核磁共振(NMR)磁体 磁屏蔽

核磁共振(NMR)磁体 磁屏蔽 - 磁屏蔽

核磁共振(NMR)光谱仪的性能,从根本上取决于其核心——超导磁体——所产生磁场的均匀度与稳定性。然而,地磁场(约25-65 μT)及环境中的杂散磁场,会严重干扰这一精密磁场,导致谱线展宽、分辨率下降,甚至使精密测量无法进行

我们的NMR磁体磁屏蔽系统,正是为了解决这一关键问题而设计。它通过构建一个高度稳定、超低噪声的“磁静区”来保护磁体。该系统采用高磁导率坡莫合金(MuMETAL® / 1J85) 制成的多层圆柱形屏蔽结构,为磁体提供高效的被动磁屏蔽。其高磁导率为外部磁场提供了一条低磁阻的“旁路”,将磁力线束缚在屏蔽层内,从而确保磁体工作区域的磁场环境纯净、稳定


  • 保障核心性能指标:有效抑制外部磁场干扰,是NMR磁体实现其超高磁场均匀度卓越分辨率的根本保障

  • 高性能屏蔽材料:采用初始磁导率≥80,000的坡莫合金,对DC至1kHz频段的外部干扰提供>60 dB的高效衰减

  • 先进的多层优化设计:基于北航等机构的前沿研究,采用变层间距设计。相比传统等间距屏蔽,三、四、五层屏蔽的横向屏蔽因子可分别提升5.53%、8.99%和13.51%。同时,通过在端盖引入“烟囱”结构,可有效改善轴向残余磁场的均匀性

  • 成熟的工程方案:针对NMR系统对孔洞、缝隙等不连续结构的严格要求,可采用磁路法与有限元法进行精密设计与验证。实测表明,优化设计的屏蔽桶屏蔽系数可优于10⁴

  • 支持主动补偿集成:在被动屏蔽基础上,系统可集成主动磁补偿线圈,利用高均匀度线圈进一步抵消残余磁场,满足导航级NMR陀螺对飞特(fT)级磁场的极致要求


NMR磁体磁屏蔽系统的性能,核心体现在对磁体工作环境的极致控制上:

  • 极高的屏蔽衰减:采用高磁导率坡莫合金的多层屏蔽结构,可提供5-6个数量级的磁抑制能力

  • 极低的残余磁场:高性能屏蔽系统可将筒内剩磁降至0.1 nT的超低水平

  • 卓越的磁场均匀性:优化的多层结构可在关键区域提供高度均匀的磁场环境,有效抑制因屏蔽体本身带来的磁场畸变

  • 经优化的屏蔽效能:通过精确的层间距与结构优化,可实现屏蔽系数优于10⁴,并在有限空间内最大化屏蔽效能


指标项目参数 / 详情
屏蔽材料高磁导率坡莫合金(MuMETAL® / 1J85)
相对磁导率 (μr)2×10⁴ – 2×10⁵
屏蔽结构多层(3-5层)圆柱形
层间距设计变层间距(优化后性能更优)
屏蔽衰减5-6个数量级
屏蔽系数> 10⁴
残余磁场可低至 < 0.1 nT
工作温度室温(标准);可选配低温设计
定制能力支持按NMR磁体类型(如Bruker Ascend)、尺寸及屏蔽性能需求深度定制


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