(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体及び/又は気体相の計測サンプル内の計測容積中に均一な静止磁界を生成するための主界磁石コイルを有する核磁気共鳴（ＮＭＲ）計測装置における前記計測サンプルを混合する混合装置であって、前記主界磁石コイルと同軸状に配され且つ軸方向に移動可能なロッド（１０）であって、その一端に前記流体及び/又は気体相の計測サンプル中に突出するピストンを有するロッド（１０）と、前記ロッド（１０）の反前記計測サンプル側に面する端上に配された駆動コイル（８）であって、電流が該駆動コイル（８）を流れるときに前記ロッド（１０）を軸方向に運動可能とする駆動コイル（８）と、電流が前記駆動コイル（８）を流れないとき前記ロッド（１０）を静止位置に位置させるばね要素（７）とを備えた混合装置において、
前記駆動コイル（８）が前記主界磁石コイルによって生成された磁界の不均一領域に配され、且つ前記ばね要素（７）と前記不均一領域に配され、且つ前記ばね要素（７）と前記主界磁石コイルに生じる磁界によって前記主界磁石コイルに同軸状に移動可能であると共に、前記駆動コイル（８）が前記ロッド（１０）に剛固に取り付けられていることを特徴とする混合装置。
【請求項２】
ハウジング（１）が高圧室を形成し、前記混合装置が前記計測サンプルと共に前記高圧室の高圧領域に配されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の混合装置。
【請求項３】
前記駆動コイル（８）の電流供給に必要な２つの電気的接続（４）のうちの一方が前記ばね要素（７）によって形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１又は２項記載の混合装置。
【請求項４】
前記ばね要素（７）が復帰ばねであって、前記駆動コイル（８）は電流が該駆動コイルを流れるときにハウジング（１）から離れる方向に前記復帰ばね（７）を引っ張り該復帰ばね（７）に張力をかけることを特徴とする前記特許請求の範囲の第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の混合装置。
【請求項５】
前記駆動コイル（８）の瞬時位置を検出するために計測コイル（９）が前記駆動コイル（８）と同軸状に設けられることを特徴とする前記特許請求の範囲の第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の混合装置。
【請求項６】
前記駆動コイル（８）には約０.５Hz乃至１０Hzの範囲であり、かつ、正弦波振幅の低周波交流が供給され、前記ロッド（１０）の軸方向上下運動を生成することを特徴とする前記特許請求の範囲の第１項乃至第５項のいずれか１項に記載の混合装置の操作方法。
【請求項７】
前記計測サンプルのＮＭＲ計測中は前記駆動コイル（８）に電流を流さないことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の方法。
【請求項８】
前記駆動コイル（８）の静止位置を調節するための直流が前記駆動コイル（８）を流れる低周波交流に重畳されることを特徴とする特許請求の範囲第６項又は第７項記載の方法。
【請求項９】
電流が前記駆動コイル（８）を流れるときに該駆動コイル（８）の対応する瞬時位置を検出することを特徴とする特許請求の範囲第６項乃至第８項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
周波数が約１０kHzで且つ前記低周波交流に比較して低い振幅の高周波交流が前記駆動コイル（８）を流れる低周波交流と重畳されることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）計測装置における特に流体及び／又は気体相の計測サンプルを混合する混合装置であって、前記計測サンプル内の計測容積中に均一な静止磁界を生成するための主界磁石コイルを有し、且つ前記主界磁石コイルと同軸状に且つ軸方向に移動可能なロッドを備え、該ロッドはその一端に前記流体及び／又は気体相の計測サンプル中に突出するピストンを呈し、前記ロッドは、反前記計測サンプル側に面する端上に配された駆動コイルによって、該駆動コイルを流れる電流により軸方向に運動可能であり、更に、電流が駆動コイルを流れないときロッドを静止位置に移動するばね要素が設けられた混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の混合装置は、たとえば「ジャーナル・オブ・マグネチック・レゾナンス」（”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ”）誌におけるフェルデ（Ｖｅｌｄｅ）とヨナス（Ｊｏｎａｓ）による論文「均一系触媒作用のＮＭＲ研究のための高圧プローブ」（”Ａ  Ｈｉｇｈ−Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｐｒｏｂｅ  ｆｏｒ  ＮＭＲ  Ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｆ  Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｃａｔａｌｙｓｉｓ”）Ｎｏ．７１、１９８７、４８０−４８４頁、から公知である（以下、「第１の従来技術」という）。
【０００３】
上記文献に記載された高圧ＮＭＲ計測装置は、飽和気液混合物内で生じる化学反応を高圧での核磁気共鳴を使って研究するのに役立つ。分圧の理論から、印加される外圧が高ければそれだけ流体に融解しうる気体の割合が大きくなることが知られている。その結果生じる化学反応により、混合物の飽和状態は破壊されるので常に調整しなければならない。
【０００４】
飽和状態とは圧力だけでなく温度にも依存する平衡状態のことである。このため、この種の計測では、温度調整（代表的には−２０℃から１８０℃までの範囲内）付き１バールから１０００バールの範囲の可変定圧装置を備える必要がある。
【０００５】
観測された化学反応を量的に記録するためには反応が全液体内で均一に且つ同時に生じることが必要である。従って、気体と流体ができるだけ速く且つできるだけ均一に、実際には反応が開始する前に互いに混合することが必要である。従って、能動的混合プロセスがこの種の研究には不可欠である。能動的混合処理がなければ、拡散によってしか混合過程が起こらないので、混合過程は非常にゆっくりと生じる。拡散のみによって飽和状態に到達するにはおよそ数日かかる。一方、能動的混合処理を用いると比較できない程大幅に所要混合時間を短くできるので、飽和状態はわずか１０秒から６０秒で達成される。
【０００６】
混合方法は付加的な時間ロスを避けるためにＮＭＲ計測装置の主界磁石内で行われることが好ましい。このようにしてこの装置はできるだけ速く更なる計測に利用できるので化学反応の時間進行を正確に記録することができる。一定圧で行われるＮＭＲ計測処理の間、混合処理をときどき繰り返すことが必要である。この繰り返しは、化学反応によって気体が使い尽くされてしまうため必要であり、従って必要な飽和状態を回復するために新しい気体を加えて混合しなければならない。このように行われた計測処理のみが反応の時間進行の信頼でき且つ再現可能な計測値を導き出す。
【０００７】
この種の反応時間進行計測は、各場合で計測処理中一定に保たれる異なった温度と圧力で実行することができる。
【０００８】
好ましくは、この混合装置自体は、ＮＭＲ計測用の主界磁コイルによって作られた磁界の必要な非常に高い均一性が計測装置からの磁界のオーバーラップにより劣化しない程度に非磁性である必要がある。従って、強磁性磁性材料又は永久磁石材料を計測装置中に用いることは絶対に回避するか、またはそれらが絶対に必要なときはＮＭＲ計測装置の磁気中心からできるだけ遠くに配することが不可欠である。
【０００９】
また、ある公知の混合方法では、シェーキングされるべき計測サンプルが初めに主界磁石から取り除かれた後ＮＭＲ計測を実行するために再び主界磁石に戻される（以下、「第２の従来技術」という）。この第２の従来技術の欠点は、シェーキングに続いて且つＮＭＲ計測が始まる前に計測サンプルが反応し始めることである。更に、計測サンプルの温度がこの過程中に変化するので、その後所望の一定値に再び取り戻されねばならない。
【００１０】
別の公知の計測方法では、機械的シェーキング運動を作り出すために永久磁石を有する電動機が利用される（以下、「第３の従来技術」という）。この種の方法は、例えば上述の第１の従来技術の「ジャーナル・オブ・マグネチック・レゾナンス」誌、Ｎｏ．  ７１、１９８７、４８０−４８４頁に記載されているが、次の４つの重大な欠点を呈する。
【００１１】
電動機に含まれる強磁性磁性材料及び永久磁石材料はＮＭＲ主界磁石の均一磁界をゆがませる。更に、永久磁石部は付加的な不均一磁界を生み出す。
【００１２】
電動機と超伝導磁石系との間の磁界は、両者が互いに接近し過ぎる場合には機械的安定性の問題を引き起こし得る。
【００１３】
電動機とＮＭＲ主界磁石との間の相互の影響をできるだけ小さく抑えるためには電動機をＮＭＲ主界磁石の磁気中心から非常に離れて配置することが必要である。しかし、これでは混合装置は必然的に大きく扱いにくいものとなる。
【００１４】
電動機が、ＮＭＲ計測サンプルが置かれた主な高圧領域の外側で作動する場合、シェーキング動作を伝達するために機械的に可動の高圧フィードスルーが必要である。後者は製作が非常に困難で、信頼性がなく、高圧では実現することはほとんど不可能である。一方、電動機を高圧領域に計測サンプルと共に配した場合は同様に重大な技術的問題を引き起こす。
【００１５】
また、磁界内に配された回転コイルを適当な形状にすることによって非鉄の直流回転モータのステータ磁界としてＮＭＲ装置の主界磁石によって生成される磁界を利用すること自体は、ＥＰ  ０１３６６４２  Ｂ１から当該分野において公知である（以下、「第４の従来技術」という）。しかし、この公報に述べられている構成は、高圧分光計での直線的混合動作を生じさせるためのみに役立ち、以下に述べる特徴を有する混合装置に関してはカテゴリが異なっている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、上述した種類の混合装置であって、計測装置とＮＭＲ主界磁石との間に機械的な力を持たないＮＭＲ計測の過程中にＮＭＲ主界磁石の均一磁界が侵されず、且つＮＭＲ計測磁石に空間的に接近して配することができ、もって高圧領域内で特に信頼性を持って作動可能であると共に、全装置が特にコンパクトな形状に収まることができる混合装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの目的は、駆動コイルを、ばね要素によって主界磁石コイルに移動可能に且つ同軸状に固定された主界磁石コイルによって生成された磁界の不均一領域に配し且つロッドに剛固に接続すると云う効果的構成により驚くほど簡単な方法で達成される。
【００１８】
本発明によれば、混合装置におけるＮＭＲ磁界の不均一部分にある駆動コイルの形状により、従来の電動機におけるような磁性部品を用いる必要なく、駆動コイルを流れる電流によって、可動ロッドを駆動する機械的な力がＮＭＲ磁界によって生成され、ステータとして機能する。不均一磁界において電流を運ぶ駆動コイルに作用する軸方向のローレンツ力は、コイル電流と磁界勾配と磁界強度との積に略等しい。「磁界」とは磁石の軸方向磁界成分を示す。駆動コイルを流れる電流を遮断した後は、混合装置はＮＭＲ装置の計測容積内での均一磁界に何ら影響を与えない。これにより、本発明による混合装置は計測容積にきわめて接近して配することもでき、全装置を特にコンパクトに構成することを容易にする。
【００１９】
上記目的を達成するために本発明の請求の範囲第１項記載の混合装置は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）計測装置において特に流体及び／又は気体相の計測サンプルを混合する混合装置であって、前記計測サンプル内の計測容積中に均一な静止磁界を生成する主界磁石コイルを有し、且つ主界磁石コイルと同軸状に配され且つ軸方向移動可能なロッドを備え、該ロッドはその一端に流体及び／又は気体相の計測サンプルの中に突出するピストンを呈し、前記ロッドは、反前記計測サンプル側に面する端上に配された駆動コイルによって、電流が前記駆動コイルを流れるときに軸方向に運動可能であり、更に、電流が該駆動コイルを流れないとき前記ロッドを静止位置に位置させるばね要素が設けられた混合装置において、前記駆動コイルが前記主界磁石コイルによって生成された磁界の不均一領域に配され、且つ前記ばね要素によって前記主界磁石コイルに同軸状に且つ移動可能に装着されると共に前記ロッドに剛固に取り付けられていることを特徴とする。
【００２０】
本発明による混合装置の好ましい実施の形態では、ＮＭＲ計測装置のハウジングが高圧室を形成し、混合装置が計測サンプルと共に前記高圧室の高圧領域に配される。これにより、本発明に係る混合装置の決定的な利点、すなわち混合装置が主界磁石の磁界を侵さずに計測サンプルに接近して配置することができるという利点を、非常にコンパクトで且つ従来の形状に比べてその軸長が非常に短くされたＮＭＲ高圧分光計の構成によって特に効果的に利用することができる。
【００２１】
本発明による混合装置の実施の一形態は、ばね要素が駆動コイルの電流供給のために必要な２つの電気的接続のうちの一方を形成し、これにより、この実施の形態では２つの完全に異なる機能を同時に果たすという点で特に有利である。
【００２２】
特に、別の実施の形態では、ばね要素は復帰ばねとして形成され、駆動コイルはハウジングから離れる方向にばね力に抗して復帰ばねを引っ張りそれに張力をかける。電流が駆動コイルを流れなくなると直ちに復帰ばねは計測サンプルから離れる軸方向に駆動コイルとロッドを引っ張る。
【００２３】
本発明による混合装置の特に好ましい実施の一形態によれば、駆動コイルの瞬時軸方向位置を検出するために計測コイルが駆動コイルと同軸状に設けられている。これにより、駆動コイルは、その移動経路に沿って、計測コイルに駆動コイルの軸方向位置に依存する電流もしくは電圧信号を誘発する。このようにして混合動作は外部から正確に監視することができる。コイルの寸法は、駆動コイルが計測コイルの中に挿入しうるようにされ、形状を特にコンパクトにすることができる。
【００２４】
本発明による混合装置の操作方法も同様に本発明の範囲内であり、上述したようにロッドの軸方向上下運動を生成するための駆動コイルには約０．５Ｈｚ乃至１０Ｈｚの範囲の低周波交流が、好ましくは正弦波振幅の低周波交流が供給される。正弦波振幅電流を用いることによって、駆動コイルに交流を供給する間ロッドを軸方向に向けた状態で駆動コイルを正弦波状に偏向する機能が得られる。実験により上述の０．５Ｈｚ乃至１０Ｈｚの周波数範囲での混合動作が最も効果的であることが示された。例えば三角形または鋸状特性の動作に比して、正弦波機能により極値で混合動作を特に緩やかに得ることができる。
【００２５】
この方法の特に好ましい変形例は、計測サンプルのＮＭＲ計測中は駆動コイルに電流を流さないことである。これにより、ＮＭＲ磁界の均一性へのマイナスの影響はどんな場合でも回避される。
【００２６】
この方法の別の変形例では、駆動コイルの静止位置を調節するための直流が低周波交流上に重畳される。
【００２７】
この方法の有利な変形例では、電流が駆動コイルを流れるときに駆動コイルの瞬時位置を検出する。これにより、混合動作を外部から監視し観測することが可能である。
【００２８】
上述のような駆動コイルの瞬時軸方向位置を検出するための計測コイルを有する本発明にかかる混合装置の操作方法のこの変形例の特に好ましい改良では、高周波交流、好ましくは約１０ｋＨｚで且つ駆動コイルを流れる低周波交流に比較して低い振幅の高周波交流が前記低周波交流に重畳される。駆動コイルと計測コイルの幾何学的形状によって、両コイルが互いにきわめて接近しているとき、磁気的に強く相互に結合される。低周波駆動電流に重畳される駆動コイルを流れる高周波交流は混合装置の慣性と比較して周波数が高いために、駆動過程そのものには実際には影響を与えない。しかしながら、計測コイルと駆動コイル間の軸方向の離隔度合に応じて計測コイルに電圧が誘発される。誘発された高周波交流信号の振幅は駆動コイルの軸方向位置を判定する尺度をなし、混合動作を正確に監視することに役立つ。
【００２９】
本発明のその他の有利な特徴は説明および図面から導き出すことができる。また、上述した特徴および以下に説明する特徴は本発明に従って個別にまたは任意の組合せで集合的に利用することができる。図示され記述される実施の形態は網羅された列挙と見なされるべきものではなく、むしろ本発明を説明するための例示的特徴を有するにすぎないと見なされるべきものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の一形態に係る混合装置を備えたＮＭＲ高圧計測装置の概略縦断面図である。
【００３２】
図１には、高圧室として形成されたハウジング１と、圧力調節のために必要でガスコンプレッサ２０が取り付けられるアクセス導管２とを有するＮＭＲ高圧計測装置の概略断面が示されている。ガラス製サンプル容器１１が高圧室の下部領域に配され図示しない主界磁石コイルの均一中心に位置するサンプル液体１２を収容し、その回りにはサンプルから核磁気共鳴信号を抽出するための接続部６を有するＮＭＲコイル１３が配されている。軸方向に移動するロッド１０がガラス製サンプル容器１１の中に突出しており、ピストンがガラス製サンプル容器１１内でロッドの下端に配されている。ピストンはサンプル流体１２を該流体内に融解または混合されたガスと共に混合する。ピストンは駆動コイル８によって動かされ、駆動コイル８はＮＭＲ磁界の不均一部分に配されステータとして機能するもので、ロッド１０にサンプルから遠い側の端で接続されている。駆動コイル８は復帰ばね７によってハウジング１に接続されロッドと共に軸方向に移動可能になっている。接続部４は駆動コイル８に電流を供給するために機能する。
【００３３】
さらに計測コイル９が設けられており、その内径は駆動コイル８の外径よりも大きく、駆動コイル８は計測コイル９の中に軸方向に挿入可能である。駆動コイル８の動きによって計測コイル９に誘発された電流または電圧は接続部３を通して外部に供給されるようになっており、これにより混合装置の上下運動を外部から観測し監視することができる。
【００３４】
冷却液体または加温液体が流れるコイル状パイプ５がＮＭＲ高圧計測装置のハウジング１を囲繞して設けられており、計測領域の均一な温度制御が行われるようになっている。
【００３５】
図２は、図１のＮＭＲ計測装置の機能を示すブロック図である。
【００３６】
ＮＭＲ計測セルのハウジング１内の圧力はガスコンプレッサ２０によりアクセス導管２を介して一定に保たれる。温度制御ユニット１５はコイル状パイプ５を通って流れる流体を介してＮＭＲ計測セルを冷却または加温し、計測サンプルを一定の温度に保持する。
【００３７】
計測動作中にＮＭＲコイル１３によって抽出された計測信号は接続部６を介してＮＭＲ検出器に伝えられ、その後図示しないコンピュータによって更に処理される。流体サンプル１２はガラス製サンプル容器１１の中で上述の混合装置によって計測サイクルと計測サイクルとの間で混合される。このために電流発生器１４が接続部４を介してＮＭＲ磁界の不均一部分に置かれた駆動コイル８に電流を供給する。先ず、後でより詳細に述べるように、駆動コイル８の静止位置を調節するために直流が直流発生器１７を介して駆動コイル８に最初に供給される。約０．５Ｈｚ乃至１０Ｈｚの範囲で周波数の交流を生成することのできる低周波発振器１８によって、駆動コイル８はサンプル流体１２を混合する目的で励起され直線状の上下運動を行う。最後に、駆動コイル８は図１に示した計測コイル９によって検出される低振幅の１０ｋＨｚ領域の高周波信号を高周波発振器１９によって供給され、該信号は、駆動コイル８の瞬時位置を観測しもって混合動作の時間変化を観測するために接続部３を介して位置検出器２１に伝えられることができる。
【００３８】
本発明による混合装置は、上述したように、分析されるべき流体混合物が完全に混合される必要のあるＮＭＲ実験に使用するために設けられる。本装置は、図３に略示するように、クライオスタット２３内に小さい常温孔２２を設けた４００ＭＨｚの超伝導磁石内に装入する任意的補助的手段として開発されたものである。操作の基本的原理は磁界線の方向変化により磁気的中心の周囲に置かれた磁界勾配を利用することである。
【００３９】
磁界勾配が正確に配され且つ微調整が行われる場合、同一の基本構成を有すれば如何なる任意の磁石に対しても磁界勾配の利用は可能である。図３（ｂ）は図３（ａ）の拡大断面図であり、駆動コイル８を湾曲磁界線によって示される不均一磁界内の静止位置（左）と偏向位置（右）に置いた状態を示す。
【００４０】
混合装置自体は細いＰＴＦＥおよびベリルコ（Ｂｅｒｙｌｃｏ）製ロッドに接続された小さいＰＴＦＥ製ふるいを備えることができる。この形状の混合装置は核磁気共鳴によって分析されるべき溶液を収容したガラスチューブ内で２５ｍｍの振幅で垂直に振動する。
【００４１】
図４（ａ）は、混合装置を軸方向に装着したＮＭＲプローブヘッド２４を示す。ロッド１０の上部はＮＭＲプローブヘッド２４の上に直接配された１０３ｍｍの延長パイプを貫通し、該延長パイプは中間のモータ領域で終端する。
【００４２】
この２つの主構成要素、つまり延長パイプと中間モータ領域はベリルコ製シリンダである。これら２つの部品の内部はＮＭＲプローブヘッド２４の内部と接続され、これにより全システムを圧力下に置くことができる。混合装置はＮＭＲプローブヘッド２４上の上部ストッパによって取り外したり取り換えたりすることができる。本発明にかかる混合装置の別の可能な実施の形態を図４（ｂ）に示す。
【００４３】
この形態に係るモータは電子低周波数正弦波発生器にケーブルによって接続される。この発振器１８は特に本出願のために構成されたもので、混合装置の動きを連続的に示すダイナミックインディケータが設けられている。
【００４４】
長い実験の間、混合装置はコンピュータのリモートコントロールによって始動したり停止したりすることができる。
【００４５】
モータは駆動コイル８を備えており、駆動コイル８は図５（ａ）と図５（ｂ）とに示されているように電気的接続をも行う２つのばねによって懸架されている。中心ばね７’は直径０．２ｍｍの絶縁銅から成り強度が低く導電体としてのみ機能する。その外径は４．５ｍｍ、図５（ａ）の静止位置での長さは４４ｍｍである。外側の復帰ばね７は直径０．５ｍｍの（絶縁されていない）ベリルコから成る。該ばね７は電気接続を行うだけでなく可動のモータロッドふるいの構造を支持し、次の寸法を有する：外径１０ｍｍ、巻数６５、静止位置での長さ３５ｍｍ。動きは低周波数の可変正弦波電圧によって得られる。
【００４６】
駆動コイル８は直径０．２ｍｍの銅線を巻いて形成されており、次の寸法を有する：内径６ｍｍ、外径１０ｍｍ、長さ２５ｍｍ。
【００４７】
駆動コイルにかかる力は磁石の軸方向磁界成分と軸方向磁界勾配との積が最大となる位置で最大となる。一例として、５２ｍｍの常温孔を有する特定の４００ＭＨｚ磁石の場合、この位置は軸方向で磁気的中心から略２２０ｍｍ離れている。この位置での力の位置依存性は、ある長さに亘って比較的フラットであり、例えば長さ３０ｍｍに亘って５％以内である。
【００４８】
駆動コイルにかかる力を最大限に利用するためには混合過程中駆動コイルの中心の動きは力曲線のフラット部分内になければならない。更に、ピストン混合処理を停止した後は、ロッド１０がサンプル流体１２の上縁上に静止するようにしなければならない。これらの２つの条件は、静止位置で駆動コイル８の中心を最大力位置の上方略１ｃｍの位置に置き、駆動コイル中の直流によって前記中心が最大力位置に変位するようにし、且つ最後に駆動コイル中の正弦波交流によって混合動作が略±１．３ｃｍの長さに亘って生じるようにすることにより達成される。直流部分と交流部分との重畳は図６に示すように単一信号によって達成することができる。
【００４９】
力曲線を、ばね７と、磁石の底部から突出した直径約０．８ｍｍの長いロッド１０に取り付けられた駆動コイル８とを備えたプロトタイプを使用して計測した。この細いロッドは内径６ｍｍのガラス製案内チューブを貫通する。
【００５０】
２Ｖの直流電圧をコイルに印可しロッドの誘発された動きをこの電圧によって異なった高さで計測する。
【００５１】
駆動コイル８の直ぐ下に配された第２の静止パイプ状計測コイル９は動きを計測するのに使用される。
【００５２】
高周波数（１０ｋＨｚ）で低振幅（１００ｍＶ）の信号を可動の駆動コイル８にかかる正弦波信号に付加的に重畳させる。この高周波数信号は、静止計測コイル９に１０ｋＨｚの正弦波信号を誘発し、その振幅は２つのコイルの空間的なオーバーラップ量に略比例する。この種の検出は前記変位を実際に連続的に直線的に計測できるという利点を有している。静止した状態での駆動コイル８は下記の寸法を有する２つの巻線層から成る：直径１２ｍｍ、ワイヤ径０．２ｍｍ、コイル長２５ｍｍ。
【００５３】
このコイル形状は非常に単純で２つのコイルと４つの電気接続のみから成る。強磁性の構成要素は全く使用されない。混合装置は最大１８０℃までの温度に適している。
【００５４】
混合装置は４つの導電体を有するシールドケーブルを介して電子ユニットに接続される。技術的な理由から電力のアースと計測コイル９によって検出された信号のアースは電子ユニットのハウジングに接続される。しかしながら、このアースは磁石ハウジング１とは接続されない。従って、２つのコイル中の信号はアースされない。これら信号は２つのコイルを通る電流が大きく相違するために共通のアースを持たない。このため電気的接続要素は３つでなく４つ用いることが必要である。
【００５５】
電子ユニットは下記の２つの目的を達成するために開発された。
【００５６】
（ａ）  次の許容範囲を有する低周波数正弦波信号発生器を提供する。
周波数：０．５Ｈｚ乃至１０Ｈｚ
振幅：ピークからピーク２Ｖ
駆動コイルの位置付け：連続オフセット電圧による
最後の調節は非常に重要である。このようにして動作の最終点での摩擦を補償することができ、従って混合装置の作動を最適にすることができる。
【００５７】
（ｂ）  （圧力下での）全システムは完全に密閉され外側から見ることができないので混合装置が作動するかどうかおよびその動きの振幅がどの位かを知ることが必要である。もし検査する製品の粘度が変化するときは、その機能が確認されている限り振幅を調整しなければならない。動き検出器システムがこれらの要件を満足するために開発された。
【００５８】
流体サンプル１２がシェーキングによりガラス製サンプル容器１１から排出するのを防止するためまたは混合物上に封鎖物が形成されるのを防止するために、図６に示すように正弦波カーブのピークで動きを開始し停止することが有利である。
【００５９】
低周波数発振器１８はデジタル処理に適している。ＥＰＲＯＭメモリチップに格納されたコサインカーブが使用された。デジタル−アナログ変換器がメモリチップに後付けされた。オペレータがＳＴＡＲＴスイッチを押したときメモリは連続的に読み出されて開始時と停止時に正弦波信号を供給するようにした。この操作モードは完全同期信号が開始と停止によって達成されるという利点を有する。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の請求の範囲第１項の混合装置によれば、核磁気共鳴（ＮＭＲ）計測装置において特に流体及び／又は気体相の計測サンプルを混合する混合装置であって、前記計測サンプル内の計測容積中に均一な静止磁界を生成する主界磁石コイルを有し、且つ主界磁石コイルと同軸状に配され且つ軸方向移動可能なロッドを備え、該ロッドはその一端に流体及び／又は気体相の計測サンプルの中に突出するピストンを呈し、前記ロッドは、反前記計測サンプル側に面する端上に配された駆動コイルによって、電流が前記駆動コイルを流れるときに軸方向に運動可能であり、更に、電流が該駆動コイルを流れないとき前記ロッドを静止位置に位置させるばね要素が設けられた混合装置において、前記駆動コイルが前記主界磁石コイルによって生成された磁界の不均一領域に配され、且つ前記ばね要素によって前記主界磁石コイルに同軸状に且つ移動可能に装着されると共に前記ロッドに剛固に取り付けられているので、混合装置は、計測装置とＮＭＲ主界磁石との間に機械的な力を持たないＮＭＲ計測の過程中にＮＭＲ主界磁石の均一磁界が侵されず、且つＮＭＲ計測磁石に空間的に接近して配することができ、もって高圧領域内で特に信頼性を持って作動可能であると共に、全装置が特にコンパクトな形状に収まることができると云う優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る混合装置を備えたＮＭＲ高圧計測装置の略縦断面図である。
【図２】図１のＮＭＲ計測装置の機能を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は、クライオスタットを有するＮＭＲ高圧計測装置の略縦断面図である。（ｂ）は、不均一磁界内での本発明にかかる混合装置の静止位置と拡張位置とを略示した（ａ）の拡大断面図である。
【図４】（ａ）は、軸方向に装着された本発明に係る混合装置を備えたＮＭＲプローブヘッドの縦断面図である。（ｂ）は、本発明にかかる混合装置の実施の別の形態の縦断面図である。
【図５】（ａ）は、静止位置における駆動コイルの配置を示す略縦断面図である。（ｂ）は、偏向位置における駆動コイルの配置を示す略縦断面図である。
【図６】駆動コイルを流れる電流を示すタイムダイアグラムである。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  高圧室へのアクセス導管
３  計測コイルの接続部
４  駆動コイルの接続部
５  コイル状パイプ
６  ＮＭＲコイル接続部
７  復帰ばね
７’  中心ばね
８  駆動コイル
９  計測コイル
１０  ピストン付きロッド
１１  ガラス製サンプル容器
１２  サンプル流体
１３  ＮＭＲコイル
１４  電流発生器
１５  温度制御ユニット
１６  ＮＭＲ検出器
１７  直流発生器
１８  低周波発振器
１９  高周波発振器
２０  ガスコンプレッサ
２１  位置検出器
２２  常温孔
２３  クライオスタット
２４  ＮＭＲプローブヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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