具有改進(jìn)的樣本管定心的nmr探頭的制作方法
【專利摘要】本公開(kāi)涉及具有改進(jìn)的樣本管定心的NMR探頭。一種NMR探頭(3)，具有線圈系統(tǒng)(9)和樣本管(4)的徑向定心裝置，該線圈系統(tǒng)相對(duì)于NMR探頭徑向固定，其特征在于，至少一個(gè)另一定心裝置(6)軸向放置在線圈系統(tǒng)上方且與第一定心裝置上方距離具有軸向間隔(d)，該軸向間隔(d)被選定，并且定心裝置中的通道開(kāi)口的尺寸和幾何形狀被設(shè)計(jì)為，使得在第一定心裝置和另一定心裝置相互作用中，該第一定心裝置限定樣本管移動(dòng)的徑向范圍至這種程度，使得樣本管不能接觸危險(xiǎn)空間(7)，在樣本管傳送到其測(cè)量位置的整個(gè)過(guò)程中，該危險(xiǎn)空間沿接收線圈系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)軸向延伸并且在后者(接收線圈系統(tǒng))內(nèi)徑向延伸，其中另一定心裝置連接到NMR探頭。
【專利說(shuō)明】具有改進(jìn)的樣本管定心的NMR探頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核磁共振(NMR)探頭，該探頭具有圍繞優(yōu)選垂直的Z軸放置的NMR線圈系統(tǒng)和相對(duì)于一端封閉并填充待測(cè)材料的縱向樣本管的Z軸徑向定心的裝置，其中匪R線圈系統(tǒng)相對(duì)于NMR探頭關(guān)于Z軸徑向固定，其中至少兩個(gè)定心裝置沿Z軸軸向方向彼此分開(kāi)設(shè)置，其僅在徑向方向?yàn)闃颖竟芫哂型ǖ篱_(kāi)口以用于樣本管的定心，其中至少第一定心裝置沿Z方向放置在NMR線圈系統(tǒng)上方，并且其中所有的定心裝置關(guān)于Z軸徑向固定。
[0002]例如，從US6，563，317B2所知的組件(參考[I])。

【背景技術(shù)】
[0003]NMR分光術(shù)是儀器分析的有力方法。RF (射頻)脈沖照射到處于強(qiáng)靜磁場(chǎng)的測(cè)量樣本，并且測(cè)量樣本的RF響應(yīng)。通過(guò)這種方式，可以橫跨測(cè)量樣本的特定區(qū)域(所謂的活性容積)整體地獲取信息。
[0004]通常，測(cè)量樣本包括圓柱形的樣本管，其容納待測(cè)量的固體或液體物質(zhì)。樣本管可以具有圓形、橢圓形或矩形的橫截面。樣本管至少在其首先以其末端進(jìn)入探頭的端部封閉。封閉末端通常是圓形的。
[0005]通常，樣本管位于旋轉(zhuǎn)器內(nèi)。該樣本管可永久地連接到旋轉(zhuǎn)器或者在旋轉(zhuǎn)器內(nèi)自由放置。樣本管和旋轉(zhuǎn)器通過(guò)傳送系統(tǒng)從磁場(chǎng)外部傳送到探頭內(nèi)。在以下的描述中，假定插入開(kāi)口位于探頭的頂部，并且樣本管從上方插入到探頭內(nèi)。然而，可以想到樣本管從下方插入到探頭而進(jìn)入用于那個(gè)用途的開(kāi)口。這種情形與上面描述的情形相似，并且為了清晰，將不再明確地描述。如果樣本管處在測(cè)量位置，則旋轉(zhuǎn)器位于渦輪機(jī)內(nèi)部。樣本管能通過(guò)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)。
[0006]在測(cè)量位置，樣本管被一個(gè)或多個(gè)NMR線圈圍繞。最內(nèi)部的NMR線圈具有僅比測(cè)量探頭的外徑稍稍大的內(nèi)徑，因?yàn)樘畛渎屎陀纱说腘MR線圈的靈敏度取決于內(nèi)徑并隨著內(nèi)徑增加而減少。
[0007]當(dāng)樣品管處在測(cè)量位置時(shí)，許多精致的探頭組件能夠圍繞樣品管放置。例如，這可能是最內(nèi)部的NMR線圈或者也可能是支撐最內(nèi)部的NMR線圈的玻璃管。按一般定義，我們指的是在測(cè)量位置的樣本管周?chē)奈ｋU(xiǎn)區(qū)域。在樣本管傳送到測(cè)量位置的過(guò)程中，與位于危險(xiǎn)區(qū)域的這種精致組件的碰撞常常會(huì)導(dǎo)致費(fèi)時(shí)的探頭維修。
[0008]在參考[I]，樣本管會(huì)被兩個(gè)帶有徑向動(dòng)作的定心裝置定心在測(cè)量位置，該定心裝置軸向放置在線圈的上方和下方。這些裝置剛性連接到接收線圈的支撐裝置。另外，僅在軸向方向上提供定位。這能夠通過(guò)終點(diǎn)止動(dòng)在接收線圈下方或者借助扎緊套管在接收線圈上方改良的旋轉(zhuǎn)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)
[0010]現(xiàn)有技術(shù)的定心裝置(見(jiàn)參考[I]和[2]，包括其中引用的源)僅關(guān)于確保樣本管位置在測(cè)量位置被準(zhǔn)確和可靠地控制。然而，在傳送到測(cè)量位置的傳送過(guò)程中，樣本管的精確引導(dǎo)一直無(wú)法實(shí)現(xiàn)。如果樣本管仍然位于測(cè)量位置上方，尤其是，樣本管的下端能夠偏移探頭軸向地徑向移動(dòng)相對(duì)大的距離。結(jié)果是，位于危險(xiǎn)區(qū)域的探頭組件可能在傳送到測(cè)量位置的過(guò)程中被損壞。
[0011]如果NMR分光計(jì)用作高通量的分析系統(tǒng)，即使樣本管插入探頭的過(guò)程中發(fā)生上述損壞的概率限小，也是非常不利的。使用自動(dòng)樣本管更換器和填充機(jī)器人，在非常短的時(shí)間內(nèi)對(duì)不同樣本執(zhí)行大重的測(cè)量也就是可行的。在這種情況下，即使較小概率的損壞和大量的樣本更換的組合也會(huì)產(chǎn)生不可接受的失敗率。
[0012]發(fā)明目的
[0013]因此，本發(fā)明的目標(biāo)是采用盡可能簡(jiǎn)單的技術(shù)方式修改上面所定義類型的NMR探頭，以便很大程度地消除上述缺點(diǎn)，其中，樣本管從進(jìn)入探頭開(kāi)始傳送直至其到達(dá)測(cè)量位置可按一種方式控制，使得探頭組件不能被在探頭內(nèi)部危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的樣本管損壞。
[0014]為了將尖齒減少得盡可能低，尤其是當(dāng)使用自動(dòng)樣本管更換器時(shí)，尋求個(gè)人操作期間非常高的安全度。因此必須準(zhǔn)確充分地排除樣本管和探頭在危險(xiǎn)區(qū)域的接觸。
[0015]本發(fā)明的另一目標(biāo)是允許樣本管的快速交換，而不拿顯著減少探頭壽命冒險(xiǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]這種復(fù)合目標(biāo)是以驚人簡(jiǎn)單和有效的方式實(shí)現(xiàn)在于，對(duì)于一般帶有上述定義特性的NMR探頭，至少另一定心裝置軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)上方并且在第一定心裝置的上方或下方，從而兩個(gè)定心裝置之間的軸向間隔被選定，并且定心裝置中的通道開(kāi)口的大小和幾何形狀被設(shè)計(jì)為，使得在第一定心裝置在和另一定心裝置相互作用中，第一定心裝置限定樣本管相對(duì)于Z軸的移動(dòng)的徑向范圍至這種程度，使得樣本管不能接觸預(yù)定義的空?qǐng)A柱空間，在樣本管傳送到NMR探頭中的測(cè)量位置的整個(gè)過(guò)程中，該圓柱空間在NMR線圈系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)相對(duì)于Z軸軸向延伸并且還在后者(NMR線圈系統(tǒng))的上方或下方延伸，以及至少部分地在NMR線圈系統(tǒng)內(nèi)部(并且下文有時(shí)也稱作“危險(xiǎn)區(qū)域”)徑向延伸，其中的另一定心裝置機(jī)械地連接到NMR探頭。
[0017]本發(fā)明的NMR探頭具有引導(dǎo)系統(tǒng)，該引導(dǎo)系統(tǒng)包含至少兩個(gè)帶有徑向動(dòng)作的定位設(shè)施，定位設(shè)施位于NMR探頭的插入開(kāi)口和磁場(chǎng)中心之間，其中帶有徑向動(dòng)作的引導(dǎo)在Z方向分開(kāi)足夠遠(yuǎn)，并且限定樣本管的移動(dòng)的徑向范圍至這種程度，使得樣本管在到測(cè)量位置中的整個(gè)傳送操作過(guò)程中不能接觸危險(xiǎn)區(qū)域。兩個(gè)徑向引導(dǎo)在測(cè)量位置也是以樣本管為中心。在測(cè)量位置的定心效果能夠在線圈下方的另一徑向位置被補(bǔ)充。然而，這種額外的引導(dǎo)在樣本管傳送到測(cè)量位置直到處理結(jié)束的過(guò)程中并不發(fā)生效果。因此，這并不用于保護(hù)危險(xiǎn)區(qū)域而僅是用于在測(cè)量位置定心。
[0018]為了實(shí)現(xiàn)樣本管的最佳定心，NMR線圈上方的兩個(gè)徑向引導(dǎo)可以剛性連接到NMR線圈的支撐裝置。以這種方式，能夠減少樣本管和NMR線圈的相對(duì)定位偏差。
[0019]樣本管或者由NMR線圈下方的終點(diǎn)止動(dòng)或者由通過(guò)渦輪機(jī)停止的旋轉(zhuǎn)器軸向定位。
[0020]相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
[0021]本發(fā)明的引導(dǎo)系統(tǒng)確保樣本管在其從磁場(chǎng)外部傳送進(jìn)入到探頭并且最終進(jìn)入測(cè)量位置的過(guò)程中的任可時(shí)間都不會(huì)觸及危險(xiǎn)區(qū)域。這避免了昂貴的和費(fèi)時(shí)的NMR探頭敏感組件的昂貴和費(fèi)時(shí)的維修。同時(shí)，NMR線圈的內(nèi)徑被選定得足夠小以便優(yōu)化填充率和由此的NMR的靈敏性。
[0022]在此，須特別指出，雖然本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)和專利權(quán)利要求書(shū)——因語(yǔ)言簡(jiǎn)潔的緣故——總是提到“垂直Z軸”和軸向位置“高于”或“低于”NMR線圈系統(tǒng)，但本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)能同樣以具有水平或非垂直Z軸的NMR系統(tǒng)而獲得。規(guī)定的軸向位置接著不再必須“高于”或“低于”NMR線圈系統(tǒng)，但可以在其“右側(cè)”或“左側(cè)”。在任何情況下，重力在本發(fā)明的工作原理中僅起到小的作用。
[0023]本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例
[0024]在本發(fā)明NMR探頭的有益類別的實(shí)施例中，在空的圓柱空間中，圓柱管被放置成在其測(cè)量位置中圍繞樣本管。圓柱管成為徑向最內(nèi)部的NMR線圈的支撐器。它通常包括好的電絕緣體，其為射頻電流生成低損耗的衰減(例如陶瓷玻璃、聚醚醚酮(PEEK)、石英玻璃、藍(lán)寶石)。為了實(shí)現(xiàn)最大可能的填充率和由此高的信噪比(SNR)，NMR線圈的內(nèi)徑被選擇為僅稍稍大于樣本管的外徑。因此，如果圓柱管具有最小可能的壁，則是個(gè)優(yōu)勢(shì)。然而，壁厚顯著地影響圓柱管的強(qiáng)度，從而薄管極度地受到與樣本管碰撞的影響。采用兩個(gè)徑向引導(dǎo)，本發(fā)明的配置保證樣本管在插入到測(cè)量位置的過(guò)程中不會(huì)碰到圓柱管。這排除了對(duì)圓柱管的損壞。因而，避免了對(duì)探頭的費(fèi)時(shí)和昂貴的維修。
[0025]一類可替換的實(shí)施例特別優(yōu)選在于，相對(duì)于Z軸徑向最內(nèi)部的NMR線圈系統(tǒng)的NMR線圈和/或最內(nèi)部的NMR線圈的支撐結(jié)構(gòu)被放置在空的圓柱空間的內(nèi)部。在此配置中，NMR線圈的內(nèi)徑小于在具有圓柱管的配置中的NMR周?chē)膬?nèi)徑。因此，填充率和最終的SNR高于上述的示例。因?yàn)镹MR線圈是探頭中非常復(fù)雜、昂貴和靈敏的部件，所有保護(hù)這個(gè)線圈避免與線圈管的碰撞有著最高的優(yōu)先級(jí)。這由發(fā)明的引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閺较虻亩ㄐ难b置以阻止樣本管和最內(nèi)部的NMR線圈接觸的方式放置。
[0026]在這類實(shí)施例的優(yōu)選的進(jìn)一步變體中，最內(nèi)部的NMR線圈的支撐結(jié)構(gòu)放置在空的圓柱空間中，并且第一定心裝置在支撐結(jié)構(gòu)和在其測(cè)量位置的樣本管之間至少部分地徑向延伸。通過(guò)將第一定心裝置放置在支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了定心裝置的非常緊的內(nèi)徑。定心裝置的內(nèi)徑越緊，樣本管能夠被徑向引導(dǎo)得越精確。與第二定心裝置一起，實(shí)現(xiàn)了在樣本管插入到測(cè)量位置的過(guò)程中極度精確的引導(dǎo)。這進(jìn)而避免樣本管與最內(nèi)部的NMR線圈的支撐結(jié)構(gòu)的接觸。
[0027]本發(fā)明的NMR線圈的一個(gè)實(shí)施例也是優(yōu)選的，其特征在于至少一個(gè)定心裝置的橫截面被幾何設(shè)計(jì)為，使得溫度控制氣體能夠在其測(cè)量位置中的樣本管和定心裝置之間流動(dòng)，其中，在垂直于Z軸的橫截面中流過(guò)定心裝置的溫度控制氣體被阻擋不會(huì)超過(guò)總量的70%。樣本管的最佳溫度控制通過(guò)直接沿樣本管表面流動(dòng)的溫度控制氣流實(shí)現(xiàn)。然而，定心裝置應(yīng)當(dāng)有盡可能小的內(nèi)徑以便實(shí)現(xiàn)最佳的引導(dǎo)。如果定心裝置放置在具有小的直徑的樣本管附近，由此定心裝置便可阻擋溫度控制氣流。該阻擋不應(yīng)太大以便氣流阻力和由此壓耗能夠保持較低。
[0028]在本實(shí)施例和/或之前描述的實(shí)施例的更進(jìn)一步的變體中，第一定心裝置包括徑向內(nèi)引導(dǎo)、優(yōu)選用作RF(=高頻)屏蔽的圓柱管和停留在圓柱線圈玻璃的終端表面上的終點(diǎn)止動(dòng)邊緣。這導(dǎo)致RF屏蔽和定心裝置的雙重功能，具有的優(yōu)點(diǎn)是可以減少需要的部件的數(shù)量，因而節(jié)省了成本。
[0029]在另一優(yōu)選的變體中，第一定心裝置裝備有多個(gè)在徑向內(nèi)引導(dǎo)中沿Z軸方向延伸的徑向氣閥和/或裝備有沿Z方向放置的溝槽。氣閥或溝槽允許溫度控制氣體沿著樣本管流動(dòng)穿過(guò)內(nèi)引導(dǎo)。它們被選擇成使得阻擋和由此氣流阻力足夠小，其最終導(dǎo)致樣本管的有效溫度控制。
[0030]這些變體能夠進(jìn)一步改進(jìn)以便凸起的凸輪在徑向方向設(shè)置在溝槽之間的塊(bar)上，那些凸起的凸輪如此構(gòu)造使得當(dāng)其關(guān)于Z軸插入到NMR線圈系統(tǒng)的徑向最內(nèi)部的NMR線圈的支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，第一定心裝置在徑向方向被夾住。因此，實(shí)現(xiàn)了第一定心裝置與支撐結(jié)構(gòu)的緊密連接。因?yàn)橹纹鹘Y(jié)構(gòu)直接地支撐接收器線圈，所以實(shí)現(xiàn)樣本管相對(duì)于接收器線圈的有利定心。而且，支撐結(jié)構(gòu)中的徑向夾緊能夠避免定心裝置在溫度控制氣流的影響下移位或彎曲。
[0031]本發(fā)明的NMR探頭的另一優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，第三定心裝置沿Z方向以軸向間隔放置在第一定心裝置上方和另一定心裝置下方。利用第三定心裝置，可以在整個(gè)插入過(guò)程中引導(dǎo)樣本管以最大可能的精度直到測(cè)量位置。
[0032]本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，至少一個(gè)定心裝置軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)下方。這個(gè)帶有徑向動(dòng)作的附加定心裝置在樣本管插入到測(cè)量位置后開(kāi)始發(fā)揮作用。它使得樣本管在測(cè)量位置中能夠被很好地徑向引導(dǎo)。
[0033]在另外優(yōu)選的實(shí)施例中，提供至少一個(gè)定位裝置用于樣本管的軸向定位，其在操作位置中可以低于或者高于NMR線圈系統(tǒng)。
[0034]這些實(shí)施例可以被進(jìn)一步改進(jìn)，以便定位裝置軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)下方并且包括終點(diǎn)止動(dòng)部件，樣本管在測(cè)量位置中停留在終點(diǎn)止動(dòng)裝置上。徑向定心裝置必須被軸向定心補(bǔ)充，這由緊靠渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)器或者NMR線圈下方的軸向定心提供。通過(guò)軸向定心，由于其空間上鄰近NMR線圈，所以樣本管可以在Z方向上關(guān)于NMR線圈的磁場(chǎng)中心非常精確地定位。這對(duì)于確保NMR線圈的磁場(chǎng)與樣本管的相關(guān)區(qū)域重合非常重要，相關(guān)區(qū)域是在其內(nèi)獲取NMR信號(hào)的區(qū)域。術(shù)語(yǔ)叫做“活性樣本容積”。
[0035]本發(fā)明的NMR探頭的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)還在于，其中第一定心裝置和另一定心裝置和可能的定心裝置彼此機(jī)械剛性連接，該可能的定心裝置軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)下方，尤其通過(guò)連接元件和/或通過(guò)到接收線圈系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)的固定物。各部件之間的誤差，即支撐結(jié)構(gòu)、接收器線圈和定心裝置間的誤差，容易通過(guò)剛性連接進(jìn)行控制。以這種方式，可以獲得樣本管相對(duì)于接收器線圈的非常好的定心。
[0036]本發(fā)明另一優(yōu)選類別的實(shí)施例的特征在于，第一定心裝置和/或另一定心裝置具有漏斗形通道開(kāi)口以便容納樣本管。當(dāng)樣本管剛進(jìn)入各自的定心裝置時(shí)，漏斗形狀可有效對(duì)其進(jìn)行引導(dǎo)。
[0037]實(shí)際上，本發(fā)明NMR探頭的實(shí)施例已經(jīng)證明在以下方面特別適用，相對(duì)于Z軸第一定心裝置和NMR線圈系統(tǒng)徑向最內(nèi)部的NMR線圈之間的軸向間隔小于樣本管的徑向直徑的2倍。第一定心裝置和NMR線圈之間的距離越小，樣本管在徑向方向能被弓I導(dǎo)得越精確。
[0038]本發(fā)明另一特別有利類別的實(shí)施例的特征在于，恰好一個(gè)第一定心裝置和恰好另一定心裝置軸向定位在NMR接收線圈系統(tǒng)上方，其中樣本管沿Z方向被定心裝置有效引導(dǎo)的定心裝置的區(qū)域每個(gè)有0.05D到0.6D的軸向擴(kuò)展范圍(extent)，其中D是樣本管的徑向直徑。樣本管的末端在傳送過(guò)程中能夠遠(yuǎn)離目標(biāo)區(qū)域移動(dòng)的范圍由兩個(gè)定心裝置的軸向間隔和它們的準(zhǔn)確度確定，但并不由各個(gè)定心裝置的引導(dǎo)長(zhǎng)度確定。因此，例如，保持這些引導(dǎo)的軸向擴(kuò)展范圍量級(jí)上比較小是有利的，以減少定心裝置和樣本管之間的溫度控制氣體流動(dòng)的阻力。
[0039]在另外有利的實(shí)施例中，至少一個(gè)軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)上方的定心裝置由一種材料制造，其硬度實(shí)質(zhì)上小于制造樣本管的材料的硬度，尤其小于硼硅玻璃或石英玻璃的硬度。因?yàn)闃颖竟茉诒徊迦氲綔y(cè)量位置時(shí)接觸引導(dǎo)裝置，所以優(yōu)選比樣本管材料柔軟的材料。這當(dāng)樣本管鄰接引導(dǎo)裝置時(shí)可以避免樣本管被損壞。因?yàn)楫?dāng)樣本管引入到測(cè)量位置時(shí)，樣本管沿著定心裝置進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)，所以存在樣本管上發(fā)生劃傷的危險(xiǎn)。這個(gè)危險(xiǎn)可通過(guò)選擇比樣本管硬度低的材料而避免。
[0040]實(shí)施例的有利之處還在于，至少一個(gè)軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)上方的定心裝置是由一種表面導(dǎo)電性大于107S/m的材料制成。定心裝置的這種高導(dǎo)電性允許定心裝置還可以額外用于RF屏蔽。RF屏蔽對(duì)于引導(dǎo)NMR線圈的磁場(chǎng)和沿Z方向限定它們非常重要。本發(fā)明組件的這種雙重功能導(dǎo)致顯著降低探頭的生產(chǎn)費(fèi)用。
[0041]本發(fā)明NMR探頭的實(shí)施例特別的優(yōu)選在于，至少一個(gè)軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)上方的定心裝置具有至少一個(gè)樣本管直徑D的軸向長(zhǎng)度，并且位于關(guān)于Z軸、距離NMR線圈系統(tǒng)中最內(nèi)部的NMR線圈的軸向距離處，該軸向距離小于最內(nèi)部的NMR線圈的徑向線圈直徑。這里，與徑向最內(nèi)部的NMR線圈的定位設(shè)施的軸向距離保持得盡可能小以便獲得好的樣本管的徑向引導(dǎo)。
[0042]這兩個(gè)實(shí)施例的有利的另外變體在于，定心裝置與NMR探頭的RF屏蔽管發(fā)生RF電氣接觸。導(dǎo)電的定心裝置和由屏蔽管形成的探頭塊之間的接觸，允許改進(jìn)的探頭屏蔽避免從外部穿透的RF干涉信號(hào)。
[0043]可選地或附加地在其他變體中，當(dāng)樣本管在其測(cè)量位置時(shí)，定心裝置可以被成形為不存在圍繞樣本管的定心裝置內(nèi)的路徑。例如，該變體可以由例如空的圓柱結(jié)構(gòu)形成，該圓柱結(jié)構(gòu)沿表面輪廓在軸線具有溝槽。經(jīng)常，在NMR實(shí)驗(yàn)中，梯度場(chǎng)應(yīng)用于活性容積。這些是變化磁場(chǎng)，沿Z方向經(jīng)常不均勻并且在靜態(tài)BO域疊加。在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中，不期望的電流由這些梯度場(chǎng)感應(yīng)。因?yàn)榕c這些梯度場(chǎng)正交的導(dǎo)體環(huán)路現(xiàn)在被阻止，所以這些電流的大部分被抑制。
[0044]本發(fā)明的NMR探頭的實(shí)施例還有利在于，至少一個(gè)軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)上方的定心裝置由一種材料組成，該材料具有的導(dǎo)電性小于10_8S/m。有利的是如果第一定心裝置也是由與NMR線圈的支撐結(jié)構(gòu)相同的絕緣材料制成。定心裝置和支撐結(jié)構(gòu)接著能夠在單個(gè)工作步驟中制作，其導(dǎo)致顯著降低成本。如果沒(méi)有RF屏蔽在徑向最內(nèi)部的NMR線圈附近使用，該類型的設(shè)計(jì)特別有利。
[0045]本發(fā)明的實(shí)施例同樣有利在于，至少一個(gè)軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)上方的定心裝置由一種材料組成，該材料表現(xiàn)磁化率量值小于1.0ppm0對(duì)于NMR分光術(shù)，即使百萬(wàn)分之一(Ippm)范圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度的局部失真引起干涉，也不能通過(guò)填隙降低到可接受的水平。對(duì)于磁場(chǎng)的失真，所使用材料的磁化率、距活性容積的距離和組件的幾何結(jié)構(gòu)是決定性的。由于定心裝置位于NMR接收線圈的附近，磁化率值直接影響NMR信號(hào)的質(zhì)量。磁化率值越大，對(duì)NMR信號(hào)的干涉越大。這就是為什么優(yōu)選低磁化率值的定心裝置。
[0046]最后，本發(fā)明NMR探頭的另一重要實(shí)施例的特征在于，繞至少一個(gè)定心裝置中的樣本管流動(dòng)的溫度控制氣流并不在定心裝置和樣本管之間流動(dòng)，而是引導(dǎo)通過(guò)從Z軸徑向偏移的空氣出口孔。例如，引導(dǎo)溫度控制氣流穿過(guò)軸向距最內(nèi)部的NMR線圈最近的第一定心裝置是有利的，因?yàn)榈谝欢ㄐ难b置通常位于填充有樣本液體的樣本管的區(qū)域中。距離最內(nèi)部的NMR線圈更遠(yuǎn)的第二定心裝置通常位于填充有氣體的樣本管區(qū)域。在該區(qū)域中，溫度控制氣流和樣本之間發(fā)生較少的熱傳遞。因此，該區(qū)域不需要鄰近樣本管的溫度控制氣流。
[0047]本發(fā)明的范圍還包括具有上面所述類型的NMR探頭的NMR測(cè)量配置,該NMR測(cè)量配置還包括NMR磁場(chǎng)系統(tǒng)、填隙系統(tǒng)、渦輪機(jī)和傳送裝置。該傳送裝置用于在NMR探頭中將樣本管從NMR磁場(chǎng)系統(tǒng)外部準(zhǔn)確傳送到樣本管的測(cè)量位置。本發(fā)明的定心裝置在包括探頭、NMR磁場(chǎng)和傳送裝置的完整系統(tǒng)中特別有用，因?yàn)檫@種組合允許自動(dòng)更換樣本管，這很重要，例如，用于高通量NMR應(yīng)用。本發(fā)明配置對(duì)這些應(yīng)用的重要貢獻(xiàn)，因?yàn)楫?dāng)樣本管被插入時(shí)避免了對(duì)探頭的損壞。
[0048]更多的優(yōu)點(diǎn)來(lái)自于說(shuō)明書(shū)和附圖。而且，上述特征和下面更多的特征可以以任何組合方式在本發(fā)明中單獨(dú)或一起使用。顯示和描述的實(shí)施例并不意于窮舉列表，而是例示本發(fā)明的示例。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0049]本發(fā)明通過(guò)附圖顯示并使用實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)解釋。附圖示出:
[0050]圖1a是本發(fā)明用于在NMR探頭中引導(dǎo)NMR樣本管的定心裝置實(shí)施例的示意垂直剖面圖；
[0051 ] 圖1b是依據(jù)圖la，利用定心裝置將NMR樣本管插入到NMR探頭；
[0052]圖2a是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，NMR樣本管在NMR探頭中的示意垂直剖面圖；
[0053]圖2b是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖2a，將NMR樣本管插入到NMR探頭的示意垂直剖面圖；
[0054]圖3說(shuō)明了本發(fā)明NMR探頭的實(shí)施例，其中樣本管的軸向由終點(diǎn)止動(dòng)引導(dǎo)和徑向由位于NMR線圈系統(tǒng)軸向下方的另一定心裝置引導(dǎo)；
[0055]圖4說(shuō)明了本發(fā)明NRM探頭的實(shí)施例，其中引導(dǎo)樣本管徑向穿過(guò)NMR線圈系統(tǒng)上方的三個(gè)定心裝置；
[0056]圖5說(shuō)明了本發(fā)明NMR探頭的實(shí)施例，其中上方的定心裝置剛性地由連接元件彼此連接；
[0057]圖6說(shuō)明了本發(fā)明NMR探頭的實(shí)施例，其中上方的定心裝置和下方的定心裝置由連接元件剛性地彼此連接；
[0058]圖7說(shuō)明了本發(fā)明NMR探頭的實(shí)施例，其中定心裝置設(shè)計(jì)為使得溫度控制氣體能在樣本管和定心裝置之間流動(dòng)；
[0059]圖8說(shuō)明了本發(fā)明定心裝置的實(shí)施例，其中最緊靠NMR線圈的定心裝置被集成在NMR線圈上方的RF屏蔽中；
[0060]圖9是在垂直于Z軸的平面中的本發(fā)明引導(dǎo)實(shí)施例的示意橫截面圖，具有適用于溫度控制氣體流動(dòng)的幾何形狀，并在徑向內(nèi)側(cè)的定心裝置中具有多個(gè)沿Z軸在軸向方向延伸的徑向氣閥；
[0061]圖1Oa說(shuō)明了本發(fā)明定心裝置的實(shí)施例，其中定心裝置具有沿Z方向放置的溝槽和在徑向方向放置在溝槽之間的塊上的凸起的凸輪，該凸輪用于夾住線圈支撐結(jié)構(gòu)。
[0062]圖1Ob是將定心裝置插入到線圈支撐結(jié)構(gòu)上時(shí)，按照?qǐng)D1Oa實(shí)施例的半個(gè)的示意垂直剖面圖；
[0063]圖1Oc同圖10b，但是在線圈支撐結(jié)構(gòu)上的最終位置中具有引導(dǎo)；并且
[0064]圖11說(shuō)明了定心裝置能夠觸及在測(cè)量位置的樣本管的區(qū)域。

【具體實(shí)施方式】
[0065]本發(fā)明涉及NMR樣本管進(jìn)入NMR探頭中的其測(cè)量區(qū)域的無(wú)損壞插入。
[0066]NMR中最常用的樣本管由硼硅(玻璃)生產(chǎn)，形狀為圓柱形，并且具有外徑5mm以及整個(gè)長(zhǎng)度大約為7英尺(大約18cm)。從其中提取NMR測(cè)量信息的活性容積位于管的下三分之一處并通常沿25mm長(zhǎng)度的樣本管延伸?；钚匀莘e被NMR線圈圍繞(更準(zhǔn)確為RF線圈)，該線圈通過(guò)正交于主場(chǎng)(B0場(chǎng))的激勵(lì)場(chǎng)(BI場(chǎng))激勵(lì)該區(qū)域的原子。在活性容積中，勵(lì)磁的原子發(fā)射弱的可變磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)進(jìn)而被合適的NMR線圈接收。
[0067]最內(nèi)部的NMR線圈具有的內(nèi)徑僅比測(cè)量探頭的外徑稍大，因?yàn)樘畛渎屎陀纱说腘MR線圈的靈敏度取決于內(nèi)徑。靈敏度隨內(nèi)徑增加而減少。在測(cè)量位置中，樣本管被危險(xiǎn)區(qū)域圍繞，該危險(xiǎn)區(qū)域可由線圈自身或由支撐線圈的支撐管組成。
[0068]具有更大外徑的NMR管,例如1mm、1.7mm、8mm、10mm、15mm和20mm也在使用。這些與具有5mm外徑的管具有不同的活性容積。除了圓柱形狀外，其他橫截面(例如橢圓的、矩形的、一側(cè)扁平的)也在普遍使用。首先插入探頭的樣本管終端通常是圓形的。
[0069]通常，樣本管位于旋轉(zhuǎn)器內(nèi)。可永久連接到旋轉(zhuǎn)器或者在旋轉(zhuǎn)器內(nèi)自由定位。通過(guò)傳送系統(tǒng)將樣本管從磁場(chǎng)外部傳送到探頭內(nèi)的測(cè)量位置。如果樣本管在測(cè)量位置，則旋轉(zhuǎn)器位于渦輪機(jī)內(nèi)部。渦輪機(jī)允許樣本管旋轉(zhuǎn)。
[0070]在現(xiàn)有技術(shù)中，樣本管到測(cè)量位置的傳送不是連續(xù)控制的。當(dāng)樣本管插入到探頭中時(shí)，這會(huì)引起組件在圍繞在測(cè)量位置的樣本管的危險(xiǎn)區(qū)域被損壞，危險(xiǎn)區(qū)域。這會(huì)導(dǎo)致費(fèi)時(shí)和昂貴的維修。
[0071]本發(fā)明通過(guò)控制樣本管從探頭外部直到測(cè)量位置的整個(gè)傳送過(guò)程來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，使得樣本管不會(huì)接觸危險(xiǎn)區(qū)域。
[0072]本發(fā)明的特征在于，至少兩個(gè)帶有徑向動(dòng)作的引導(dǎo)位于NMR線圈上方。徑向引導(dǎo)沿Z方向彼此之間分開(kāi)足夠遠(yuǎn)，以避免樣本管與危險(xiǎn)區(qū)接觸。
[0073]圖1a示意說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的NMR探頭的實(shí)施例，如同下面詳細(xì)描述的，具有引導(dǎo)樣本管的裝置。
[0074]樣本管4容納在旋轉(zhuǎn)器2中，該旋轉(zhuǎn)器2利用其斜向外邊緣置于渦輪機(jī)I中。樣本管4位于NMR探頭3中的其測(cè)量位置。樣本管4被預(yù)定義的空?qǐng)A柱空間7 (術(shù)語(yǔ)“危險(xiǎn)區(qū)域”)徑向圍繞，這在本發(fā)明的幫助下保護(hù)其避免與樣本管4的碰撞和造成損壞。如果，如圖1a所示，樣本管4位于其測(cè)量位置，則具有定心裝置的徑向引導(dǎo)系統(tǒng)5和6定心樣本管4，定心裝置沿Z方向放置在NMR線圈系統(tǒng)9上方。
[0075]圖1b示出了本發(fā)明配置中的樣本管4如何插入到探頭。徑向引導(dǎo)系統(tǒng)5和6確保當(dāng)樣本管4插入時(shí)其不會(huì)接觸危險(xiǎn)區(qū)域7。
[0076]圖2a示出了現(xiàn)有技術(shù)，其中樣本管4在測(cè)量位置被上部定心裝置5和下部定心裝置8徑向定心。然而定心裝置8直到樣本管4已經(jīng)位于測(cè)量位置才發(fā)生作用。軸向定位由接觸渦輪機(jī)I的旋轉(zhuǎn)器2執(zhí)行，其中如果旋轉(zhuǎn)器2不存在，則放置在樣本管4下方的終點(diǎn)止動(dòng)部件11在測(cè)量位置提供附加的軸向止動(dòng)的安全性。
[0077]圖2b示出了現(xiàn)有技術(shù)中樣本管4如何插入到探頭。這里，樣本管4關(guān)于Z軸能夠發(fā)生偏轉(zhuǎn)并損壞危險(xiǎn)區(qū)域7中的探頭組件。
[0078]圖3示出了本發(fā)明配置中不具有旋轉(zhuǎn)器的樣本管4如何被徑向引導(dǎo)穿過(guò)引導(dǎo)(器)5、6和另外穿過(guò)定心裝置8。這里軸向引導(dǎo)不是由渦輪機(jī)執(zhí)行而是由軸向終點(diǎn)止動(dòng)11執(zhí)行。
[0079]圖4示出了本發(fā)明系統(tǒng)的三個(gè)具有徑向動(dòng)作的引導(dǎo)5、5a、6，這些引導(dǎo)都位于危險(xiǎn)區(qū)域7上方。如果探頭4的上部開(kāi)口和NMR線圈的之間的空間相對(duì)大，則該配置是有利的。
[0080]在圖5中，上部徑向引導(dǎo)5和6永久性地彼此連接。這是由連接元件12實(shí)現(xiàn)的。此外，危險(xiǎn)區(qū)域7，例如，由NMR線圈支撐玻璃組成，經(jīng)由另一連接元件13永久性地連接到連接元件12。連接元件12和13可以由單個(gè)部件制作。組合這些部件減少組件偏差的影響。也可以將引導(dǎo)和NMR線圈支撐玻璃永久連接，這種情況下能夠免除另一連接元件13。
[0081]在圖6中，經(jīng)由更長(zhǎng)的連接元件14，下部定心裝置8永久性地軸向連接上部引導(dǎo)5、6。同樣在此情況下，具有線圈支撐玻璃或NMR線圈的永久徑向連接15是可能的。
[0082]圖7示出了示例的溫度控制氣流如何通過(guò)第一定心裝置5’和另一定心裝置6’流過(guò)樣本管4。上部定心裝置6’的特性必須是它們并不偶然地增加溫度控制氣流的流動(dòng)阻力。例如，在參考[4]和其引用的公開(kāi)物中給出樣本管4的溫度控制的一般描述。
[0083]在圖8中，具有徑向內(nèi)引導(dǎo)16的第一定心裝置5”直接放置在RF屏蔽18的下端。其位于線圈玻璃17的內(nèi)側(cè)上，該線圈玻璃17支撐NMR線圈9’。上部邊緣19阻止RF屏蔽18的滑動(dòng)。在此配置下，徑向引導(dǎo)永久地連接到線圈玻璃17。
[0084]圖9不出了樣本管4的垂直于Z軸的橫截面。樣本管4在徑向方向引導(dǎo)通過(guò)引導(dǎo)16’。引導(dǎo)16’在圓周方向有周期間隔的氣閥，溫度控制氣體能夠流過(guò)這些氣閥。樣本管4僅僅在位于最內(nèi)的半徑上的點(diǎn)處被徑向引導(dǎo)。定心裝置16’的氣閥是使得氣流被阻擋得盡可能少。
[0085]根據(jù)圖10a，具有第一定心裝置5”’的RF屏蔽裝備有凸輪20和溝槽21。凸輪20微微凸起，即，它們從RF屏蔽18向外突出。
[0086]如圖1Ob和1c所示，當(dāng)?shù)谝欢ㄐ难b置5”’的該RF屏蔽18插入到線圈玻璃17時(shí)，凸輪20徑向向內(nèi)壓縮。這是由溝槽21實(shí)現(xiàn)。凸輪20的厚度和溝槽21的長(zhǎng)度和寬度被選擇為使得RF屏蔽18能夠容易地插入到線圈玻璃17，并同時(shí)足夠牢固地配合。溝槽21不應(yīng)太大，否則會(huì)影響RF屏蔽18的屏蔽效果。
[0087]圖1Oc示出了在線圈支撐玻璃17上在最終位置中具有凸輪20的第一定心裝置5”，的RF屏蔽18。
[0088]最后，圖11示出了定心裝置5”’的區(qū)域22，該區(qū)域能夠接觸在測(cè)量位置中的樣本管4。這個(gè)區(qū)域22具有軸向長(zhǎng)度b。
[0089]附圖標(biāo)記列表
[0090](I)渦輪機(jī)
[0091]⑵旋轉(zhuǎn)器
[0092](3)具有外徑D的NMR探頭
[0093](4)樣本管
[0094](5 ;5’ ；5”；5”’ )第一定心裝置，軸向在NMR線圈系統(tǒng)上方
[0095](6 ;6’)另一定心裝置，軸向在NMR線圈系統(tǒng)上方并且處于與第一定心裝置的軸向距離d
[0096](5a)第三定心裝置,在第一定心位置和另一定心裝置之間具有軸向間隔
[0097](7)預(yù)定義的空?qǐng)A柱(“危險(xiǎn)”)區(qū)域
[0098](8)另一定心裝置，軸向在NMR線圈系統(tǒng)下方
[0099](9 ;9’)NMR 線圈系統(tǒng)
[0100](11)樣本管在其操作位置的終點(diǎn)止步部件
[0101](12，13 ;14，15)連接元件
[0102](16 ;16’)徑向內(nèi)引導(dǎo)
[0103](17)圓柱線圈支撐玻璃
[0104](18)圓柱管，優(yōu)選用作RF屏蔽
[0105](19)終點(diǎn)止動(dòng)的上部邊緣
[0106](20)在徑向方向凸起的凸輪
[0107](21)沿Z方向延伸的溝槽
[0108](22)在測(cè)量位置中能接觸樣本管的引導(dǎo)設(shè)施區(qū)
[0109](d)第一定心裝置和另一定心裝置之間的軸向間隔
[0110](b)區(qū)域22的軸向長(zhǎng)度
[0111]引用列表
[0112][1]M.Warden, R.Seydoux, D.Marek:
[0113]US6, 563, 317 B2 ；EP1 239 296 BI ；DE101 11 672 C2
[0114][2]D.Marek:
[0115]US6, 466, 019 B2 ；EP1 124 137 BI ；DE100 06 324 Cl
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【權(quán)利要求】
1.一種NMR探頭(3)，具有圍繞垂直Z軸放置的NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9’ )和用于相對(duì)于一端封閉并填充待測(cè)物質(zhì)的縱向樣本管(4)的Z軸徑向定心的裝置，其中NMR線圈系統(tǒng)(9 ；9’)相對(duì)于NMR探頭(3)關(guān)于Z軸徑向固定，其中至少兩個(gè)定心裝置(5 ;5’ ;5” ;5”’ ；5a ；6 ;6’ ；8)在Z軸軸向方向彼此分開(kāi)設(shè)置,其僅在徑向方向?yàn)闃颖竟?4)有通道開(kāi)口以用于樣本管⑷的定心，其中至少第一定心裝置(5;5’；5”;5”’ )沿Z方向放置在NMR線圈系統(tǒng)(9;9，)上方，并且其中所有的定心裝置(5;5，;5”;5”，;5，”，;5a;6 ;6，；8)關(guān)于Z軸徑向固定， 其特征在于， 至少一個(gè)附加的定心裝置(6 ;6’)被軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9’)上方，并且關(guān)于Z軸與第一定心裝置(5 ;5’；5”;5”’ )具有軸向間隔(d)，其中軸向間隔(d)被選定，并且定心裝置(5;5，;5”；5”’ ；5””；5a;6;6’)中的通道開(kāi)口的尺寸和幾何形狀也被設(shè)計(jì)為，使得在第一定心裝置(5 ;5’ ；5”;5”’ )和另一定心裝置出；6’ )相互作用中，第一定心裝置限定樣本管(4)相對(duì)于Z軸的移動(dòng)的徑向范圍至這種程度，使得樣本管(4)不能接觸預(yù)定義的空?qǐng)A柱空間(7)，在樣本管(4)傳送到NMR探頭(3)中其測(cè)量位置的整個(gè)過(guò)程中，該空?qǐng)A柱空間在NMR線圈系統(tǒng)(9;9’)區(qū)域內(nèi)相對(duì)于Z軸軸向延伸并且還在NMR線圈系統(tǒng)的上方和/或下方延伸，以及至少部分地在NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9’ )內(nèi)部徑向延伸，并且另一定心裝置(6 ;6’ )機(jī)械地連接到NMR探頭(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的NMR探頭，其特征在于，在空?qǐng)A柱空間(7)中，圓柱管放置成圍繞在其測(cè)量位置中的樣本管(4)。
3.如權(quán)利要求1所述的NMR探頭，其特征在于，NMR線圈系統(tǒng)(9;9’)的徑向最內(nèi)部的NMR線圈關(guān)于Z軸和/或該最內(nèi)部的NMR線圈的支撐結(jié)構(gòu)被放置在空?qǐng)A柱空間(7)內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的NMR探頭，其特征在于，最內(nèi)部的NMR線圈的支撐結(jié)構(gòu)放置在空?qǐng)A柱空間(7)內(nèi)，并且第一定心裝置(5”;5”’)在支撐結(jié)構(gòu)和在其測(cè)量位置中的樣本管(4)之間至少部分地徑向延伸。
5.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，至少一個(gè)定心裝置(5;5’；5”；5”’ ；5””;5a;6;6’ ；8)的橫截面幾何形狀設(shè)計(jì)為使得溫度控制氣體能夠在其測(cè)量位置中的樣本管⑷和定心裝置(5 ;5’ ;5”；5”’ ；5””；5a ;6 ;6’ ；8)之間流動(dòng)，并且在垂直于Z軸的橫截面中流過(guò)定心裝置(5 ;5’ ；5”;5”’ ；5””;5a ；6 ;6’ ；8)的溫度控制氣體被阻擋不會(huì)超過(guò)總量的70%。
6.如權(quán)利要求4或5所述的NMR探頭，其特征在于，第一定心裝置(5”;5”’)包括徑向內(nèi)引導(dǎo)(16;16’)，優(yōu)選用作1^(=高頻)屏蔽的圓柱管(18)和停留在圓柱線圈玻璃(17)上端表面上的上端止動(dòng)邊緣(19)。
7.如權(quán)利要求4到6中任一項(xiàng)所述的NMR探頭，其特征在于，第一定心裝置(5”;5”’)裝備有多個(gè)在徑向內(nèi)引導(dǎo)(16’)中沿Z軸的軸向方向延伸的徑向氣閥和/或沿Z方向(21)放置的溝槽(21)。
8.如權(quán)利要求7所述的NMR探頭，其特征在于，凸起的凸輪(20)在徑向方向設(shè)置在溝槽(21)之間的塊上，凸輪(20)的尺寸為使得當(dāng)其插入到NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9’)的關(guān)于Z軸徑向最內(nèi)部的NMR線圈的支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，第一定心裝置(5”’ )被夾住。
9.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，第三定心裝置(5a)沿Z方向以軸向間隔放置在第一定心裝置(5 ;5’ ；5”；5”’ )上方和另一定心裝置出；6’ )下方。
10.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，至少一個(gè)定心裝置(8)被軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9’ )下方。
11.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，設(shè)有用于樣本管(4)的軸向定位的至少一個(gè)定位裝置，其中測(cè)量位置可以是NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9’ )的下方或上方。
12.如權(quán)利要求11所述的NMR探頭，其特征在于，定位裝置被軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9’ )下方，并且包括樣本管(4)在其操作位置停留在其上的終點(diǎn)止動(dòng)部件(11)。
13.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，第一定心裝置(5;5’;5”;5”’)、另一定心裝置出；6’ )和可能的第三定心裝置(5a)和/或軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)(9 ；9’)下方的定心裝置(8)，尤其通過(guò)使用連接元件(12，13;14，15)和/或通過(guò)到接收線圈系統(tǒng)(9 ;9’ )的支撐結(jié)構(gòu)的固定物，彼此機(jī)械地剛性連接。
14.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，第一定心裝置(5;5’;5”;5”’)，和/或另一定心裝置出；6’ )和可能的第三定心裝置(5a)具有漏斗形通道開(kāi)口以便容納樣本管⑷。
15.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，第一定心裝置(5;5’；5”;5”’)和NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9’)徑向最內(nèi)部的NMR線圈之間關(guān)于Z軸的軸向間隔，小于樣本管(4)的徑向直徑的2倍。
16.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，沿軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9’ )上方的至少一個(gè)定心裝置(5 ;5’ ；5”;5”’ ；5””;5a ；6 ;6’ )設(shè)計(jì)為，使得能在測(cè)量位置內(nèi)接觸樣本管(4)的定心裝置(5 ;5’ ;5”;5”’ ；5””;5a;6 ;6’ )的區(qū)域(22)的軸向擴(kuò)展范圍為0.05D到0.6D。
17.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，沿軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9’ )上方的至少一個(gè)定心裝置(5 ;5’ ；5”;5”’ ；5””;5a ；6 ;6’ )由一材料組成,該材料具有的硬度小于制造樣本管的材料的硬度，尤其小于硼硅玻璃或石英玻璃的硬度。
18.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，沿軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9’ )上方的至少一個(gè)定心裝置(5 ;5’ ；5” ;5”’ ；5”” ；5a ；6 ;6’ )由一種表面導(dǎo)電性大于107S/m的材料組成。
19.如權(quán)利要求18所述的探頭，其特征在于，沿軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)(9;9’)上方的至少一個(gè)定心裝置(5 ;5’ ;5”；5”’ ；5””;5a;6;6’)，具有樣本管(4)的至少一個(gè)徑向直徑D的軸向長(zhǎng)度，并且定位在關(guān)于Z軸距NMR線圈系統(tǒng)(9;9’)的最內(nèi)部的NMR線圈的一軸向距離處，該距離小于最內(nèi)部的NMR線圈的徑向線圈直徑。
20.如權(quán)利要求18或19中的任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，至少一個(gè)定心裝置(5 ;5，;5” ;5”，;5”” ；5a ；6 ;6，；8)使得其和NMR探頭(3)的RF屏蔽管形成RF電氣接觸。
21.如權(quán)利要求18至20中的任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，至少一個(gè)定心裝置(5;5，，;5，，;5，，，;5””;5a ;6 ;6，；8)被成形為，使得在定心裝置(5 ;5，;5”;5”，;5”” ;5a;6;6’ ；8)內(nèi)，當(dāng)樣本管(4)在其測(cè)量位置時(shí)，不存在圍繞樣本管(4)的路徑。
22.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，沿軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9，)上方的至少一個(gè)定心裝置(5 ;5，;5”;5”，；5a ；6 ;6，)由一種導(dǎo)電性小于10_8S/m的材料組成。
23.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，沿軸向放置在NMR線圈系統(tǒng)(9 ;9’ )上方的至少一個(gè)定心裝置(5 ;5’ ；5” ；5”’ ；5”” ；5a ；6 ;6’ )由一種磁化率量值小于1.0ppm的材料組成。
24.如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭，其特征在于，圍繞至少一個(gè)定心裝置(5;5’；5”;5”’ ；5””;5a ；6 ;6’ ；8)中的樣本管⑷流動(dòng)的溫度控制氣體并不在定心裝置(5 ;5’ ；5”；5”’ ；5””;5a ；6 ;6’ ；8)和樣本管(4)之間流動(dòng)，而是引導(dǎo)通過(guò)從Z軸徑向偏移的空氣出口孔。
25.—種具有如上述任一權(quán)利要求所述的NMR探頭(3)的NMR測(cè)量配置，帶有NMR磁場(chǎng)系統(tǒng)、填隙系統(tǒng)、渦輪機(jī)和傳送裝置，該傳送裝置用于在NMR探頭(3)中將樣本管(4)從NMR磁場(chǎng)系統(tǒng)外部準(zhǔn)確傳送到樣本管(4)的測(cè)量位置。
【文檔編號(hào)】G01R33/30GK104251981SQ201410466283
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】D·施米蒂格, D·阿爾阿德萬(wàn)-斯托基克維克, D·威廉 申請(qǐng)人:布魯克碧奧斯平股份公司