JPH0226070Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、核磁気共鳴装置に使用されるNMR
ロツキング装置に関し、特に、ロツク用共鳴信号
に生じるハンチング現象を検出し得るNMRロツ
キング装置に関する。

核磁気共鳴装置においては、分極静磁場の強度
を常に定められた値に維持しなければならず、そ
のため、被測定試料中に参照試料を入れ、該磁場
の強度を該参照試料の共鳴信号のピーク点に一致
させるようにロツクすることが行われている。こ
の核磁気共鳴信号を磁場に負帰還するループを
NMRロツキングと称しているが、このような負
帰還ループは、時として、ループ系全体の位相回
りや、試料に照射される高周波信号強度、あるい
は、共鳴信号強度、更には、雑音レベルにより、
発振領域に入つて不安定な状態、すなわち、ハン
チング状態となる。このハンチング現象が生じる
と、磁場の強度が変動し、観測しているNMR信
号は不正確なものとなる。

本考案は、上述したハンチング現象を自動的に
検出することができるNMRロツキング装置を提
供することを目的としている。

本考案は、磁場発生手段と、該磁場の強度を変
化させるための磁場制御手段と、該磁場中におか
れたロツク用試料に高周波磁場を照射するための
照射コイルと、該照射コイルへ供給する高周波信
号を発生する発振器と、前記ロツク試料からの共
鳴信号を検出する受信回路とを備え、該受信回路
から得られた共鳴信号に基づいて前記磁場制御手
段により磁場強度を制御して磁場強度を一定に維
持するようにしたNMRロツキング装置におい
て、前記受信回路から得られる共鳴信号からハン
チング現象に基づいて発生する直流に近い低周波
成分のみを取出すフイルタと、該フイルタから取
出された信号を検波して積分する手段と、該積分
手段による積分値と予め定められた基準値とを比
較する比較手段とを備えたことを特徴としてい
る。

以下、本考案の実施例を添附図面に基づいて詳
述する。

第１図において、１は静磁場を発生する磁石装
置であり、該発生した磁場中には、内部に被観測
試料及びロツク用試料が入れられた試料管２が配
置されている。該試料管の外側には、照射コイル
３が巻回されており、該照射コイルには高周波発
振器４から発振された高周波がアツテネータ５を
介して供給される。該照射コイル３によつて検出
されたロツク用試料の共鳴信号は、増幅器６及び
ミキサーから構成される受信回路へ供給されて復
調される。即ち、増幅器６によつて増幅された
後、ミキサー７において発振器４からの高周波信
号と混合され、直流信号に周波数変換される。こ
こで、該ミキサーに供給される両高周波信号の位
相差を90゜とすることにより、第２図に示す如き
分散信号が得られる。該分散信号は、直流増幅器
８から構成される磁場制御回路へ送られる。該磁
場制御回路は、該分散信号に基づいて試料管２に
接近して設けられた負帰還用コイルＣへ供給する
電流を制御する。更に、ミキサー７の出力信号
は、増幅器９によつて増幅された後、所定の周波
数成分のみを通過させるバンドパスフイルタ１０
に供給される。該バンドパスフイルタ１０を通過
した信号成分は、検波器１１によつて検波された
後、積分器１２によつて積分される。該積分器１
２の出力信号は、比較器１３に供給されて該比較
器内の基準値と比較される。該比較器１３は、供
給される信号強度が基準値以上の時、信号を発生
するように構成されており、該信号は警報回路１
４、観測用NMR信号積算器１５、アツテネータ
５の制御回路１６、増幅器制御回路１７のいずれ
か一つ、あるいは、複数に供給される。

上述した如き構成において、照射コイル３に高
周波を供給し、参照試料から共鳴信号を得、該共
鳴信号の分散信号を負帰還用コイルＣに供給すれ
ば、磁石装置１による磁場強度に変動が生じて
も、常に該磁石装置１とコイルＣによる磁場強度
は、該分散信号の中心H₀にロツクされる。第３
図はミキサー７の出力信号を示しており、ａは負
帰還信号が正常な状態の時の信号、ｂは、負帰還
信号がハンチング状態となつた時の信号を示して
おり、ｂに示すようなハンチング現象が生じた時
には、試料に印加される磁場強度が変動すること
は、前に述べた通りである。該ミキサー７からの
信号は、増幅器９によつて増幅された後、バンド
パスフイルタ１０に供給されるが、該バンドパス
フイルタは、ハンチング現象によつて生じた0.1
〜数＋Hzの直流に近い低周波成分のみを通過さ
せるように構成されており、該バンドパスフイル
タ１０からは第４図に示す信号が得られる。該バ
ンドパスフイルタの出力信号は、検波器１１によ
つて検波された後、積分器１２によつて積分され
るが、第５図は該検波器１１の出力信号を、第６
図は該積分器１２の出力信号を示している。尚、
各図において、ａは、負帰還信号が正常な状態の
時の信号波形を示しており、ｂは、負帰還信号が
ハンチング状態の時の信号を示している。該積分
器１２の出力信号は、比較器１３において、予め
設定された基準値Ｓと比較され、該積分器１２の
出力信号が該基準値Ｓ以上の時には、該比較器よ
り一定強度の信号が得られ、この結果、該負帰還
ループがハンチング状態となつたことを検出する
ことができる。該負帰還信号がハンチング状態と
なつたことを示す比較器１３からの信号は、例え
ば、警報回路１４に供給され、該警報回路からの
音、あるいは、光によつてオペレータにハンチン
グ現象の発生を知らせる。又、比較器１３の出力
信号は、観測用NMR信号積算器１５に供給され
るが、該積算器１５は、該信号の供給により、
NMR信号の積算を停止する。更に、該比較器１
３の出力信号は、アツテネータ５の制御回路１
６、あるいは、高周波増幅器６、直流増幅器８の
制御回路１７にも供給することができる。該制御
回路１６は、該比較器１３からの信号によつてア
ツテネータ５を制御し、該ハンチング現象が解消
されるまで、該アツテネータの減衰量を増加させ
る。又、該増幅器の制御回路１７は、該比較器１
３からの信号によつて、各増幅器のいずれか、あ
るいは、全部のゲインを、該ハンチング現象が解
消されるまで、適宜な速度で下げるように動作す
る。

以上詳述した如く、本考案は、NMRロツクの
負帰還ループに発生するハンチング現象を簡単な
構成で検出することができるもので、該ハンチン
グ現象の検出により、観測用NMR信号の積算を
直ちに停止するように構成すれば、不正確な
NMR測定を防止することが可能となる。又、
NMRロツク用の負帰還ループを構成するアツテ
ネータ、増幅器の減衰量、ゲインを該ハンチング
現象の検出信号によつて制御すれば、自動的に該
負帰還ループのハンチング状態を解消することが
できる。尚、本考案は、上述した実施例に限定さ
れず、幾多の変形が可能である。例えば、警報回
路によるハンチング状態の警報、NMR信号の積
算の停止、負帰還ループの制御を全て行うように
構成する必要はなく、それらの内の一つ、あるい
は、それらを任意に組合せることができる。又、
比較器からの信号を自動シム調整器に供給し、該
調整器の動作を中断させ、ハンチング現象発生時
のシム調整の適正化を向上させるようにしても良
い。更に、ハンチング現象の検出に分散信号を使
用したが、共鳴信号の吸収信号を用いて該ハンチ
ング現象を検出するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に基づくNMRロツキング装
置の一実施例を示す図、第２図は、共鳴信号の分
散信号を示す図、第３図〜第６図は、第１図の装
置の動作を説明するために用いた信号波形を示す
図である。 １……磁石装置、２……試料管、３……照射コ
イル、４……発振器、５……アツテネータ、６，
８，９……増幅器、１０……バンドパスフイル
タ、１１……検波器、１２……積分器、１３……
比較器、１４……警報回路、１５……観測用
NMR信号積算器、１６，１７……制御回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 磁場発生手段と、該磁場の強度を変化させる
   ための磁場制御手段と、該磁場中におかれたロ
   ツク用試料に高周波磁場を照射するための照射
   コイルと、該照射コイルへ供給する高周波信号
   を発生する発振器と、前記ロツク試料からの共
   鳴信号を検出する受信回路とを備え、該受信回
   路から得られた共鳴信号に基づいて前記磁場制
   御手段により磁場強度を制御して磁場強度を一
   定に維持するようにしたNMRロツキング装置
   において、前記受信回路から得られる共鳴信号
   からハンチング現象に基づいて発生する直流に
   近い低周波成分のみを取出すフイルタと、該フ
   イルタから取出された信号を検波して積分する
   手段と、該積分手段による積分値と予め定めら
   れた基準値とを比較する比較手段とを備えた
   NMRロツキング装置。 (2) 前記積分値が前記基準値以上となつた際に、
   観測用NMR信号の積算を中断するように構成
   した実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の
   NMRロツキング装置。 (3) 前記積分値が前記基準値以上となつた際に、
   前記受信回路又は前記磁場制御手段に含まれる
   増幅器のゲインを、該積分値が該基準値以下と
   なるまで変化させるように構成した実用新案登
   録請求の範囲第(1)項記載のNMRロツキング装
   置。 (4) 前記積分値が前記基準値以上となつた際に、
   前記発振器からロツク用試料に照射される高周
   波の強度を、該積分値が該基準値以下となるま
   で変化させるように構成した実用新案登録請求
   の範囲第(1)項記載のNMRロツキング装置。 (5) 前記比較手段に警報回路が接続された実用新
   案登録請求の範囲第(1)項記載のNMRロツキン
   グ装置。