高场核磁共振波谱仪宽带前置放大器的研制

宽带前置放大器是磁共振仪器的重要部件,其性能决定了整个仪器X核通道的检测灵敏度. 根据射频电路理论以及磁共振波谱仪整体性能指标的要求,设计并实现了可应用于高场核磁共振波谱仪的高性能宽带前置放大器. 实测结果表明,所研制的核磁共振波谱仪宽带前置放大器在15 MHz~300 MHz频率范围内,其工作性能达到：带内增益>38 dB,带内平坦度<1.5 dB,噪声系数基本保持在1.2 dB以下,射频开关切换时间<1.5 μs,具有带内增益平坦度高,噪声系数小,发射状态下放大器前端保护电路隔离度高,以及工作状态检测电路准确、简洁的特点. 同时高场核磁共振碳和磷等杂核实验显示,利用所研制的宽带前置放大器可检测到具有较高信噪比的NMR信号.     

核磁共振谱仪超导磁体研究

对核磁共振谱仪超导磁体作了一些调研 ,并在理论的基础上对 4 0 0 MHz NMR谱仪超导磁体进行了方案设计计算     

一种实现部分谱的Tailored检测的简便方法

本文介绍一种利用延迟采样实现部分谱的Tailored检测的方法。文章对该方法作了理论上的分析并给出了用于强溶剂峰抑制时的实验结果,获得良好的效果。     

在抑制强溶剂峰的条件下测量T_1值

当所测样品含有强溶剂信号时,由于主要谱线的动态范围受到严重限制,用常规的方法例如IR方法)测量T_1其精度将受到很大影响,而现有的脉冲抑制溶剂峰技术在用于T_1测量时都有一定的困难.本文提出了一种新的改进型IR方法,通过两次结果相加实现溶剂信号抑制后测量T_1,从而解决了上述困难.文中给出了该方法的理论说明,计算和主要实验结果,且与常规反转恢复法(IR)所获得的结果作了比较.     

核磁共振波谱仪用射频功率放大器的设计与实现

介绍了一种应用于核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance,NMR）波谱仪的宽频带射频功率放大器的设计与实现,提出了射频功率放大器门控信号的设计,探讨了利用传输线变压器构建功率MOSFET输入输出阻抗匹配网络的方法. 该射频功率放大器采用多级驱动结合功率放大的结构,包含2个工作模块和基于宽频带定向耦合器的辅助电路,支持高带和宽带通道的相关实验. 将该射频功率放大器应用在自主研发的500 MHz高分辨率液体NMR谱仪上,测量射频功放的上升、下降时间及输出线性度,并对比测试¹H和¹³C NMR标样的信噪比,实验结果证明了该设计的可行性.     

高温核磁共振探头

本文设计研制了一种用于动态核磁共振研究的高温探头,它适用于磁铁极间距离为30mm的核磁共振波谱仪,探头中样品处的温度从室温至1300K连续可变,探头既可用于质子(¹H)也可用于其它核(如¹¹B,³¹P,²³Na等),并给出了高温探头的结构、指标及实际应用于测量的例子。     

基于最大隶属原则的核磁共振波谱模糊识别

介绍了基于最大隶属原则的核磁共振(NMR)波谱模糊识别原理与方法. 提出了关于核磁共振波谱模糊集合的概念,并给出了相应的隶属函数. 通过建立标准谱数据库和相应的模糊识别算法,实现了核磁共振波谱的快速自动定性分析. 对苯酚、邻苯二酚、间苯二酚及对苯二酚4种化合物及其11种混合物样品的¹H NMR谱进行了定性分析. 结果表明,在粗略找峰和隶属度阈值在0.45~0.85之间较大范围内取值的情况下,方法均给出了准确的识别结果.     

DPSD在低场核磁共振回波信号检测中的应用

核磁共振回波信号幅度微弱,容易受到来自电子器件和外部环境噪声的干扰,要求回波检测方法既能实时采集回波数据,又能较好的抑制噪声. 对比分析不同微弱信号检测方法的优缺点,归纳出DPSD(Digital Phase-Sensitivity Detection)方法在回波检测应用中的优越性. 通过仿真计算, 提出适用于回波信号检测的最佳滤波器窗函数. 在自制的核磁共振仪器上进行实验,结果表明,DPSD方法在满足回波信号实时测量的同时,有效压制了噪声,能准确的提取出低场核磁共振回波信号的幅度和相位信息.     

NMR波谱仪控制台系统的软件测试

作为保证软件质量的重要手段,软件测试多年来一直受到关注. 本文阐述了核磁共振（NMR）波谱仪研制中的软件测试方法,从软件测试的概念出发,结合波谱仪控制台系统的软件结构和核磁共振实验本身的特性,介绍了整个测试过程,分析了测试难点及其解决方法,并详细说明了软件测试的实现过程以及在提高波谱仪可靠性和稳定性上所起的积极作用.      

Internet Technology in Magnetic Resonance: A Common Gateway Interface Program for the World-Wide Web NMR Spectrometer

A custom-written Common Gateway Interface (CGI) program for remote control of an NMR spectrometer using a World Wide Web browser has been described. The program, running on a UNIX workstation, uses multiple processes to handle concurrent tasks of interacting with the user and with the spectrometer. The program's parent process communicates with the browser and sends out commands to the spectrometer; the child process is mainly responsible for data acquisition. Communication between the processes is via the shared memory mechanism. The WWW pages that have been developed for the system make use of the frames feature of web browsers. The CGI program provides an intuitive user interface to the NMR spectrometer, making, in effect, a complex system an easy-to-use Web appliance.     

宽带脉冲DC SQUID核磁共振谱仪的研制

DC SQUID NMR在研究凝聚态体系 ,尤其在研究低温下量子有序态等方面是一项非常有价值的技术。文中描述了在带有宽带电子设备的商业 DC SQUID基础上建立起宽带脉冲谱仪 ,以及马鞍形激发线圈、采集线圈和低温装置的设计 ,并测量了铂样品在 4.2 Kz温度下的 NMR信号。     

嫦娥一号卫星成像光谱仪光学系统设计与在轨评估

介绍了嫦娥一号卫星干涉成像光谱仪的科学目标、总体设计思想、方案选型、工作原理、光学实施方案、光学系统设计及评价、空间环境适应性考虑、发射前光学图像质量检测、在轨运行情况及在轨性能评测.     

一体化核磁共振谱仪控制台的软件系统设计

提出了一体化核磁共振谱仪控制台的软件系统设计方案,主要包括2部分,一部分是安装在谱仪控制台上的嵌入式Linux操作系统及实时控制软件,另外一部分是PC机上的界面控制软件. 2部分软件之间利用socket网络接口进行数据交互, 采用TCP/IP通信协议,这样既能保证数据传输的可靠性又可以达到较高的数据传输速率. 通过网络通信,该谱仪控制台还可以接受远程操控和系统升级. 该文具体阐述了该软件系统的设计思路和设计方法,对设计的软件系统进行了实验测试,并对实验结果进行了讨论.     

基于WATERGATE的双溶剂峰抑制方法

WATERGATE（W3/W5）是NMR实验中使用较为广泛的溶剂峰抑制方法,但该方法通常仅能对一个溶剂信号进行有效抑制. 本文对WATERGATE的脉冲序列进行修饰、优化,发展了两种新的双溶剂峰抑制方法. 实验结果表明,经过修饰、优化后的WATERGATE,实验的设立非常简单,不需要复杂的优化过程就能够对双（多）溶剂峰进行有效抑制, 可用于常规1D & 2D NMR 实验、HPLC NMR实验,以及天然产物粗提取物的分析中.     

一体化NMR波谱仪梯度-场频联锁-匀场系统设计

介绍一体化核磁共振波谱仪梯度-场频联锁-匀场系统的设计方案. 该方案使用嵌入式以太网、FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、EMI(External Memory Interface, 外部存储器接口)和高速串行总线等技术构建了基于以太网的通信系统和使用并行运算的控制系统, 并具备CAN(Controller Area Network,控制器局域网)总线通信的能力. 梯度放大器通过LVDS(Low-Voltage Differential Signaling,低压差分信号传输)接口与主控系统的梯度波形发生器连接,实现与谱仪工作站的交互. 系统采用插板式结构和通用性电路的设计方法,具有很好的扩展能力和适应性,能够满足不同谱仪的需求. 系统在11.7 T(500 MHz)NMR系统中进行了有效的锁场、匀场和梯度特性的测试,证明了该方案的可行性.     

Field sweep broadline NMR spectroscopy

A novel NMR spectrometer is described that is uniquely versatile in its ability to accurately record broad lines by sweeping the superconducting magnetic field and to perform standard high resolution solid state NMR experiments. Broadline observation is illustrated by ²⁷Al spectra from static samples. Such an instrument opens up many nuclei for serious study by NMR in the solid state for the first time.