包括具有由带有联结带段的超导结构组成的绕组的超导励磁线圈的nmr波谱仪的制作方法_5

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焊料5。
[0132]双带93以多个径向缠绕层WL1_WL6(在这里示出六个缠绕层)卷绕在线圈架92上,其中每个缠绕层WL1-WL6又具有许多轴向相继的绕组。利用缠绕的双带93,在线圈架92的轴向孔中的样品空间94中沿轴向方向产生均匀的磁场。样品空间94这里为至少lcm3、优选至少1cm3并且具有10ppm或更好、优选1ppm或更好的均匀性,分别是没有匀场或在匀场过程之前,即没有通过以独立的匀场电流运行的匀场线圈和/或铁磁的匀场板的进行额外均匀化的情况下实现的均匀性;在匀场之后,可以在样品空间94中实现明显更好的均匀性、例如10—9或更好、优选10—1(3或更好。在样品空间94中优选可以产生10特斯拉或更多、优选20特斯拉或更多的磁场。样品空间94在这里示出为球形;要注意的是,样品空间通常也可以占据圆柱形的空间,这种圆柱形空间通常具有半径为2.5至7.5mm的圆形的基面和沿轴向方向至少20_、优选至少40mm的纵向尺寸。
[0133]在双带93中出现间隙(对接部)6,间隙的位置在图9中分别以绕组的黑色标记标出。在所示实施例中,在所示纵向剖视图中出现六个间隙6。
[0134 ]为了保持由于NMR励磁线圈、例如NMR励磁线圈91中的洛伦兹力导致的机械负载较小,所述超导结构以其间隙6的序列这样设计(例如通过选择彼此拼接的带段的长度),使得避免出现机械上的薄弱位置。按照本发明,间隙6尤其是不应沿径向(见半径方向R)相叠,并且也不应沿轴向(见轴向方向A)并排。间隙6分别出现在两个在相同(带)平面E1、E2中相继的带段、尤其是两个其他带段之间,所述其他带段与相同的联结带段连接。
[0135]通常在相同的缠绕层WL1-WL6的绕组中出现的两个间隙6应该在方位角上(见方位角方向AZ)间隔开,尤其是以至少30°间隔开。当每个缠绕层WL1-WL6最多设置一个间隙6时,可以最简单地满足该准则。同样优选的是,在相同的缠绕层WL1-WL6中的间隙6不会在沿轴向直接相邻的绕组中出现;优选这里在间隙6之间应该存在至少两个、特别优选至少三个完整的绕组。
[0136]此外,对于在不同缠绕层WL1-WL6中、但在相同的轴向位置处出现的间隙6中,通常还应注意,使这些间隙6在方位角上间隔开,优选以至少30°间隔开。同样优选的是,在不同的缠绕层WL1-WL6中在相同的轴向位置上出现的间隙6不在彼此相邻的缠绕层中出现。
[0137]特别优选,所有间隙6(无论其所属的层或方位角位置如何)沿轴向方向彼此间隔开,尤其是隔开至少三个绕组的宽度。同样特别优选的是,所有间隙6(无论其所属的层或轴向位置如何)沿方位角的方向彼此间隔开,尤其是隔开至少30°。
[0138]在图10中用横截面示出用于本发明的另一个NMR励磁线圈91。该励磁线圈91具有双带93的两个缠绕层WL1、WL2。在该励磁线圈91中,在所示横截面中出现两个以黑块标出的间隙6,所述间隙在方位角上彼此间隔开(在这里例如隔开100°),以将由于间隙6对励磁线圈91的机械削弱保持较小。
[0139]图1Ia在纵向剖视图中示出用于按照本发明的NMR波谱仪的NMR励磁线圈91的另一种实施形式。所述NMR励磁线圈91具有包括三个(看为电串联的)分节段111、112、113的线圈节段,这些分节段缠绕到线圈架92上。图1lb示出缠结连贯的超导结构I的构造。
[0140]在左边的第一分节段111中,超导结构I以单带114构成。在中间的第二分节段112中,超导结构以多带115、即双带93构成;该分节段112包含间隙6。右边的第三分节段113也构造成单带114。
[0141]线圈节段的作为单带114伸展的区段由其他带段7a、7b构成,所述带段在线圈节段作为双带93伸展的区段的区域中与联结带段2重叠地连接。就是说,联结带段2在这里用作处于线圈节段中的其他带段7a、7b之间的接合部。
[0142]图12a示出用于按照本发明的匪R波谱仪的匪R励磁线圈91,包括两个径向相互嵌套的线圈节段121、122,所述线圈节段超导串联。
[0143]内部的第一线圈节段121以由例如在图1至8中说明的带段组成的超导结构缠绕;那里的带段以高温超导材料、这里是YBCO涂敷,从而第一线圈节段121构成HTS节段121。
[0144]外部的第二线圈节段122以包含由低温超导材料、这里是Nb3Sn组成的丝线的LTS线材124缠绕,从而第二线圈节段构成LTS节段122。
[0145]HTS节段121的超导结构以一个其他带段7a区段的从第一线圈节段121中引出。该其他带段7a形成与LTS线材123的接合部125,所述LTS线材这里包含由NbTi组成的丝线,其中所述其他带段7a和LTS线材123在Im或更大、优选1m或更大的长度上重叠地相互连接;所述重叠区域这里可以如示出那样是卷起的,以便实现紧凑的构造。图12b示出图12a的剖切区域XIIb中的接合部125的重叠区域中的横截面,如图12b所示,所述其他带段7a和LTS线材123通过焊料127(通常是含贵金属和/或含铜的)相互面状地连接。LTS线材123在所示实施形式中被乳平并且在其这里上面的部分被腐蚀,从而丝线128的至少一部分可以直接与焊料127接通。所述其他带段7a的超导层4朝向焊料127并且在这里同样与焊料127直接接通,由此实现了特别低的接触电阻。
[0146]如由图12a也可看出的那样,第二线圈节段122的LTS线材123(NbTi线)通过常规的接合部126与LTS线材124(Nb3Sn线)连接。
[0147]这样的连接可以将HTS节段121和LTS节段122以简单的并且可靠的方式准超导地连接。整个NMR励磁线圈91尤其是可以在超导短接的运行模式(“持久模式”)下运行,其中两个接合部如在图12中所示那样使用并且通常也使用超导的开关(未进一步示出)。
[0148]在图13中示例性地示意性示出按照本发明的NMR波谱仪131。
[0149]NMR波谱仪131具有NMR励磁线圈91,例如在图12或图14或图15中示出的励磁线圈,所述励磁线圈通常设置在低温恒温器(未详细示出)中。在励磁线圈91的磁中心处,在样品空间中设置样品132(例如用要研究的物质填充的试管)。样品132由HF(高频)发射线圈133和HF接收线圈134包围(要注意的是,在其他结构形式中也可以使用组合的HF发射和接收线圈)。利用HF发生器135和发射线圈133,将HF脉冲入射到样品132中。利用HF探测器136和HF接收线圈134测量样品132的应答。所述测量结果利用评估单元137处理,并且例如转换成NMR波谱。
[0150]按照本发明的NMR波谱仪131优选满足高分辨率的NMR波谱法的要求。
[0151 ]图14a在纵向剖视图中示出用于按照本发明的NMR波谱仪的NMR励磁线圈91的另一种实施形式。具有一个联结带段2和两个其他带段7a、7b的超导结构I按照这里总共具有四个缠绕层WL1-WL4的螺线管线圈的型式缠绕在线圈架92上。如也由图14b的展开的图可看出的那样,第一缠绕层WLl作为单带114由其他带段7a缠绕而成。第二缠绕层WL2由联结带段2缠绕而成。第三缠绕层WL3—半(这里左边的一半)由其他带段7a(点阴影示出)缠绕而成,并且另一半(这里右边的一半)由其他带段7b(以网格阴影线示出)缠绕而成;第三缠绕层WL3因此包含间隙6。第四缠绕层WL4作为单带114通过第二其他带段7b缠绕而成。缠绕层WL2和WL3形成双层DL或多重带115。在双层DL中,带段2和7a以及2和7b相互重叠地连接,在这里相互正常导电地焊接,见焊接层140。
[0152]其他带段7a、7b在这里分别以其超导层4径向向内定向,而联结带段2以其超导层4径向向外定向;即在双层DL中,缠绕层WL2和WL3的超导层4彼此朝向,这能够实现特别低的接触电阻。
[0153]要注意的是,分别按照可用的、无缺陷的带长度,也可以将两个或更多缠绕层作为单带114分别在内和/或在外以其他带段7a、7b缠绕。同样可以在一个线圈节段中也可以多次地如以上说明的那样从单带114转换到多带115上以及相反地转换。
[0154]在图15a中示出用于按照本发明的匪R波谱仪的另一个匪R励磁线圈91。具有这里两个带段150、151的超导结构1以总共四个缠绕层孔1、11^、11^3、11^4按照螺线管线圈的型式缠绕在包含具有样品空间94的孔的线圈架92上。如也由图15b的展开的图可看出的那样,在第一缠绕层WLl中,第一带段150(点阴影示出)作为单带114缠绕。第二缠绕层WL2同样以第一带段150缠绕而成。第三缠绕层WL3以第二带段151(白色示出)缠绕而成。第四缠绕层WL4作为单带114同样以第二带段151缠绕而成。缠绕层WL2和WL3形成双层DL或多重带115。在双层DL中,带段150和151在带长度152上相互重叠地连接,即相互正常导电地焊接,见焊接层140。两个带段150、151以其超导层4径向向内定向或以其基质3径向向外定向,这在运行中防止超导层4由于洛伦兹力发生剥离。在该结构形式中,双层DL构成用于两个带段150、151的接合部,所述接合部充分利用NMR励磁线圈91的示出的节段的轴向长度。带段150、151通过所述接合部电串联。正常导电地焊接的带长度152按照本发明至少为20m,以便保持接触电阻较小。它在图15a-15b的实施形式恰好在线圈或节段的整个的轴向长度上占据一个(完整的)双层,但也可以占据任意整数的个数的(完整的)双层,尤其是占据刚好两个或刚好三个或更多各(完整的)双层。即从单带114至多带115的过渡总是发生在线圈或节段的轴向的端部上。
[0155]要注意的是,分别依据可用的、无缺陷的带长度,也可以将两个或更多个缠绕层作为单带114分别在内和/或在外以带段150、151缠绕。
[0156]此外一个或多个带段也可以在两端(但不在中间的部分中)与其他带段正常导电地焊接,以便以简单的方式串联多于两个带段;相应的正常导电地焊接的带长度(长度至少为20m)此时也形成NMR励磁线圈中的至少一个双层。
[0157]在图15c中此外示出超导结构I在双层DL(为此见图15b、平面XVc)的区域中的横截面。带段150、151分别包裹在高导电性的包套152、153、尤其是铜包套(例如大约5(^111厚度的铜箔)中。包套152、153相互焊接,见焊料层140,其中超导层4分别径向向内(在图15c中向下)定向。尤其是包套153的左边的和右边的侧向区段以及包套152、153的直接设置在超导层4或焊料层140上的区段这里主要有助于实现带段150、151的超导层4的欧姆连接。
[0158]带段150、151的基质3由柔性的金属的材料、例如钢板制造。超导层4通常具有YBCO或BSCCO类型的高温超导材料。用于正常导电的焊接,尤其是可以使用含贵金属的和/或含铜的焊料。
【主权项】
1.NMR波谱仪(131),具有NMR励磁线圈(91),所述NMR励磁线圈在至少一个节段(121)中包括绕组,所述绕组具有由超导结构(I)组成的导体,所述超导结构具有带状超导体的多个带段(2、2a、7a-7e、8a_8d、15), 每个带段(2、2a、7a-7e、8a-8d、15)具有柔性的基质(3)和沉积在基质上的超导层(4), 带段(
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