高均匀度磁场是磁共振波谱仪获得高质量谱图以进行化学结构解析和动力学信息获取的重要保证,需要利用高性能匀场电源驱动匀场线圈产生补偿电磁场保证磁场均匀度.高精度、高稳定性匀场电源是提升磁共振波谱仪主动匀场性能、保持匀场效果的关键部件.本文针对磁共振波谱仪多通道主动匀场需求,开发设计了一款高精度、高稳定、多通道主动匀场电源系统.基于负反馈控制,设计带有输出状态监控的匀场电流驱动器(恒流源),搭配MCU控制平台和上位机软件完成软硬件之间控制指令和数据的闭环传输设计,实现数字化恒流输出控制.在R=2.84Ω,L=25.5µH匀场线圈负载下,满量程输出响应时间小于18.9µs,输出纹波峰峰值控制在30 mV,正负电流输出对称性良好,长时间工作最大输出偏差是4.8‰.该电源在采用0.5 T-Halbach构型磁体的磁共振波谱系统中完成匀场实验,驱动一阶匀场线圈完成24.48 ppm(10^(-6))到2.72 ppm的磁场均匀度优化.此工作有助于紧凑型磁共振波谱仪系统集成及主动匀场技术相关应用的开展.
刘庭伟;彭博文;徐雅洁;王亚;王峰;郁朋;杨晓冬;
长春理工大学电子信息工程学院,吉林长春130022 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163 中国科学技术大学,安徽合肥230026中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163 济南国科医工科技发展有限公司,山东济南250013
物理学
核磁共振(NMR);主动匀场电源;高精度;高稳定;多通道
《波谱学杂志》 2024 (002)
P.117-127 / 11
中国科学院磁共振技术联盟项目(E0290301);山东省自然科学基金青年项目(ZR2021QA091)。
10.11938/cjmr20233066
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