 研究的意义
• 1.4 设计难点与解决方案
• 1.5 论文的主要工作内容
• 2 核磁共振原理
• 2.1 原子核的磁性与宏观磁化矢量
• 2.2 核磁共振现象的描述
• 2.3 核磁共振信号的检测
• 3 仪器系统概述
• 3.1 检测原理
• 3.2 仪器装置组成
• 4 仪器磁场的设计
• 4.1 静磁场的设计
• 4.2 调制磁场的设计
• 5 仪器电路与探头设计
• 5.1 检测方法
• 5.2 电路具体实现
• 5.3 探头的设计
• 6 实验过程、结果与分析
• 6.1 实验装置
• 6.2 实验步骤
• 6.3 实验结果与分析
• 6.4 实验调试遇到的困难与调试经验
• 7 总结与展望
• 7.1 本文工作总结
• 7.2 展望及今后研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 附录