JPH0664129B2

JPH0664129B2 - 中心に同調可能な共振空胴を有する核磁気共鳴磁力計プロ−ブ

Info

Publication number: JPH0664129B2
Application number: JP61140422A
Authority: JP
Inventors: グルナーアンリ; ケルヌーヴェネリー; ソンレルクロード
Original assignee: コミツサリアアレネルジイアトミツク
Priority date: 1985-06-21
Filing date: 1986-06-18
Publication date: 1994-08-22
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: CA1264807A; FR2583887A1; EP0206931B1; JPS61296281A; FR2583887B1; DE3673889D1; US4734645A; EP0206931A1

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は核磁気共鳴（NMR）磁力計プローブに関する。
核磁気共鳴磁力計プローブは、特に値が回転磁界5.10
^−５テルサ又は50,000ガンマにある磁場の正確な測定に
用いられる。このガンマは監視分野で用いるのに特に適
した単位である（１ガンマ＝10^−９）。

（従来の技術）この発明の核磁気共鳴磁力計は禁止軸を有しないスピン
結合の発振器形式のものに用いられる。このような装置
はフランス特許出願第１ 447 226号及び第２ 098 6
42号に詳細に説明されている。従って、このような核磁
気共鳴磁力計について詳細にここで説明する必要はな
い。この核磁気共鳴磁力計は、（第１図によれば）超短
波の共振空胴に配置されているビン（図示の例の場合は
４つ、即ち２、４、６、８）内に存在する少なくとも２
つの液体試料を備えていることだけを指摘しておく。こ
の共振空胴は中心導体及び外部導体壁12により構成され
ている。この中心導体及び外部導体壁12は、同軸ケーブ
ル14に接続され、この同軸ケーブル14は図示なしの超短
波（VHF）発生器に接続されている。また、この核磁気
共鳴磁力計プローブは、一方でそれが配置されている磁
場により、また他方で使用している試料の自然回転磁界
比に依存しているラーマー周波数の信号をサンプリング
し、再注入する巻線16、18を備えている。

この接続において、「試料」とは溶媒の質量を表わすも
ので、この溶媒の質量は磁気モーメント及び非ゼロ特性
の角度モーメント、即ち良く定義された回転磁界比を有
する原子核を備えていることを指摘して置く。この溶媒
は溶液中に少なくとも一つの可飽和の共鳴電子線を有す
る常磁性物質を含む。この共鳴電子線は共振空胴内に確
立された超短波の場により励起される。この共振空胴の
共振周波数は十分な精度のものに設定することができな
いので、同調可能な部材、通常は同調可能な容量性の部
材を用いており、これによって研究所における共振周波
数を調整できるようにしている。

以上で述べた従来の技術、特にフランス特許第FR−Ａ−
２ 098 642号において、調整可能な容量性の素子は第
１図の右手の部分に示す形状を有する。これは、例えば
中央孔を有する水晶ディスク15であり、その外面には外
部導体壁12に接続された銀メッキの部分17により被覆さ
れている。これらの部分17は水晶ディスク15の中央孔に
は達していない。水晶ディスク15は、その内側に部分17
に対面する限定された厚み19の銀部分により被覆されて
いる。厚み19は金属堆積21により相互接続されており、
金属堆積21は中央孔を覆うと同時に中心導体に対する接
続を構成する。

このようにして形成されたアッセンブリは、被覆を構成
する部分17及び厚み19と、誘電体を構成する水晶ディス
ク15とからなるコンデンサとして機能する。このコンデ
ンサは中心導体と共振空胴の外部導体壁12との間に挿入
されている。即ち、このコンデンサの調整により共振空
胴の共振周波数の調整が可能となり、この目的のために
オペレータは水晶ディスク15を覆う部分17を多かれ少か
れかき回す。

（発明が解決しようとする問題点）ある点で満足しても、このような調整手段は欠点があ
る。第１に、第１図から明らかなように、使用するビン
の形状がシリンダ状のものに限定される。しかし、ビン
の形状は広範に変化し、例えば半球状に変化することが
あるので、何時もこのようにはならない。更に、この装
置は、プローブの一端に配置されるので、本質的に非対
称である。また、この装置は、銀メッキの部分により覆
われた水晶ディスクが必要なので、比較的に複雑、かつ
高価である。最後に、以下から明らかとなるように、終
端のビンには避けることができない泡が存在するので、
特に半球ビンの場合は、プローブが垂直に位置するとき
に、調整に混乱を来たす。

この発明の目的は、ビン内の泡の位置に不感動な、もっ
と安価にして簡単な、かつ対称的な同調手段を提供する
ことにより、これら従来の欠点を除去するものである。

（問題点を解決するための手段）この発明によれば、容量性の調整素子は共振空胴の中心
導体の２つの半部分間における少なくとも１つの共振空
胴の中心に位置している調整可能なコンデンサにより構
成されると共に、同軸ケーブルに接続されていない中心
導体の終端を短絡回路により導体の外部壁に直接接続さ
せている。

以下、この発明を非限定的な実施例及び添付する図面を
参照して詳細に説明する。

（実施例）第２図に示す核磁気共鳴磁力計プローブは、２つのビン
20、22からなり、それぞれ半球26及びシリンダ状部材28
により形成される（第３図を参照）。これら２つのビン
20、22は外側が非連続的なストリップからなる銀の金属
被覆30、32によりそれぞれ被覆されている。更に、これ
らの核磁気共鳴磁力計プローブは２つの半部分33a,33b
から形成された中心導体からなり、半部分33aの左側終
端38は導体ストリップ39によりビン22の金属被覆32に接
続されている。

これらの核磁気共鳴磁力計プローブのサンプリング及び
励起巻線は、一方において半球の２つの巻線40、42、他
方において平坦な２つの巻線44、46からなる。巻線40、
42は半球の鋳型、又は成形具上に巻き付けることにより
得られる。その外側の領域の階段形状は、これらのゾー
ンに位置するターンが励起、及び測定信号のサンプリン
グに僅かしか関与しないという結果に基づき、省略され
たものであり、核磁気共鳴磁力計プローブを軽減させて
いる。

前述の従来技術において説明したように、有用な信号を
増大させ、即ち加算させ、かつ妨害雑音信号を低減さ
せ、即ち引算させるように、巻線40、42が一方に巻付け
られ、巻線44、46が他方に巻付けられ、かつ接続され
る。第２図における巻線に与えられた特殊な形状は、図
で線Ｈにより示されている磁場を形成する。この形状の
ために、測定すべき磁場に対して核磁気共鳴磁力計プロ
ーブの傾きがどのようなものであっても、励起界が測定
すべき磁場に対して平行とならない試料の塊りが存在
し、これによって禁止測定軸を防止している。

図示したプローブは絶縁支持体に堆積した金属ストリッ
プにより形成された外部シールド48により完全なものと
なる。

この発明によれば、調整可能なコンデンサ50が中心導体
の半部分33a,33b間に配置されている。このコンデンサ5
0は外部シールド48に作られた開口52を介して外側から
アクセス可能となっている。棒、又はネジ回し53の終端
により、２つのビン20、22間、及び２つの巻線44、46間
を介してコンデンサ50の容量を調整することができる。

当然のことだが、コンデンサ50は共振空胴に配置され、
磁場を測定対象としているので、これは厳密に非磁性体
でなければならない。

第２図はこの核磁気共鳴磁力計プローブが完全に対称、
かつその簡潔なものであることを示している。しかし、
核磁気共鳴磁力計プローブは他にも注目すべき点があ
り、これを第３図に示す。第３図は半球26及びシリンダ
状部材28を有するビンを示している。充填用に排気管29
が用いられ、これを閉じたときにビンの側面に小さな突
起が形成される。液体の膨張を許容するために、このビ
ンは完全に充満されることはなく、泡31を設ける必要が
ある。半球26を頂点（第３図におけるａの部分）にして
ビンを垂直に配置したときは、泡31は半球26の頂点に位
置し、比較的小さな面積を占める。核磁気共鳴磁力計プ
ローブにおいて、このことは、泡31が中心導体の左側終
端38の周辺に配置されることを意味している。従来技術
においては、このような終端が空胴周波数を調整するた
めに用いられていたので、共振空胴は垂直位置において
調整できないものとなっていた。調整用のコンデンサ50
は共振空胴の中心に配置されるために、この発明ではこ
のような欠点が除去されている。

当然、逆の位置（ｂの部分）を考えると、半球26は調整
ゾーンの近傍においてビン20のシリンダ状部材の平坦な
壁と接触する状態となる。しかし、この場合は、泡31に
対して提供される面が広いので、泡31は非常に薄くな
り、調整には本質的に影響を与えることはない。

この発明は半球ビンを有するプローブにのみ適用される
のではなく、実際にはあらゆる形式のプローブに適用さ
れる。第４図は４つのビン61、62、63、64を有するプロ
ーブを示し、ここでは、従来技術において説明したよう
に、試料を複数の対に分散させている。２つの巻線66、
68はビン61、66、63、64間に配置される。共振空胴は、
一方では２つの半部分70a、70bにより構成された中心導
体により形成され、他方ではプローブのシリンダ部材上
の銀ストリップ72及び２つの側壁上の銀メッキした部分
73により構成された導体壁により形成される。

この発明によれば、非磁性材のコンデンサが２つの半部
分70a,70b間に接続される。このコンデンサ74は外層に
作られた開口76を介してプローブの外側からアクセス可
能であり、この目的のためにビン63、62間にスペースが
設けられている。半部分70bの終端78は金属シート80に
より右の側壁の部分73に電気的に接続されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の核磁気共鳴磁力計の図、第２図は２
つの半球ビン及び４つの巻線を有するこの発明の核磁気
共鳴磁力計プローブの実施例を示す図、第３図は第１及
び第２の垂直位置におけるビンを示す図、第４図は４つ
のビン及び２つの巻線による他の実施例の図である。 20,22,61,62,63,64…ビン、 26…半球26、 28…シリンダ状部材、 16,18,40,42,44,46,66,68…巻線、 33a,33b,70a,70b…半部分、 39,72…導体ストリップ、 52,76…開口、 50,74…コンデンサ、 72…銀ストリップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クロードソンレルフランス国，38320 ブリエアンゴーネ，ドメインデアンゴーネ（番地無し) (56)参考文献特公昭34−1598（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭44−6196（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭55−709（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭57−35427（ＪＰ，Ｂ２) 実公昭40−4071（ＪＰ，Ｙ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】禁止軸を有しないスピン結合の核磁気共鳴
磁力計プローブにおいて、前記核磁気共鳴磁力計プロー
ブは少なくとも２つのビンに存在する少なくとも２つの
液体試料を備え、前記ビンは中心導体及び外部導体壁か
らなる超短波の共振空胴に配置され、前記中心導体は前
記共振空胴の共振周波数について調整可能な静電要素に
接続され、更に前記核磁気共鳴磁力計プローブはそれが
配置されている磁場により、かつ使用した前記液体試料
の磁気回転比により決定されるラーマー周波数の信号を
サンプリングし、かつ再注入する２つの巻線を備えると
共に、前記巻線は少なくとも前記液体試料の一部を取り
囲むものであって、前記調整要素は前記中心導体の２つ
の半部分間における前記共振空胴の中心に配置された少
なくとも１つの調整可能なコンデンサから構成され、前
記中心導体の一端は短絡回路により外部導体壁に接続さ
れていることを特徴とする核磁気共鳴磁力計プローブ。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴磁
力計プローブにおいて、金属ストリップにより被覆され
ている外壁を備え、前記共振空胴の外壁か、又はシール
ドかを形成すると共に、前記外壁は外部から手動調整の
ために前記コンデンサをアクセスする開口を有すること
を特徴とする核磁気共鳴磁力計プローブ。
【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴磁
力計プローブにおいて、調整可能な前記コンデンサは非
磁性体であることを特徴とする核磁気共鳴磁力計プロー
ブ。
【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴磁
力計プローブにおいて、それぞれ平坦なシリンダ部材に
結合された半球に似た形状の２つのビンを備えると共
に、２つの前記ビンは互いに向き合い、かつ導体ストリ
ップにより覆われた外壁を有して前記共振空胴の前記外
壁を形成し、前記平坦なシリンダ部材は互いに向き合
い、前記調整可能なコンデンサは２つの前記ビンの２つ
の前記シリンダ状部材間に配置されていることを特徴と
する核磁気共鳴磁力計プローブ。
【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の核磁気共鳴磁
力計プローブにおいて、それぞれ前記ビンの半球部分に
対して集中している半球表面に巻付けた２つの第１の巻
線と、２つの平坦な前記シリンダ状部材間に配置された
フラット・コイル状の２つの第２の巻線とを備えると共
に、２つの前記第１及び第２のコイルは前記信号の再生
及び核磁気共鳴磁力計プローブの等方性の改善に関連
し、調整可能な前記コンデンサは２つの前記第２の巻線
間に配置されていることを特徴とする核磁気共鳴磁力計
プローブ。