Brevet FR2043465A1 — publié le 19710219

La présente invention concerne des perfectionnements aux dispo sitifs correcteurs -des hétérogénéités de champ créé par une bobine, notamment à l'aide de circuits imprimés, Dans ltetat actuel de la technique, les largeurs de raies de résonance magnétique nucléaire dans les liquides sont en général limitées par les hétérogénéités du champ directeure Lorsque celui-ci est créé par une bobine, supraconductrice par exemple, il présente en principe une-symétrie cylindrique ; mais celle-ci peut être perturbée par des causes accidentelles telles que défauts d'enroulement, magnétisme du mandrin, du vase ou du fil supraconducteur lui-memeO A partir du centre d'une bobine le champ créé peut s'exprimer par un développement en fonctions propres suivant les puissances croissantes de x, y, z et de leurs termes croisés. La méthode la plus généralement utilisée pour rendre ce champ homogène consiste à créer sélectivement les termes successifs de son développement par des bobinages ou des combinaisons de bobinages calculés. Par exemple il est connu que si l'on considère selon la figure i une spire de- rayon R parcourue par un courant I et créant un champ d'axe 0 Z le champ créé en un point P de l'espace de coordonnées r, e, r étant inférieur à c est donné par une expression produit de termes tenant compte notamment des valeurs de q , R, r, c. On peut donc en combinant les valeurs de I et les angles &alpha; annuler certains termes du développement et en laisser subsister d'autres. La correction des gradients selon 11 axe O Z de symétrie cylin driaue peut se faire en combinant une ou plusieurs paires e Do bobines ayant 11 axe 0 Z comme axe de symétrie. La correction des gradients selon les deux axes perpendiculaires x et y se fait en utilisant des portions de spires dans lesquelles circulent des courants de sens opposé ; il est notamment possible d'utiliser des demi-spires réalisées selon le schéma indiqué par la figure 2. Si les courants ont le sens indiqué sur cette figure le gradient créé est e D'autres combinaisons de demi-spires permettent évidemme créer d'autres gradients. La présente invention crstste essentiellement à développer sur un nlan des demi-spires telles que telles représentées scbémati- auement figure 2 novr corriger les gradients transverses, et à enrouler ce plan autour dtun cylindre de façon que les spires séparées par un pas de 2 gnv R, R étant le rayon d'enroulement et variant avec les couches en recouvrement, se retrouvent superposées et que les colorants y circulent dans le meme sens Ltinvention consiste également à utiliser au moins un circuit imprimé mince et souple qui permette de constituer le plan défini au paragraphe précédent et de ltenrouler sur le cylindre avec une grande précision, On peut selon cette technique utiliser des circuits imprimés simple face ou double face ou bier à face multiples, à partir de plusieurs bandes support dans ce dernier cas. La méthode la plus simple est d'utiliser un circuit simple face.Par exemple pour créer le gradient fourni par la représentation schématique de spires de la figure 2 on réalise sur une bande support deux circuits tels que représentés figure 3 superposé s et décalés de Sr R, R étant le rayon du premier enroulement. Dans cette figure 3, les pas 2 17-R, 2 1r Rt, 2 1r R" tiennent compte de l'épaisseur du support et du rang de l'enroulement, l'axe A A étant un axe de symétrie du développement du circuit, qui devient plan de symétrie lorsque le circuit est enroulé, les conducteurs étant et 2. Il est possible de tracer sur le mtme circuit imprimé n conducteurs qui seront alimentés en série par le meme courant. Si, par circuit, le nombre de pas est m chaque bobine aura n x m conducteurs en parallèle parcourus par le meme courant ; deux circuits identi-ques sont nécessaires pour former le jeu complet de bobines ; il faut alors enrouler le deuxième circuit en le décalant d'un demis pas c'est-à-dire de Sn- sur le cylindre.Comme il a été dit préce- demment,pour conserver une superposition parfaite des conducteurs parallèles à l'axe du cylindre il faut augmenter le pas à chaque tour car du fait de l'épaisseur meme du circuit imprimé le diamètre d'enroulement est augmenté : il faut également augmenter les distances entre conducteurs homologues, "a" dans la figure 3, pour que les conditions de création sélective du gradient soient respectées. Par exemple si l'on trace quatre conducteurs sur le même circuit imprimé et qu'on utilise quatre pas on peut avoir ainsi 4 x 4 = t6 conducteurs en parallèle, la section droite de cet élément de bobine étant alors sensiblement carrée. Si l'on veut créer un gradient on utilise la configuration représentée figure 4 autour de 1 ame A1 A2 avec les conducteurs 1 et 2, la forme réelle du bobinage.étant schématiquement représentée figure 5. lorsqu'il faut créer des gradients dans les deux directions perpendiculaires x et y, une méthode simple consiste à utiliser quatre circuits imprimés identiques et à les enrouler en les décalant chacun de 1/4 de pas ou de (/2 sur le cylindre0 Dans le calcul des pas et des distances entre groupes de conducteurs il faut alors tenir compte de Itépaisseur de tous les circuits impri més successifs La description qui précède a été donnée surtout à titre d'exemple non limitatif mais l'invention en englobe toutes les variantes. - REVENDICATIONS 1 - Dispositif correcteur des hétérogénéités du champ à symétrie axiale créé par une bobine, notamment par une bobine surraconductri- ce dans les mesures de résonance magnétique nucléaire, caractérisé en ce qu'il comprend des circuits correcteurs développés initiale; ment sur un support plan et enroulés ensuite autour d'un cylindre 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le support plan est en matériau souple, et en ce que les circuits correcteurs sont des circuits imprimés. 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les circuits imprimés sont monocauche 4 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les circuits imprimés sont multicouches. 5 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les circuits correcteurs développés sur le support plan comportent un axe de symétrie et plusieurs tracés identiques séparés par des pas différents,fonction de l'épaisseur dudit support plan. 6 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que, le support plan étant enroulé autour du cylindre les traces identiques susmentionnés se retrouvent superposés et constituent des demispires parcourues par des courants de mezme sens. 7 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les circuit scorrecteurs se composent de plusieurs circuits imprimés comprenant plusieurs conducteurs alimentés en série chaque circuit imprimé comportant plusieurs pas. 8 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend deux circuits correcteurs identiques, enroulés avec un décalage de ?r du deuxième circuit par rapport au premier.