基于Halbach结构的低场核磁共振主磁体的设计与实现

随着核磁共振不断向便携性和低成本方向发展,核磁共振仪中主磁体的小型化成为了大家关注的重点。为实现核磁共振的小型化,对基于Halbach结构的低场核磁共振主磁体进行了设计与实现。首先,利用ANSYS有限元仿真软件对采用多磁条特定排列形成的Halbach结构进行仿真,对磁条的数量、大小、长度、位置等参数进行调整;其次,根据仿真确定的理想模型参数,实现了主磁体,其为直径108 mm、高170 mm的圆柱体,重4.5 kg,并对其中心磁感应强度和均匀度进行了检测;最后,根据检测结果,设计了一种匀场片矩阵,采用被动匀场的方式将磁体中心5 mm直径球形区域内的均匀度提升至451.68 ppm,中心磁感应强度为221.4 mT。设计中,较好的权衡了磁体性能和生产成本。

低场核磁共振信号检测电路设计

核磁共振检测以其快速、不破坏样品、直观反映分子结构等优点在诸多领域有着非常广泛的应用.针对核磁共振检测仪器价格昂贵、体积庞大、操作复杂、不便于实现现场检测等问题,设计了一种面向小型化低成本低场核磁共振仪的核磁共振信号检测电路.所提出的电路使用低噪声前置放大器实现传感信号放大,基于锁定放大的微弱信号检测技术实现了对核磁共振回波信号的有效检测.实际测试结果表明,所设计的电路放大倍数高达20 000倍,在高倍噪声的干扰下能够准确检测出幅度在5μV及以上的有用信号.所提出的低场核磁共振信号检测电路对于发展低成本核磁共振仪器具有较好的应用价值.