匀场工装的制作方法

本发明涉及超导核磁共振磁体测试技术领域，特别涉及一种匀场工装。

背景技术：

匀场是核磁共振磁体高均匀度磁场的最终实现环节。匀场过程需要匀场软件和硬件的支持。其中，软件是一种匀场优化算法，硬件有匀场工装。匀场过程是：利用匀场工装以及其内探头测量出成像区域表面的24x24点的磁场强度，该表面为球形面，将测量数据输入匀场软件，优化出最佳的贴片数量和贴片空间位置，通过贴片的极化磁场抵消成像区域的不均匀性。

目前的匀场工装通常为多探头测量仪-半月板式的匀场工装，通常适用于大口径的磁体，结构较为复杂，且操作复杂。

因此，如何提供一种结构简单、便于操作的匀场工装，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种匀场工装，结构较为简单、操作方便。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种匀场工装，包括：

用于支撑于磁体的中间通孔中的第一定位盘；

插接于所述第一定位盘上的转轴，所述转轴能够相对于所述第一定位盘转动；

固定连接于所述转轴上的探头，所述探头在所述转轴上的固定位置沿径向可调。

优选地，所述第一定位盘上设有定位孔，所有所述定位孔沿一个以所述转轴的旋转中心为中心的虚拟圆圈依次设置，所述转轴固定连接有转盘，所述转盘上可滑动地插接有插销，所述插销通过与各所述定位孔对应插接以限定所述转轴的旋转角度。

优选地，所述探头相对于所述第一定位盘的轴向位置可调。

优选地，所述转轴在所述转盘上的连接位置沿轴向可调。

优选地，所述转轴包括第一固定轴和固定于所述第一固定轴轴向上一侧的第二固定轴，所述第一固定轴插接于所述第一定位盘中，所述第一固定轴的中心线为所述转轴的旋转中心，所述第二固定轴的中心线平行于所述第一固定轴的中心线，且所述转轴构成弯折轴，所述探头固定于所述第二固定轴上且固定位置沿径向可调。

优选地，还包括探头固定杆，所述探头固定于所述探头固定杆上，所述探头固定杆插接固定于所述第二固定轴上且固定位置沿径向可调。

优选地，所述第二固定轴上设有锁紧螺纹孔，所述锁紧螺纹孔与所述第二固定轴上插接所述探头固定杆的插孔相连通，所述锁紧螺纹孔上螺纹连接有锁紧螺钉以压紧所述探头固定杆。

优选地，所述第一定位盘上还设有用于进行贴片以调节磁场均匀性的贴片孔。

优选地，还包括用于配合所述第一定位盘进行支撑的第二定位盘，所述第二定位盘转动连接于所述转轴。

优选地，所述第一定位盘包括第一环状板、平行于所述第一环状板的第二环状板和连接于所述第一环状板与所述第二环状板之间的连接板，所述定位孔设于所述第一环状板上，所述贴片孔设于所述第二环状板上。

本发明提供的匀场工装，包括：用于支撑于磁体的中间通孔中的第一定位盘；插接于第一定位盘上的转轴，转轴能够相对于第一定位盘转动；固定连接于转轴上的探头，探头在转轴上的固定位置沿径向可调。

该匀场工装中，采用第一定位盘可以对匀场工装可靠支撑定位，通过调节探头的安装位置以及转轴的转动即可实现对所有测量点的磁场强度的测量，操作方便，且结构简单，尤其可以适用于小口径的磁体测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供匀场工装的应用图；

图2为本发明所提供匀场工装中第一定位盘的结构图。

图1和图2中：

1-磁体，2-第三固定轴，3-第二定位盘，4-探头固定杆，5-探头，6-贴片孔，7-插销，8-第一固定轴，9-转盘，10-第一定位盘，11-第二固定轴，12-定位孔，13-中间通孔，14-锁紧螺钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种匀场工装，结构较为简单、操作方便。

在本发明的描述中，轴向、周向、径向以转轴的旋转中心为基准，以便描述，不能理解为对本申请的限制。此外，第一、第二、第三仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明所提供匀场工装的一种具体实施例中，请参考图1和图2，包括：第一定位盘10、转轴和探头5。第一定位盘10用于支撑于磁体1的中间通孔13中。转轴插接于第一定位盘10上，转轴能够相对于第一定位盘10转动。探头5固定连接于转轴上，探头5在转轴上的固定位置沿径向可调。

其中，匀场工装中各部件的材质可采用铝合金、环氧、电工木或者其他材质。

其中，探头可以仅设置一个。在使用时，探头信号连接于分析装置，通过分析装置对探头测得的磁场强度进行分析。

一种具体的使用方法中，调整好探头5相对于转轴的径向位置且确定探头5在中间通孔13中的轴向位置后，将匀场工装放入中间通孔13中，第一定位盘10支撑于中间通孔中，可以对匀场工装进行定位，第一定位盘10与磁体1处于相对固定的状态。转动转轴，探头5随着转轴同步运动，探头5的运动轨迹在一个以转轴的旋转中心为圆心的虚拟圆圈上，在该虚拟圆圈上的各设定的测量点进行测量。在转轴转动一周后，从中间通孔13中取出匀场工装，调整探头5相对于转轴的径向位置并重新确定测量的轴向位置，然后重复上述操作，直至该匀场工装测量出成像区域的球形表面上的预设数量的测量点的磁场强度。

可选地，测量点的数量可以为24x24，即，沿轴向上为24个轴向位置需要测量，在同一个轴向位置上，沿周向，转轴每转动一圈，探头5测量24个点。其中，调整探头5的径向位置指的是调整探头5沿径向相对于转轴的旋转中心的距离，调整探头5的轴向位置指的是调整探头5所处的垂直于转轴的旋转中心的平面。

本实施例所提供的匀场工装中，采用第一定位盘10可以对匀场工装可靠支撑定位，通过调节探头5的安装位置以及转轴的转动即可实现对所有测量点的磁场强度的测量，操作方便，且结构简单，尤其可以适用于小口径的磁体1测量。

在上述实施例的基础上，如图2所示，第一定位盘10上可以设有若干个定位孔12，所有定位孔12可以沿一个以转轴的旋转中心为中心的虚拟圆圈依次设置。转轴固定连接有转盘9，转盘9上可滑动地插接有插销7，插销7通过与各定位孔12对应插接以限定转轴的旋转角度。

在图1中，匀场工装装入中间通孔13以后，插销7可以伸出于磁体1的外侧，第一定位盘10固定设置于中间通孔13，具体可以通过与中间通孔13之间的摩擦力实现固定，转盘9与第一定位盘10构成旋转副，转盘9可转动。通过沿周向推动插销7可以带动转轴转动，当转动到第一个定位孔12的位置后，插销7相对于转盘滑动并插入定位孔12中，在探头5完成一次测量后，插销7相对于转盘滑动反向滑动脱出第一个定位孔后继续带动转轴转动，在转至第二个定位孔12的位置后，重复插入第二个定位孔12中，直至测量到最后一个定位孔12所确定的位置。

其中，为更加明显地使工作人员确定定位孔12的位置，定位孔12在径向上的长度可以较大，定位孔12在径向上包括一部分不被转盘9遮挡。又或者，第一定位盘10的边缘与定位孔12对应的位置可以设置标记线，以确定定位孔12的位置。再者，转盘9上位于插销7径向上的一侧可以设置镂空孔，当定位孔12从镂空孔中露出时，轴向插入插销7，即可将插销7插入一个定位孔12中。

其中，定位孔12的数量与排布方式可以根据实际测量的需要进行确定。例如，24个定位孔12沿周向等间距排布，以定位转盘9旋转的24个方位角。

其中，插销7的运动可以手动驱动，也可以使插销7通过传动组件连接于电机、气缸等驱动器，通过驱动器进行驱动。

其中，插销7相对于转盘9的滑动方向优选为轴向。

本实施例中，插销7与定位孔12的配合，可以准确确定周向上测量点的位置，转轴在探头5进行测量时可以保持稳定不动，且操作方便，有利于保证测量精度。

在上述任一实施例的基础上，所述探头5相对于所述第一定位盘10的轴向位置可调。

具体地，转轴在转盘9上的连接位置沿轴向可调。测试时需要调节探头5的轴向位置，本实施例中，由于转轴相对于第一定位盘10的连接位置沿轴向可调，则第一定位盘10在中间通孔13中的位置可以确定下来，每次只需调整转轴相对于第一定位盘10的连接位置即可调整探头5在中间通孔13中的轴向位置，便于操作。

在上述实施例的基础上，如图1所示，转轴可以包括第一固定轴8和固定于第一固定轴8轴向上一侧的第二固定轴11，此处指的是第二固定轴11沿轴向伸出于第一固定轴8之外，第二固定轴11与第一固定轴8在轴向上可以有部分结构保持并列，也可以完全不包括并列的部分。第一固定轴8插接于第一定位盘10中，第一固定轴8的中心线为转轴的旋转中心，第二固定轴11的中心线平行于第一固定轴8的中心线，且转轴构成弯折轴，其中，第二固定轴11与第一固定轴8之间即形成一个弯折结构，探头5固定于第二固定轴11上且固定位置沿径向可调。

其中，第一固定轴8可以通过锁紧套固定连接于转盘9，松开锁紧套后，可沿轴向移动。另外，第一固定轴8上可以设置刻度线，用于确定探头5的轴向位置。

其中，第一固定轴8与第二固定轴11具体可以螺钉连接、卡接、一体成型或者通过其他方式连接。

本实施例中，探头5在第二固定轴11上调节径向位置，将转轴设置为弯折轴，则通过调整探头5的径向位置，可以将探头5调整至第一固定轴8的中心线的延长线上，从而可以测量成像区域的球形表面与旋转中心线的交点处的磁场强度。

又或者，对于探头5在中间通孔13中的轴向位置的调整，可以通过第一固定轴8与第二固定轴11两者在轴向上相并列部分的长度的调节来实现。

在上述实施例的基础上，该匀场工装还可以包括探头固定杆4，探头5固定在该探头固定杆4上，探头固定杆4插接固定在第二固定轴11上且固定位置沿径向可调。

可选地，探头固定杆4上开设安装孔，用于放置探头5，安装孔侧面有螺纹孔，用紧定螺钉与该螺纹孔配合并将探头5压紧固定。

本实施例中，采用探头固定杆4固定探头5与第二固定轴11，便于探头5的安装与位置调节。

在上述实施例的基础上，第二固定轴11上可以设置锁紧螺纹孔，锁紧螺纹孔与第二固定轴11上插接探头固定杆4的插孔相连通，锁紧螺纹孔上螺纹连接有锁紧螺钉14以压紧探头固定杆4。

松开锁紧螺钉14后，探头固定杆4可沿径向移动。优选地，探头固定杆4可以刻有刻度，用于确定探头5的径向位置。

本实施例中，探头固定杆4受到锁紧螺钉14的径向力，被锁紧螺钉14和插孔的孔壁所夹紧，固定可靠，且便于探头固定杆4的位置调节。

当然，在其他实施例中，探头固定杆4与第二固定轴11还可以通过卡接或者其他方式实现固定。

在上述任一实施例的基础上，第一定位盘10上还可以设置用于进行贴片以调节磁场均匀性的贴片孔6，为贴片提供支撑点。

在测量所有测量点的磁场强度后，分析装置会对测量结果进行分析。根据分析结果，可以选定贴片孔6进行贴片，具体可以为钢片，以调整中间通孔13中的场强使之成为匀强磁场。在贴片操作后，重新进行各测量点的场强测量操作，以判断是否被贴片调整为匀强磁场。

在上述实施例的基础上，该匀场工装还可以包括用于配合第一定位盘10进行支撑的第二定位盘3，第二定位盘3转动连接于转轴，从而提高支撑的平稳性。

转轴上可以沿轴向依次设置第一定位盘10和第二定位盘3，通过两个定位盘进行支撑以提高支撑的稳定性，另外，第二定位盘3可以设置为一个或者至少两个。其中，图1为便于显示各部件的位置关系，在轴向上只示出了部分磁体1，实质上，第一定位盘10与第二定位盘3均至少有一部分位于中心孔内部，具体可以分别位于中间通孔13的轴向上的两个端部。

进一步地，转轴还可以包括固定连接于第二固定轴11的第三固定轴2，第三固定轴2转动连接于第二定位盘3，第三固定轴2与第二定位盘3构成旋转副，在中间通孔13中，第三固定轴2旋转，第二定位盘3固定。第三固定轴2的中心线与第一固定轴8的中心线优选可以共线设置。第二固定轴11在第三固定轴2上的固定位置沿轴向可调。

另外，第一固定轴8、第二固定轴11与第三固定轴2可以均为方轴。

在上述任一实施例的基础上，第一定位盘10包括第一环状板、平行于第一环状板的第二环状板和连接于第一环状板与第二环状板之间的连接板，定位孔12设于第一环状板上，贴片孔6设于第二环状板上，便于加工。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的匀场工装进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。