[发明专利]一种用于激光探测NMR信号装置的气动进样装置

说明书

技术领域

本发明涉及气动传送领域，应用于激光探测NMR信号装置中，也可用于其它需要样品来回传送进行检测的设备和仪器中。

背景技术

现有的一种基于激光原子磁力计的NMR装置（专利申请号：201210291150.3），其需要对被测样品进行预极化、并将预极化后的样品快速的放置到靠近铯原子蒸气泡的探测区。在NMR装置中样品离开预极化区后极化度会快速的弛豫（时间一般为0.1-10s），造成极化度损失，所以需要一个进样装置能快速的将样品由预极化区传送到探测区，尽可能的减少极化度损失。

现有的一种基于激光原子磁力计的NMR装置中，样品的NMR信号是在超低磁场（0.1-1 nT）或零磁场的环境下进行探测的，样品需要进行预极化处理，通过永磁体热极化）的方法预极化，样品才能获得较高的极化度。在磁场预极化方法里，因为信号大小和样品的极化度是呈正比的，所以在激光探测NMR信号装置中使用一定强度的预极化磁场（通常大于1 T）是必要的。然而，这样一个预极化磁场对于探测区的超低磁场环境是破坏性的，它会直接增强探测区的磁场，也会间接的通过磁化磁屏蔽材料从而破坏探测区的超低磁场环境，所以在激光探测NMR信号装置中需要将预极化区和探测区在空间上隔离开。

在液体高场NMR谱仪中，样品的极化和信号的探测是在同一区域完成，所以样品管只需被放置于探头上，随探头一起推送到探测区域固定即可。固体高场NMR谱仪中利用一个气动换样装置完成装载样品的转子的装卸（美国专利号：US8212559），装载样品的转子被气流由探头底部通过传送管道吹送到定子上，转子取出时只需要将气流反向即可吹出。在这里极化区和探测区在空间上并没有隔离开，因此对转子的传送速度并没有要求，只要能将转子平稳准确的吹送到定子上。然而在激光原子磁力计的NMR装置中样品的传送不仅要平稳，更重要的是要做到非常的快速（~0.1 s），尽可能的减少极化度在传送过程中的损失。

激光探测NMR信号装置的采样过程中，样品首先在预极化区进行充分的极化，然后快速的传送到探测区进行信号采集。样品的极化度弛豫时间一般很短，一般只有几秒，因此传送过程要求非常快（~0.1 s），以减少样品极化度的损失、达到实现样品信号的有效探测目的。因此在激光探测NMR信号装置中需要配置一个快速而稳定的样品传送装置，它是影响被测样品NMR信号灵敏度的核心部件之一。

激光探测NMR信号装置的样品传送问题有多种解决方案，如M. P. Ledbetter等人在专利“Detection of J-Coupling Using Atomic Magnetometer”（美国专利号：US20120176130）的装置中，使用注射泵进行注射和回吸的方式进行样品传送；D.Budker等人在“Atomic magnetic gradiometer for room temperature high sensitivity magnetic field detection”（美国专利号：US7573264）中，使用蠕动泵抽运方式使样品在不同作用区域循环流动，这两种方法都可以实现较快（完成进样需1-2秒）而稳定的样品传送。然而，（1）它们都需要较长的塑料导管来连接预极化区、编码区与探测区，其对样品的量有一个最低要求（>1毫升）并会造成一些浪费（需要多出一些样品来填充导管，即：“死”体积），使得无法适用于样品量很少的情况；并且，（2）在测试完一种样品后，更换样品和清洗传送管道是一件很繁琐的事情，易造成样品污染。

本发明是针对一种基于激光原子磁力计的NMR装置中样品传送问题，提出一种气动进样装置。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于激光探测NMR信号装置的气动进样装置，该气动进样装置由控制系统和样品滑动仓组成，优点是样品在信号探测过程中无损耗、无污染，样品更换方便，所需样品量少，传送速度快，稳定性好，且引入的噪声与现有技术相比明显减小。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种用于激光探测NMR信号装置的气动进样装置，该气动进样装置由控制系统和样品滑动仓组成；