[发明专利]一种用于核磁共振谐振电路的气动自动调谐装置与方法

说明书

本发明公开了一种用于核磁共振谐振电路的气动自动调谐装置，包括气动控制器，还包括气管、铜管、涡轮和无磁可调电容，气管连接铜管与气动控制器，涡轮设置在铜管中，涡轮与无磁可调电容的调节杆轴接。本发明还公开了一种用于核磁共振谐振电路的气动自动调谐方法。本发明解决了在强磁场环境下核磁共振探头自动调谐困难的问题，较现有的无磁电机自动调节方案节约了成本，较传统的手动调节方式更加智能与便捷。

技术领域

本发明涉及核磁共振谐振电路的调谐技术领域，尤其是自动调谐技术领域。更具体涉及一种用于核磁共振谐振电路的气动自动调谐装置，还涉及一种用于核磁共振谐振电路的气动自动调谐方法，本发明应用于核磁共振波谱仪、磁共振成像仪等与磁共振原理相关的调谐设备中。

背景技术

核磁共振是外磁场中磁矩不为零的原子核系统在特定频率的射频脉冲作用下发生能级跃迁的共振现象。基于核磁共振原理的仪器可以测定物质的成分、含量与结构等信息。

核磁共振仪器的核心部件之一是由线圈与可调电容构成谐振电路。谐振电路上的射频线圈首先发射具有特定频率的射频脉冲激发样品的核磁共振信号，然后对核磁共振信号进行接收。在现代核磁共振仪器中，谐振电路的电感一般是固定的，通过调节电容容值可以将谐振电路调节至最佳的调谐与匹配状态，从而高效地产生射频脉冲以提高激发效率并减少功率反射，高效地的检测核磁共振信号以提高检测的灵敏度。因此，谐振电路的电容容值调节（即调谐与匹配）是核磁共振仪器的必备技术之一。

早期的核磁共振仪器采用手动调节的方式，即将电容的调节杆延长至探头底部，通过手动旋转延长杆，反复调节调谐与匹配电容，使谐振电路达到所需谐振频率与匹配值。手动调节的方式多依赖于实验人员的调节经验，效率较低，可靠性较差，严重影响实验进程。人们通过采用无磁步进电机代替手动调节，实现了谐振电路的自动调节。虽然采用无磁步进电机的自动调节一方面极大地提高了实验效率，但另一方面由于无磁电机的造价高昂，也极大地增加了设备成本。

谐振电路的工作区域处于强磁场中，任何能被强磁场所吸引的材料均不能使用。同时，谐振电路的工作区域非常狭小，一些复杂的机械结构无法在其内部安装。因此，设计一种简单高效而成本低廉的自动调节装置与方法是很有必要且有很困难的。

发明内容

本发明针对现有核磁共振仪器的调谐问题，提供一种用于核磁共振谐振电路的气动自动调谐装置，还提供一种用于核磁共振谐振电路的气动自动调谐方法。其目的在于为核磁共振仪器提供可靠高效而成本低廉的自动调节技术。

本发明的上述目的通过以下技术手段实现：

一种用于核磁共振谐振电路的气动自动调谐装置，包括气动控制器，还包括气管、铜管、涡轮和无磁可调电容，气管连接铜管与气动控制器，涡轮设置在铜管中，涡轮与无磁可调电容的调节杆轴接。

如上所述无磁可调电容焊接在第一电路圆盘的电容安装孔上，且无磁可调电容的调节杆的端部穿过第一电路圆盘并延伸到铜管内；涡轮套设固定在无磁可调电容的调节杆的端部；铜管贯穿固定在第二电路圆盘的铜管安装孔，第一电路圆盘和第二电路圆盘均焊接固定在探头支架上。

如上所述第二电路圆盘、铜管和涡轮同轴。

一种用于核磁共振谐振电路的气动自动调谐方法，利用气动自动调谐装置，所述气动自动调谐装置为两套，分别为第一套气动自动调谐装置和第二套气动自动调谐装置，第一套气动自动调谐装置的无磁可调电容为调谐电容，第二套气动自动调谐装置的无磁可调电容为匹配电容，包括以下步骤：

步骤1、上位机获取调谐中心频率与当前调谐频率的调谐偏移量，根据调谐偏移量生成调谐调节信号并将调谐调节信号通过CAN总线发送至第一套气动自动调谐装置的气动控制器，第一套气动自动调谐装置的气动控制器根据调谐调节信号控制风机的正转方向、反转方向、风机转速大小和风机旋转时间，进而带动第一套气动自动调谐装置的涡轮和调谐电容的调节杆转动，改变调谐电容的电容值，直至调谐曲线的最低点移至所设置的调谐中心频率处。