[发明专利]一种基于永磁铁和自动传输装置的样品极化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于永磁铁和自动传输装置的样品极化系统及方法，属于极化样品的技术和自动传输技术。

背景技术

科学实验研究和分析时，人们常会需要将样品在强磁场作用后测试其物理化学性能。比如，低场核磁共振及成像实验中，为了提高核磁共振信号的信噪比，通常使用一个比测量场高几个量级的强磁场来预极化样品。样品先在强磁场下极化，再关断这个强磁场，之后开始测量核磁共振信号。现有的低场核磁共振及成像技术中，通常用通电螺线管来产生强磁场[Robert McDermott,Andreas H.Trabesinger,Michael Mück,Erwin L.Hahn,Alexander Pines,John Clarke,Liquid-State NMR and Scalar Couplings in Microtesla Magnetic Fields,Science,2002(295):2247-2248；John Clarke,Michael Hartidge and MichaelSQUID-Detected Magnetic Resonance Imaging in Microtesla Fields,Annu.Rev.Biomed.Eng.,2007(9):389-413.]，这样做存在诸多问题：一是由于样品在原位预极化和测量，射频噪声会严重干扰磁传感器(如SQUID)，使得一些物理化学性能的测试(如核磁共振)无法进行；二是长时间通以大电流会造成线圈发热，使得对温度的敏感实验无法进行，三是电感的存在使得线圈难以快速关断。永磁铁极化样品作为一种有效、简洁的极化方法被提出了。

科学实验常常需要在相同的参数下多次重复，一来可以验证实验结果的可靠性，二来可以提高信噪比。在基于永磁铁的样品极化系统中，如果采用手动传输样品的方式，在重复实验中将无法保证极化时间和传输时间的精确一致。因此本系统结合了自动传输装置，用于将样品运送至测试位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于永磁铁和自动传输装置的样品极化系统及其以及运用该系统进行极化样品的方法，使得样品可以预先在强磁场作用下极化再迅速自动传输至检测位置进行物理化学性能测量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于永磁铁和自动传输装置的样品极化系统，包括永磁铁、自动传输装置、连接杆、导轨和盛放样品的小车。其中，所述的导轨一端位于所述的永磁铁中心，另一端位于样品极化后进行物理化学性能测试的测点；所述的连接杆连接小车和自动传输装置；所述的自动传输装置可带动连接杆和小车在导轨中自动做平行往复运动。在极化样品时，小车位于永磁铁中心；完成极化过程后，传输到检测位置。用导轨限制小车的运动，可以更好的

所述的永磁铁由两块永磁铁上下放置构成，间隔约为3-5cm。整个永磁铁系统用软铁屏蔽，仅留小口用于导轨和样品运输。永磁铁中心的磁场约为0.65特斯拉。

所述的自动传输装置可以为电动执行器或气动执行器，本发明使用的是日本SMC公司生产的LEFB25AT-1500B-R36P3D型的电动执行器，其最大行程为1.5m，最大速度2m/s，最大加速度3m/s²。

永磁铁中心和测点的距离可以固定，也可以根据需要改变，约为0.5–1.8m，可以以步进方式改变该距离。

所述的导轨长度根据永磁铁和测点的距离决定，约为1.8m。

所述的连接杆长度根据所述的永磁铁和自动传输装置之间的距离确定，约为1.8-2.3m。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

（1）根据测量实验的需要，确定测点的位置和永磁铁的位置。

（2）按图1放置导轨和盛放样品的小车，用连接杆连接小车和自动传输装置

（3）设置自动传输装置，使小车先在永磁铁中心静止一段时间，再沿着导轨运动至测点静止一段时间，再返回永磁铁中心，构成一个循环；

（4）启动自动传输装置，小车按照第（3）步中的设置往复运动。

（5）综合上面的步骤，样品即可以在永磁铁中心极化后被自动传输到测点，进行物理化学性能的测量。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1.系统使用的永磁铁产生的磁场可以大于通电螺线管，应用于低场核磁共振及成像后，可以大大提高NMR信号的强度，进而提高信噪比；