专利名称：用于核磁共振仪的温度控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种温度控制系统，尤其涉及用于核磁共振仪器中的温度控制系统。
背景技术：
在核磁共振仪的研究分析应用领域有许多准确测量和控制样品温度的需求，传统核磁共振仪对于样品的测量不能做到实时同步直接测量和控制，有时是在实验前对样品进行测温，然后再放到样品试管中，而且，在实验过程中，样品的温度也可能有变化，因此，现有的温度控制系统的样品温度测量结果不太精确，只能是一个近似值。 定标测量是传统的温度控制系统所采用的方法。传统的变温系统中，温度传感器并不能直接反映出样品的温度，因为传统的温度传感器是放在离样品2cm 4cm左右的位置，例如，当传感器显示温度为20度时，样品温度可能只有19度，标定测量的方法就是找出传感器感应的温度与样品实际温度的差值，进而绘出一条对应曲线。在测试时，传感器上显示一个温度，就能从对应曲线上得知样品的实际温度，该方法非常繁琐，而且存在很大的误差和不确定性。 传统的温度控制系统并没有考虑样品温度的变化。样品在放入磁体前自身有一温度，当而放入磁体后，样品所处的环境温度发生变化，在磁体环境中产生热扩散，样品的温度会连续变化，直到样品温度与磁体环境温度一致才达到平衡。样品温度的变化不仅会影响样品测试过程中的精度，还使得一些对样品温度要求高的实验无法进行，这些缺陷在很大程度上限制了核磁共振的应用和发展。 如果能针对样品温度的变化而开发出相应的温度控制系统，这不仅能提高仪器测试的重复性、稳定性，同时也使得一些由于温度无法控制而难以进行的实验成为可能。所以如何能设计出相应的温度控制模块来控制样品的温度，以使样品的温度按我们温控设定的温度进行变化是科技人员亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于核磁共振仪的温度控制系统，能
对样品的温度进行控制，保证样品测试过程中的温度始终保持恒定，也可以使样品的温度
保持在温度控制系统设定的温度进行测试，同时对核磁共振仪的工作没有干扰。 本实用新型的技术方案是一种用于核磁共振仪的温度控制系统，包括光电转换
器、温度控制器和变温模块；被检测样品温度变化引起样品的形变，从而引起光路的变化，
光路变化产生的光信号通过光纤输入到光电转换器，光电转换器将光信号转变为电信号，
并传输给温度控制器，所述温度控制器根据输入的电信号产生相应控制信号，控制变温模
块调节样品的温度。
本实用新型更详细的技术方案是 所述变温模块包括制冷模块、制热模块和热交换管道。[0010] 所述制冷模块通过制冷压縮机冷却温控媒介，然后通过温控媒介给样品降温。[0011] 所述制热模块通过热电膜加热温控媒介，然后通过温控媒介给样品升温。[0012] 所述光电转换器前端的光纤伸入样品中，或者放置于样品表面，所述光纤和样品均放置在样品试管中。 所述样品放置在样品试管中，样品试管插入两头导通的双层真空玻璃管内，真空玻璃管的内壁直径略大于样品试管直径，在样品试管和真空玻璃管的内壁之间的间隙有给样品加热或降温的温控媒介流通；所述双层真空玻璃管的内外壁之间是真空，起保温隔绝作用；核磁共振仪的射频线圈缠绕在真空玻璃管的内壁圆周上，且样品位于缠绕的线圈中心。 所述温控媒介为气体。更具体的，所述温控媒介为氮气(N2)。[0015] 本实用新型的优点是 1.能保证样品测试过程中的温度始终保持恒定不变，提高了仪器测试的重复性和稳定性，增加了实验结果的可靠性； 2.可以按实验要求，方便、精确地控制样品温度，以满足一些特殊实验的需求，使一些由于温度无法控制而难以进行的实验成为可能； 3.本实用新型的用于核磁共振仪的温度控制系统，对核磁共振仪的性能没有影响，核磁共振仪可以正常工作，不受干扰； 4.可以在实验要求的温度允许范围内随意设定样品的温度，极大的拓宽了核磁共振仪的实验范围。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述[0021]
图1为本实用新型的实施例的原理框图；[0022] 图2为本实用新型的实施例的系统工作流程图；[0023] 图3为本实用新型的实施例的系统结构图。 其中l光电转换器；2温度控制器；3变温模块；4射频线圈；5样品试管；6双层真空玻璃管；7热交换管道；8气阀。
具体实施方式实施例如图1所示，本实施例的用于核磁共振仪的温度控制系统，包括光电转换器1、温度控制器2和变温模块3。图2为本实施例的系统工作流程图。样品放置在核磁共振仪的射频线圈4中。样品放入线圈后所处的环境温度与样品自身的温度可能不一样，样品与环境发生热交换，从而使样品的温度发生变化，样品温度的变化会导致样品发生形变，样品形变会导致样品的光路反射与光路散射发生变化，我们通过光电转换器1头部的光纤来感应这些微小的变化过程，通过光信号的变化来反应出温度的变化，变化的光信号传到光电转换器1中，光信号在光电转换器1中转换为电信号，然后将电信号传输到温度控制器2中，温度控制器2根据传来的电信号，计算出电信号所反映的温度信息，并和内部设定的样品测试温度进行对比，从而判断变温模块3该升温还是降温，控制变温模块3进行相应的温控工作。若测试温度高于设定的温度，则控制变温模块降温；若测试温度低于设定的温度，则控制变温模块升温。温度控制器2实时监测电信号，保证样品的温度能稳定在温度控制系统设定的温度上，从而避免了温度变化对样品测试结果的影响。在本实施例中温度控制器2可以采用现有技术的电路或者芯片来构成。 如图3所示，光电转换器前端的光纤伸入到样品中，或者放置于样品表面，样品可以是液体、粉末状固体或者块状固体等。光纤和样品均放置在样品试管5中，样品试管5插入两头导通的双层真空玻璃管6内，真空玻璃管6的内壁直径略大于样品试管5的直径，在样品试管和真空玻璃管的内壁之间的间隙可以让温控媒介在其中流通，使温控媒介给样品加热或降温。核磁共振仪的射频线圈缠绕在真空玻璃管的内壁圆周上，且样品位于缠绕的线圈中心。双层真空玻璃管6的内外壁之间是真空，起到保温隔绝的作用。[0027] 变温模块3主要功能是对样品的温度进行控制，以使样品达到我们实验所需的温度。变温模块3包括制冷模块、制热模块和热交换管道7。当样品温度较低时，变温模块中的加温程序启动，通过热电膜升温，给温控媒介加热。热电膜可以贴在温控媒介传输管道的外壁上，也可以串联在温控媒介的传输管道中，或是其他的连接方式。然后，将加热后的温控媒介通过管道送入到样品试管和双层真空玻璃管内壁之间的腔体间隙中，给样品加温，直到样品达到我们所设定的温度。 同理，当样品温度过低时，变温模块中的制冷程序启动，制冷压縮机开始工作，将温控媒介制冷至一定温度，再将制冷后的温控媒介经管道送入到样品试管和双层真空玻璃管内壁之间的腔体间隙中，给样品降温，直到样品达到我们所需的温度。其中，所述的温控媒介为气体，在本实施例中，我们采用价格低廉的氮气(N2)，也可以是用二氧化碳、氦气等其他气体，只要对测试结果没有影响，且液化温度较低的气体都可以。在气体输送管道上设置有气阀8，控制气体的流通。 整个过程中变温模块会产生大量的热，我们使用相应的热交换管道7将产生的热量及时带走，以保证设备正常工作，调节样品的温度。 本实施例的温度控制系统能按实验要求方便快速地调节样品的温度，不仅能保证样品在测试过程中温度维持为恒定值，避免了温度的变化对样品测试结果的影响，而且可以在实验要求的温度允许范围内随意设定样品的温度，极大的拓宽了核磁仪器的实验范围，使一些条件非常苛刻的实验在核磁仪器上成功完成成为可能。 对于需要在高压下进行的实验，在样品试管的上部设置有加压装置，该加压装置
可以采用手动或电动的方式将气体压縮加入到样品试管中，对样品加压。 以上所述，仅为本实用新型的优选实施例，并不能以此限定本实用新型实施的范
围，凡依本实用新型权利要求及说明书内容所作的简单的变换，皆应仍属于本实用新型的
保护范围。
权利要求一种用于核磁共振仪的温度控制系统，其特征在于包括光电转换器(1)、温度控制器(2)和变温模块(3)；被检测样品温度变化引起样品的形变，从而引起光路的变化，光路变化产生的光信号通过光纤输入到光电转换器(1)，光电转换器(1)将光信号转变为电信号，并传输给温度控制器(2)，所述温度控制器(2)根据输入的电信号产生相应控制信号，控制变温模块(3)调节样品的温度。
2. 根据权利要求1中所述用于核磁共振仪的温度控制系统，其特征在于所述变温模块(3)包括制冷模块、制热模块和热交换管道。
3. 根据权利要求2中所述用于核磁共振仪的温度控制系统，其特征在于所述制冷模块通过制冷压縮机冷却温控媒介，然后通过温控媒介给样品降温。
4. 根据权利要求2中所述用于核磁共振仪的温度控制系统，其特征在于所述制热模块通过热电膜加热温控媒介，然后通过温控媒介给样品升温。
5. 根据权利要求1中所述用于核磁共振仪的温度控制系统，其特征在于所述光电转换器前端的光纤伸入样品中，或者放置于样品表面，所述光纤和样品均放置在样品试管(5)中。
6. 根据权利要求1或5中所述用于核磁共振仪的温度控制系统，其特征在于所述样品放置在样品试管(5)中，样品试管插入两头导通的双层真空玻璃管(6)内，真空玻璃管的内壁直径略大于样品试管直径，所述给样品加热或降温的温控媒介在样品试管和真空玻璃管的内壁之间的间隙中流通；所述双层真空玻璃管的内外壁之间是真空，起保温隔绝作用；所述核磁共振仪的射频线圈(4)缠绕在真空玻璃管的内壁圆周上，且样品位于缠绕的线圈中心。
7. 根据权利要求3或4中所述用于核磁共振仪的温度控制系统，其特征在于所述温控媒介为气体。
8. 根据权利要求3或4中所述用于核磁共振仪的温度控制系统，其特征在于所述温控媒介为氮气(N2)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于核磁共振仪的温度控制系统，包括光电转换器、温度控制器和变温模块；被检测样品温度变化引起样品的形变，从而引起光路的变化，光路变化产生的光信号通过光纤输入到光电转换器，光电转换器将光信号转变为电信号，并传输给温度控制器，所述温度控制器根据输入的电信号产生相应控制信号，控制变温模块调节样品的温度。其中，变温模块包括制冷模块、制热模块和热交换管道。本实用新型能保证样品测试过程中的温度始终保持恒定，也可以在实验要求的温度允许范围内随意设定样品的温度，可以按实验要求，方便、精确地控制样品温度，以满足一些特殊实验的需求，且对核磁共振仪的工作没有影响。
文档编号G01R33/31GK201518055SQ20092026723
公开日2010年6月30日 申请日期2009年10月10日 优先权日2009年10月10日
发明者刘利荣, 杨培强, 汪红志, 邓友生, 黄学东 申请人:苏州纽迈电子科技有限公司