项目名称500兆核磁共振波谱仪

核磁共振波谱仪工作原理
核磁共振波谱仪（Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer，NMR）是一种重要的科学仪器，用于对物质中的核自旋进行
分析和研究，从而得到样品的化学结构信息。

其工作原理主要基于核磁共振现象。

核磁共振现象是指当原子核处于外磁场中时，由于核自旋和外磁场的相互作用，会形成共振现象。

核磁共振波谱仪利用这个现象实现对样品中核自旋的分析。

具体来说，核磁共振波谱仪包括一个磁场系统、射频系统、探测系统等部分。

首先，样品被放置在一个均匀恒定的外磁场中，这个磁场通常由超导磁体产生。

外磁场的强度通常在1.5到20特斯拉之间。

然后，通过射频系统向样品施加一个与外磁场垂直的交变磁场（射频场）。

这个射频场的频率通常与核自旋共振的频率相同，使得部分样品中的核自旋跃迁到高能级。

根据量子力学的选择定则，只有符合能量差为射频场频率的倍数的核自旋才会发生跃迁。

通过调整射频场的频率，可以选择性地激发不同化学环境下核自旋的跃迁。

最后，探测系统会检测样品中跃迁后的核自旋发射的电磁信号，并将信号转化为电压形式。

这个信号包含了样品中不同核自旋的信息，通过处理和分析这个信号，可以得到样品的核磁共振谱图。

谱图中的峰对应于不同核自旋在外磁场中的特定能级差，反映了样品中不同核自旋的种类、数量以及它们所处的化学环
境。

总的来说，核磁共振波谱仪利用外磁场、射频场和探测系统共同作用，通过核磁共振现象实现对样品中核自旋的分析和研究，从而获得样品的化学结构信息。

500兆超导核磁共振波谱仪1、工作条件：1.1 电源电压AC 220V 10％ 50Hz 单相1.2 环境温度15—30℃1.3 相对湿度＜80％1.4 长时间连续工作2、用途：主要用于有机化学、生物化学、药物化学等方面的结构分析和性能研究，可用于液体、可溶性有机物、生物物质的分子结构和相互作用研究；可进行多种核素的单、双共振实验：1H同核相关，NOE实验，以正常和反向方式进行异核相关检测。

3、主要技术规格与要求：谱仪具有最新核磁共振实验功能，应含2个射频发射通道、能以正常和反向方式进行检测的全频段接收通道、该设备要含有氘核锁场及氘核梯度自动匀场附件、 Z脉冲梯度场，具有高精度变温实验功能，具有获得最佳一维、二维及多维谱图的数据处理速度与存贮能力。

3.1 超导磁体3.1.1 磁体：11.7 Tesla，具有低液氦与液氮消耗、高稳定性、高均匀性、抗干扰超-超屏蔽超导磁体；3.1.2 室温腔直径：≥54毫米；3.1.3 磁场漂移：≤6Hz/h3.1.4 5高斯强度处横向距离：≤0.7米；5高斯强度处纵向距离：≤1.2米3.1.5 低温匀场线圈：≥9组*3.1.6 室温匀场线圈：≥36组3.1.7 液氦保持时间：≥180天；3.1.8 液氦消耗量：≤ 23ml/小时3.1.9 防震气垫装置：能够减少6Hz以上的震动。

3.1.10 液氦液面监视和液氦最小液面报警：必须配备液氦自动监视、自动报警系统；3.2 射频发射系统3.2.1 射频通道数：2个3.2.2 各通道具有的功能：观察、脉冲及去偶；3.2.3 双通道频率发生器数字频率合成，每个通道频率范围6-640MHz；3.2.4 频率分辨率：≤0.005Hz3.2.5 相位分辨率：≤0.01度*3.2.6 第一通道1H/19F功放最大输出功率：≥100W3.2.7 第一通道1H/19F功放的频率范围：180-600MHz3.2.8 第二通道X多核功放最大输出功率：≥300W3.2.9 第二通道X多核功放的频率范围：6-365MHz3.2.10 频率，相位，幅度的设置时间：≤25纳秒3.2.11 精确的幅度控制≥96dB，分辨率≤0.00146dB3.2.12 粗的幅度控制≥90dB,分辨率≤0.1dB3.3 接收及采样3.3.1 最大谱宽：≥10 MHz3.3.2 接收中频：≥ 720MHz3.3.3 2个20MHz的ADC3.4 氘数字锁场及梯度匀场系统3.4.1 自动／手动匀场系统3.4.2 精确的氘梯度自动匀场3.5 Z方向射频脉冲梯度场3.5.1 梯度场最大强度：≥50G／cm3.5.2 梯度脉冲后恢复时间：≤100 μs3.6 高精度变温控制单元3.6.1 控温范围：-150℃—+200℃。

核磁共振波谱仪的组成
核磁共振波谱仪（NMR Spectrometer）是一种基于核磁共振现象研
究物质结构和性质的科学仪器。

它由以下几个组成部分构成：
1.主磁体（Magnet）：主磁体是核磁共振波谱仪的核心组成部分，用于产生高强度和稳定的静态磁场。

主磁体一般采用超导技术，使得其能
够产生在几个特定频率下工作的恒定磁场。

2.脉冲发生器（Pulse Generator）：脉冲发生器是核磁共振波谱仪中用
于产生特定的脉冲信号的重要设备，这些脉冲信号用于激发样品分子
的核自旋的共振吸收。

脉冲发生器还可以控制脉冲信号的大小、序列、时间长度和重复次数等。

3.探头（Probe）：探头是核磁共振波谱仪中连接样品和波导的部分，
它的主要功能是使激励输入脉冲和检测样品反应时产生的信号能够被
传播到信号处理器中。

探头的性能对实验结果具有极大的影响。

4.梯度线圈（Gradient Coils）：梯度线圈可以在样品的不同位置产生可
调节的磁场梯度，使得核磁共振波谱仪可以成像样品内部的空间分布。

梯度线圈一般有三个方向，可以产生三维立体图像。

5.信号处理器（Signal Processor）：信号处理器是核磁共振波谱仪中最
后一个组成部分，它接收从探头中传输过来的核磁共振信号，并对信
号进行数字化、放大、滤波、相位调节和频率转换等处理，最终输出
采集到的谱图数据。

以上是核磁共振波谱仪的主要组成部分，这些组件通过复杂的控制系统和控制软件相互配合，共同构成了一台现代化的核磁共振波谱仪。

核磁共振波谱仪仪器构成一、核磁共振波谱仪的基本原理核磁共振波谱仪（Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer）是一种用于研究物质中原子核的结构和性质的仪器。

其基本原理是利用物质中原子核的自旋角动量和外加磁场之间的相互作用，通过给样品施加射频脉冲，使原子核从低能级跃迁到高能级，然后测量其回到基态时所发出的无线电频率，从而获得原子核的共振信号。

二、核磁共振波谱仪的仪器构成1. 磁场系统核磁共振波谱仪的磁场系统主要由大型超导磁体和磁场梯度线圈组成。

超导磁体产生均匀持续的强磁场，常用的磁场强度为1-20特斯拉。

磁场梯度线圈用于在样品空间内产生磁场梯度，以解析不同位置的共振信号。

2. 射频系统射频系统主要由射频发生器、射频放大器和探头三部分组成。

射频发生器产生特定频率和强度的射频脉冲信号，射频放大器将其放大至足够强度，探头则将射频信号传输至样品的附近。

3. 检测系统检测系统主要包括接收线圈、调谐电路和接收器。

接收线圈将样品发出的高频信号转换为电信号，并将其传输至接收器，接收器再进行放大、滤波和数字化处理。

4. 控制系统控制系统用于控制整个仪器的运行。

它包括仪器的开关控制、温度控制、数据采集与处理等功能。

5. 计算机系统计算机系统是核磁共振波谱仪的核心部分，它用于控制仪器的运行参数、采集原子核共振信号、进行数据处理和分析，并最终生成波谱图谱。

6. 样品及样品装载系统样品是核磁共振波谱分析的研究对象，常见的样品包括液体样品和固体样品。

样品装载系统用于将样品放置在仪器的样品室中，并确保样品处于磁场的均匀度区域。

7. 显示与记录系统显示与记录系统主要由显示器、打印机和存储设备组成。

显示器用于实时显示样品的核磁共振波谱图谱，打印机用于将波谱图谱输出成纸质文档，存储设备则用于长期保存和管理数据。

总结：核磁共振波谱仪由磁场系统、射频系统、检测系统、控制系统、计算机系统、样品及样品装载系统以及显示与记录系统组成。