主题：【分享】【金秋计划】+核磁共振波谱仪的结构

核磁共振仪主要由磁铁、探头、射频发生器、射频接收器、扫描发生器、信号放大及记录仪六部分组成。

1. 磁铁

磁铁是核磁共振仪最基本的组成部件。它要求磁铁能提供强而稳定、均匀的磁场。核磁共振仪使用的磁铁有三种：永久磁铁，电磁铁和超导磁铁。由永久磁铁和电磁铁获得的磁场一般不能超过2.5T。而超导磁体可使磁场高达10T以上，并且磁场稳定、均匀。

目前超导核磁共振仪一般在200~400MHz，最高可打600MHz。但超导核磁共振仪价格高昂，目前使用还不十分普遍。

2. 探头

探头装在磁极间隙内，用来检测核磁共振信号，是仪器的心脏部分。探头除包括试样管外，还有发射线圈接受线圈以及豫放大器等元件。待测试样放在试样管内，再置于绕有接受线圈和发射线圈的套管内。磁场和频率源通过探头作用于试样。

为了使磁场的不均匀性产生的影响平均化，试样探头还装有一个气动涡轮机，以使试样管能沿其纵轴以每分钟几百转的速度旋转。

3. 射频发生器

高分辨波谱仪要求有稳定的射频频率和功能。为此，仪器通常采用恒温下的石英晶体振荡器得到基频，再经过倍频、调频和功能放大得到所需要的射频信号源。

为了提高基线的稳定性和磁场锁定能力，必须用音频调制磁场。为此，从石英晶体振荡器中的得到音频调制信号，经功率放大后输入到探头调制线圈。

4、射频接收器

当原子核的拉莫尔进动频率与辐射频率相匹配时，发生能级跃迁，吸收能量，在感应线圈中产生毫伏级信号。

5. 扫描线圈

核磁共振仪的扫描方式有两种：一种是保持频率恒定，线形地改变磁场，称为扫场；另一种是保持磁场恒定，线形地改变频率，称为扫频。许多仪器同时具有这两种扫描方式。扫描速度的大小会影响信号峰的显示。速度太慢，不仅增加了实验时间，而且信号容易饱和；相反，扫描速度太快，会造成峰形变宽，分辨率降低。

在连续NMR中, 扫描方式最先采用扫场方式，通过在扫描线圈内加一定电流，产生10-5T磁场变化来进行核磁共振扫描。相对于NMR的均匀磁场来说，这样变化不会影响其均匀性。

6. 信号检测及记录处理系统

（1）接受单元 从探头预放大器得到的载有核磁共振信号的射频输出，经一系列检波、放大后，显示在示波器和记录仪上，得到核磁共振谱。现代NMR仪器常配有一套积分装置，可以在NMR谱图上以阶梯形式显示出积分数据。由于积分信号不像峰高那样易受多种条件的影响，可以通过他来估计各类核的相对数目及含量，有助于定量分析。

（2）信号累加 若将试样重复扫描数次，并使各点信号在计算机中进行累加，则可提高连续波核磁共振仪的灵敏度。当扫描次数为N时，则信号强度正比于N，考虑仪器难以在过长的扫描时间内稳定，一般N=100左右为宜。