主题：【分享】NMR谱仪的磁体部分

核磁共振波谱仪在空间上由两部分：磁铁或磁体（内含探头）和谱仪主体。高频谱仪采用超导磁体，它与谱仪主体相距较大，以降低磁场对操作人员的影响。
        磁铁或磁体产生强的静磁场，以满足产生核磁共振的要求。按(6.10)式，谱仪的磁感强度B0和谱仪工作频率是成正比的。100MHz（以氢核计）的谱仪所需磁感强度为2.35T（特斯拉，1特斯拉等于10000高斯）。100MHz以下的低频谱仪采用电磁铁或永久磁铁。由于电磁铁不可避免地会消耗大量电能，已经停止生产，因此仅采用永久磁铁。200MHz以上高频谱仪采用超导磁体，它利用含铌合金在液氦温度下的超导性质。由含铌合金丝缠绕的超导线圈完全浸泡在液氦中间。为减低液氦的消耗，其外围是液氮层。液氦及液氮均由高真空的罐体贮存，以降低蒸发量。在液氮、液氦均灌装以后，由一套专用的连接装置，通过液氦导管下方的超导线圈电流输入插座，对超导线圈缓慢地通入电流。当超导线圈中的电流达到额定值（也即是产生额定的磁感强度时），使线圈的两接头闭合。只要液氦始终完全淹没线圈，含铌合金在此温度下的超导性则使电流一直维持下去。以上过程为谱仪安装过程中的升场。液氦需及时补充，视不同谱仪而定，约为3至10月。每7至10天则需补加液氮。
　　磁体的中心为探头，为使磁力线均匀，铅垂，设置有两大组匀场线圈。每大组匀场线圈又由多组线圈构成。后者每组线圈产生一组特殊的磁力线，由它们的综合作用，产生均匀的磁场。两（大）组匀场线圈为低温匀场线圈和室温匀场线圈。低温匀场线圈浸泡在液氦中，升场以后进行调节。室温匀场线圈由分析测试人员在放置样品管后进行调节。
　　无论是用磁铁或磁体，核磁共振谱仪均要求磁场高度均匀，若样品中各处磁场不均匀，各处的原子核共振频率不同，这将导致谱峰加宽，即分辨率下降。为使磁场匀均，除前面所讲的采用低温和室温两大组匀场线圈之外，还有后面将叙述的使样品管旋转。
        我们还要求磁场随时间稳定，这就要采用锁场装置，在核磁共振谱图上显示的是吸收信号，即以频率（或磁感强度）为横坐标，以垂直于共振频率的轴为对称轴的对称信号。事实上，通过对信号"相位"的调整，可以得到色散信号，即以频率变量为横坐标，以共振频率为反对称中心的信号。锁场就采用某一参考信号的色散信号。当磁场未漂移时，色散信号值为零。磁场漂移后，色散信号不为零，产生一个与磁场变化成正比的输出电压，该电压被放大后反馈到适当的线圈，后者反过来给出一个方向相反的磁场。