关于反传统核磁共振装置磁体系统设计的探讨

在传统的核磁共振装置中,都是磁体包围着样品。但在近年来出现的一些核磁共振装置中,样品却位于磁体之外。由于这些装置的设计思路与传统情况有很大的区别,我们把它们归为一类,称为“磁体—样品”按反传统方式布置的核磁共振装置。为叙述简便起见,简称为反传统的核磁共振装置。本文首先回顾了反传统核磁共振装置的发展情况,然后对其进行了分类并就每类装置的磁体系统的特点进行了分析和总结,最后提出了磁体系统的初步设计思路。     

开放式永磁磁共振成像系统中的平板式正交发射线圈的设计

为了提高平板式射频发射线圈的性能,设计了一种正交发射线圈.线圈的结构由优化过程确定,优化目标为产生单位磁场强度所需要的功率,约束条件为成像区域内磁场的均匀度和区域外磁场的快速衰减.为了减小线圈的发射电阻,采用实验方法对导体元件的尺寸和调谐点的分布进行了优化.为了解决单元线圈间的电磁耦合问题,采用了一种π型解耦电路.为一台0.3 T磁共振成像系统实际制作了一个发射线圈,并给出解耦电路的调试结果.     

皮肤烧伤深度检测的单边核磁共振浅层成像磁体系统

目前临床上烧伤深度判断缺少合适的检测设备和方法,主要由烧伤科医生主观判断,准确率不高。该文设计了一种用于烧伤深度判断的单边核磁共振浅层成像磁体系统,对该磁体系统的单边磁体结构、平面梯度线圈、射频线圈以及射频屏蔽进行了优化设计。采用该磁体系统对橡皮模型和猪皮烧伤模型进行成像实验,获得了两种模型的二维成像。结果表明由该磁体系统获得的图像与橡皮实验模型的形状相似,且图像中不同烧伤深度部分和正常对照部分的信号强度呈鲜明对比,初步证明该文设计的单边磁共振浅层成像磁体系统可用于皮肤烧伤深度的检测。     

用于复合绝缘子伞裙老化状态检测的单边核磁共振传感器

为了实现对复合绝缘子老化状态的定量无损检测,设计出一种新型便携式单边核磁共振传感器,并对传感器的永磁体结构和射频线圈结构进行了优化设计。使用该传感器对三种不同使用时间的复合绝缘子进行了测量,并对核磁共振的回波衰减信号进行指数拟合,获得样品的等效横向弛豫时间,结果表明:随着使用年数的增长,复合绝缘子表面的等效横向弛豫时间呈减小趋势。同时利用静态接触角法测量了复合绝缘子的静态接触角,并将两种方法测得的结果进行比较。结果表明:两者变化趋势相同,但等效横向弛豫时间的变化更明显。     

考虑磁场均匀性优化的开放式磁粒子成像检测装置改进方法

磁粒子成像（MPI）利用检测装置感应可视场内不同位置处磁纳米粒子（MNPs）的非线性磁化响应,并基于所获得的检测信号重建MNPs浓度分布。该文基于激励与接收线圈磁场强度对检测信号的影响,论证了X-space和投影重建成像算法中MPI检测装置磁场均匀性的重要性,继而提出一种由具有较高磁场均匀性的正方形亥姆霍兹线圈所构成的改进开放式检测装置。此外,在零磁场点和零磁场线扫描移动两种情况下,基于不同装置下均匀分布MNPs所获得的检测信号,评估了两种传统开放式检测装置和所提改进装置的检测效果。研究结果表明,所提改进开放式装置的检测结果相比两种传统开放式装置显著接近理想情况,进而也证实了检测装置磁场均匀性的重要性。此外,该文还发现在改进装置基础上采用二次谐波检测方法相较于三次谐波检测,可获得更佳的检测效果。     

基于USB2.0的通用FLASH存储器检测系统设计

本文针对SAMSUNG公司的NAND型Flash提出了一种通用的Flash检测系统的设计方案,此方案同时用于数据采集系统的数据读出.采用FPGA作为主控制器对FLASH进行操作,系统与主机之间采用USB2.0接口芯片CY7C68013实现通信.针对Flash中的无效块问题,本文提出一种Flash坏块的检测处理方案,这种方法也适用于大容量数据采集系统中.     

Open access birdcage coils for microscopic imaging of plants at 11.7T

The use of a U-shaped high-pass birdcage coil for microscopic imaging at 11.7 T has been investigated. The study was motivated by the requirement for a side access coil, permitting higher filling factors for the in-vivo imaging of plant petioles and stems. The performance of a U-shaped coil (with a cross section consisting of a 16 mm diameter semi-circle plus two 12 mm length straight sections) has been experimentally assessed, and compared both in terms of homogeneity and sensitivity to a 16 mm diameter conventional (linear) birdcage and a saddle coil of the same diameter. The U-shaped coil, which offers 12 mm width side access, has a significantly better performance than the saddle coil, whilst providing 57% of the B₁ sensitivity of the bird-cage.     

逆方法设计用于3T磁共振成像的乳腺射频线圈

射频(RF)线圈是磁共振成像(MRI)系统的关键部件之一,用于射频信号的发射或接收,乳腺3 T MRI中采用专用的射频线圈可进一步提高磁共振成像的质量。为了获得简单的线圈绕线形状并使得射频磁场分布均匀,研究利用了L曲线自动选取和手动选取惩罚因子对线圈绕线形状和磁场分布均匀性的影响,并结合目标场方法和流函数方法,提出了一种用于3 T(磁感应强度为3 T)乳腺磁共振成像的射频线圈设计方法。研究结果表明:1×1、2×1、2×2、4×1等4种半球形相控阵射频线圈的绕线形状随着阵列增加而变复杂;惩罚因子取利用L曲线自动选取的值时,磁感应强度线性方程的解最精确,阵列1×1在[10-25,10-18]区间内无论怎样选取惩罚因子,灵敏区内的磁场分布误差(即实际值与理想值之间的误差)都40%,阵列2×2和4×1的磁场分布误差10%,但是线圈绕线形状非常复杂,工程上难以实现;手动选取惩罚因子的值,可以使得磁场分布误差40%,而且线圈的绕线形状简单;与相同半径和高度的圆柱型射频线圈相比,所提出的半球型射频线圈磁场分布更为均匀。可得结论:惩罚因子越小,则线圈绕线越复杂,而磁场分布越均匀;反之,惩罚因子越大,则线圈绕线越简单,而磁场分布越不理想。在简单的线圈绕线形状和保证射频磁场分布均匀之间取得平衡需要根据L曲线手动调节选取惩罚因子的值。     

用于永磁体测量系统的亥姆霍兹线圈的原理及设计

就亥姆霍兹线圈测磁原理作了较为详尽的论述,并且介绍了线圈的尺寸选择原则,最后对磁偶极子模型进行了修正,尽可能地降低了线圈设计的理论误差,对设计较为精确的亥姆霍兹永磁体测量系统有一定的参考意义.     

储能飞轮径向磁轴承设计

提出了一种新型的径向涡流斥力场磁轴承方案.通过对气隙磁场的分析,提出了双层永磁体的斥力场结构,从而降低磁场的法向分量,并增加产生回复力的磁场切向分量.设计了转子无偏移时内部零磁通的8字形闭合线圈结构,并对稳态及转子径向偏移时闭合线圈的受力情况进行了分析.分析结果表明转子存在很小偏移时,径向产生极大的恢复力.     

基于DSP＋FPGA的核磁共振数据采集系统的设计

本文描述了一个以数字信号处理器系统为核心,以高速A/D转换器、（DDS）直接数字频率合成器、可编程逻辑门阵列FPGA、内含数控振荡器（NCO）的数字接收器为主体的核磁共振数据采集系统。根据自由感应回波信号低信噪比的特点,重点设计了差分输入的数据采集电路。     

Integrated RF probe for in vivo multinuclear spectroscopy and functional imaging of rat brain using an 11.7 Tesla 89 mm bore vertical microimager

To acquire high quality in vivo NMR data from rat brain using a vertical 89-mm bore magnet, specially designed NMR probes with integrated RF coils and animal handling capability are required. An RF probe design that is also capable of rat head fixation, body support and suitable for physiology monitoring and maintenance was constructed for an 89 mm bore, 11.7 T, vertical microimager which is equipped with a 57-mm i.d. gradient insert. Design concept and practical aspects of probe construction are described in detail. The device allows accurate and highly reproducible positioning of rat head inside the magnet while providing excellent RF performance. Typical results from fMRI, localized in vivo proton and multinuclear spectroscopy using this probe system are presented.     

永磁同步电机驱动系统开路故障检测方法

针对永磁同步电机(PMSM)驱动系统单相开路故障诊断问题,提出了一种基于dq电流特征提取的故障诊断方案.分析了传统的PMSM驱动系统单相开路故障诊断的原理和缺陷.设计了准确的故障模拟,简化了故障诊断算法开发过程,在此基础上设计了一种基于瞬时电流特性分析的单相开路故障诊断方案,其能够以最小的系统资源,在单个控制周期内快速...     

永磁直线同步电动机垂直提升控制系统设计

针对永磁直线同步电动机垂直提升系统的特点，设计出永磁直线同步电动机（PMLSM）驱动的无绳提升控制系统实现方案并给出了硬件和软件设计。实验表明，该永磁直线同步电机控制系统运行稳定，具有良好的动态性能，具有一定的工程应用价值。     

永磁偏置磁轴承在线监测系统的研制

在永磁偏置磁轴承（PMB）电机高速旋转时，为了探测PMB转子的工作状态，并且判断PMB系统的运行是否正常，在线监测系统的研制是非常必要的。住线监测系统的构造是基于一台PC和虚拟仪器技术，由三部分组成：设计一个数据采集平台去采集PMB系统运行时那些必要的和有用的数据；对采集的数据进行时域、频域分析；将采集的数据进行在线存储，以便通过离线分析改进控制器的设计，确保PMB系统工作的可靠性。实验结果表明，系统工作可靠。