M=M+M=4常数 从上式可看出,M是 常数,磁矩M在z轴上 的投影是不变的;磁 矩M在x轴上的投影 是按余弦规律变化的; 磁矩M在y轴上的投 影是按正弦规律变化yM M 的。由图看出: 磁矩M旋进规律变化示意图 磁矩M在xy平面上的投影的绝对值是一个常 数,并且在xy平面上旋进
α z x y Mz M┴ My Mx 磁矩 M 旋进规律变化示意图 从上式可看出，Mz是 常数，磁矩M在z轴上 的投影是不变的；磁 矩M在x轴上的投影 是按余弦规律变化的； 磁矩M在y轴上的投 影是按正弦规律变化 的。由图看出： 磁矩M在xy平面上的投影的绝对值是一个常 数，并且在xy平面上旋进。 M⊥ = M x + M y = A = 2 2 常数
综合起来看,质子磁矩M在外磁场T的作用下,绕 外磁场T旋进,它的轨迹描绘出一个圆锥体,旋进的 角频率为,称为拉莫尔频率( Larmor frequency)。 根据简谐运动方程,可得到:=2=yn7 f T 2兀 y=(267513±0.00002)S1T1 将此值代入上式 T=23.4874f nt f=4257.87 z 可见,频率/磁场7成正比,只要能测出频率,即可 间接求出外磁场T的大小从而达到测量外磁场的目的。 需要指出的是:这里没有考虑驰豫时间,是在假设a角不 变、信号不衰减的前提下分析测磁原理的。但是,在 实际工作中是有驰豫时间的,信号也是衰减的
综合起来看，质子磁矩M在外磁场T的作用下，绕 外磁场T旋进，它的轨迹描绘出一个圆锥体，旋进的 角频率为ω，称为拉莫尔频率（Larmor frequency）。 根据简谐运动方程，可得到： 即： 将此值代入上式 = = f T Hz T f nT 4257.8 23.4874 f T P 2 = γp =（2.67513±0.00002）S -1T -1 可见，频率f与磁场T成正比，只要能测出频率f，即可 间接求出外磁场T的大小,从而达到测量外磁场的目的。 需要指出的是：这里没有考虑驰豫时间,是在假设α角不 变、信号不衰减的前提下分析测磁原理的。但是，在 实际工作中是有驰豫时间的，信号也是衰减的。 = 2f = P T
礅场的测量与旋进信号 在核磁共振中,共振信号的幅度与被测磁场T3成正比 当被测磁场很弱时,信号幅度大大衰减。对微弱的被测 磁场,用一般的核磁共振检测方法是接收不到旋进信号 的。为了测得质子磁矩M绕外磁场的旋进频率f信号, 必须采取特殊方法: 使沿外磁场方向排列的质子磁矩,在极化场的激励下,建立 质子宏观磁矩并使其方向于外磁场方向垂直或接近垂直 通常采用预极化方法或辅助磁场方法来建立质子宏观 磁矩,以增强信号幅度 具体作法是:用圆柱形玻璃容器装满水样品或含氢质子液 体,作为灵敏元件,在容器周围绕上极化线圈和测量线 圈或共用一个线圈,使线圈轴向垂直于外磁场T方向
当被测磁场很弱时，信号幅度大大衰减。对微弱的被测 磁场，用一般的核磁共振检测方法是接收不到旋进信号 的。为了测得质子磁矩M绕外磁场的旋进频率 f 信号， 必须采取特殊方法： 二、磁场的测量与旋进信号 在核磁共振中，共振信号的幅度与被测磁场T3/2成正比。 使沿外磁场方向排列的质子磁矩,在极化场的激励下,建立 质子宏观磁矩,并使其方向于外磁场方向垂直或接近垂直 通常采用预极化方法或辅助磁场方法来建立质子宏观 磁矩，以增强信号幅度。 具体作法是:用圆柱形玻璃容器装满水样品或含氢质子液 体，作为灵敏元件，在容器周围绕上极化线圈和测量线 圈或共用一个线圈，使线圈轴向垂直于外磁场T方向
在垂直于外磁场方向加一极化场H(该场强约为外磁场 的200倍)。在极化场作用下,容器内水中质子磁矩沿 极化场方向排列,形成宏观磁矩,如下图所示。 当去掉极化场H,质子 磁矩则以拉莫尔旋进频 率绕外磁场旋进。 M 当质子磁矩在旋进过程 中切割线圈,使线圈环 绕面积中的磁通量发生 变化,于是在线圈中就 产生感应电动势。 预极化法示意图
在垂直于外磁场方向加一极化场H（该场强约为外磁场 的200倍）。在极化场作用下，容器内水中质子磁矩沿 极化场方向排列，形成宏观磁矩，如下图所示。 预极化法示意图 H * M M M H T 当质子磁矩在旋进过程 θ 中切割线圈，使线圈环 绕面积中的磁通量发生 变化，于是在线圈中就 产生感应电动势。 当去掉极化场H，质子 磁矩则以拉莫尔旋进频 率绕外磁场旋进
若测出感应电压的频率,就可计算出外磁场的大小。 因为极化场H大于外磁场,故此法可使信噪比增大HT 倍。设外磁场T的磁感强度为0.5×10-4,极化场H的 磁感强度为100×10-4T,则可使信噪比增大200倍。 在自由旋进的过程中,磁矩M的横向分量以t2(横向弛 豫时间)为时间常数并随时间逐渐趋近于零;在测量 线圈中所接收的感应信号,也是以t为时间常数按指数 规律衰减的。 感应信号衰减示意图 M衰减示意图 M T
M 若测出感应电压的频率，就可计算出外磁场的大小。 因为极化场H大于外磁场，故此法可使信噪比增大H/T 倍。设外磁场T的磁感强度为0.5×10-4T，极化场H的 磁感强度为100×10-4 T，则可使信噪比增大200倍。 υ ω=γ T t2 t 在自由旋进的过程中，磁矩M的横向分量以t 2（横向弛 豫时间）为时间常数并随时间逐渐趋近于零；在测量 线圈中所接收的感应信号，也是以t 2为时间常数按指数 规律衰减的。 M衰减示意图 感应信号衰减示意图 x y