(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超伝導マグネットと、
該超伝導マグネットの内部に挿入され、共振周波数を試料中に含まれている観測核の共鳴周波数に合わせるためのチューニング操作部を備えたＮＭＲプローブと、
該ＮＭＲプローブのチューニングの様子を検出・モニターすると共に、該ＮＭＲプローブからのＮＭＲ信号をＮＭＲ分光計コンソールに増幅・中継する、該ＮＭＲ分光計コンソールと前記超伝導マグネットの間に別体として置かれたユニットと
を備えたＮＭＲ装置において、
前記ユニットの最新の検出・モニター内容を表示する遠隔表示端末を設けると共に、該遠隔表示端末へ前記ユニットから最新の検出・モニター情報を送るための有線または無線による通信手段を設けることにより、前記遠隔表示端末を前記ＮＭＲプローブの近傍に配置し得るように構成したことを特徴とするＮＭＲ装置。
【請求項２】
前記遠隔表示端末は、携帯可能な大きさであることを特徴とする請求項１記載のＮＭＲ装置。
【請求項３】
前記遠隔表示端末は、前記ユニットから取り外し可能に設けられた前記ユニットの表示部であることを特徴とする請求項１記載のＮＭＲ装置。
【請求項４】
前記遠隔表示端末は、前記ＮＭＲプローブのチューニング操作部を操作するオペレータの手元、またはその近傍にあるＮＭＲ装置上の所定の位置に置かれていることを特徴とする請求項１記載のＮＭＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮＭＲプローブのチューニングを行なう際に、チューニングの諸条件を設定・表示できるユニットを備えたＮＭＲ装置に関し、特に、ＮＭＲプローブのチューニング操作を容易ならしめるようなＮＭＲ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＭＲ装置では、送受信コイル及び送受信回路等を備えたＮＭＲプローブを強磁場中に配置し、ＮＭＲプローブ内の試料に高周波磁界を印加することにより、試料中に含まれている観測核のＮＭＲ信号を誘起させている。従って、ＮＭＲ装置でＮＭＲスペクトルを測定するためには、ＮＭＲプローブの共振周波数を、予め、試料中に含まれている観測核の共鳴周波数に同調させておかなければならない。この操作をチューニングと呼んでいる。
【０００３】
図１は、従来のＮＭＲ装置の基本構成を示す模式図である。ＮＭＲ装置は、通常、ホストコンピュータ１、ＤＣＵ２、分光計コンソール３、ヘッドアンプシャーシ４、超伝導マグネット５、ＮＭＲプローブ６の合わせて６つのユニットから構成されている。このうち、ホストコンピュータ１は、ＮＭＲ装置全体を統括制御している。また、ＤＣＵ２は、ホストコンピュータ１からネットワーク回線を通じて命令を受け取って分光計コンソール３を制御したり、分光計コンソール３からＮＭＲデータを受け取ってネットワーク回線を通じてホストコンピュータ１に受け渡したりするシステムボックスである。また、分光計コンソール３は、試料がセットされ、超伝導マグネット５の内部に挿入されたＮＭＲプローブ６に励起用のＲＦ磁場を印加したり、ＲＦ磁場の印加後、試料から放出されるＮＭＲ信号をＮＭＲプローブ６を介して検出したりするユニットである。また、ヘッドアンプシャーシ４は、分光計コンソール３からのＲＦパルスをＮＭＲプローブ６に増幅・中継したり、ＮＭＲプローブ６からのＮＭＲ信号を分光計コンソール３に増幅・中継したりする役割を受け持つ中継ユニットであると共に、測定に先立って、ＮＭＲプローブ６の共振周波数を、試料中に含まれている観測核の共鳴周波数に合わせるために、ＮＭＲプローブ６のチューニングを行なう際に、チューニングの様子を検出・モニターするためのモニタリング・ユニットでもある。
【０００４】
次に、このヘッドアンプシャーシ４の表示部を拡大して示したのが図２である。ヘッドアンプシャーシ４の正面には、
▲１▼ ＲＦ  ＰＯＷＥＲランプ、
▲２▼ ＳＡＭＰＬＥランプ、
▲３▼ ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ、
▲４▼ ＳＷＲ  ＳＥＬＥＣＴボタン、
▲５▼ ＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮボタン、
▲６▼ ＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮつまみ、
などを備えた表示・操作部分がある。
【０００５】
▲１▼〜▲６▼の働きを具体的に説明すれば、次の通りである。まず、ＲＦ  ＰＯＷＥＲランプ▲１▼は、ＮＭＲプローブに印加されるＲＦパルスの出力確認用のランプであり、ＲＦパルスが出力された場合に点灯するようになっている。また、ＳＡＭＰＬＥランプ▲２▼は、ＮＭＲプローブ内に試料管が存在しているか否かを表示する試料確認用のランプであり、試料管がＮＭＲプローブ内に存在している場合に点灯するようになっている。また、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼は、ＮＭＲプローブに向けて出力されたＲＦパルスの反射波のレベルをバー表示するランプであり、反射波のレベルが高いほど、たくさんのランプが点灯するようになっている。また、ＳＷＲ  ＳＥＬＥＣＴボタン▲４▼は、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼で表示される反射波のモードを、ＬＦ共振回路の反射波を表示するモードと、ＨＦ共振回路の反射波を表示するモードとの間で切り換えるボタンであり、ＬＦ共振回路の反射波とＨＦ共振回路の反射波を、それぞれ別々に、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼でモニターさせることができる。また、ＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮボタン▲５▼は、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼にバー表示される反射波の検出感度を１０倍変化させるボタンであり、反射波が弱い場合には、反射波を検出するセンサーからの信号を増幅する増幅器の増幅率を１０倍に上げて、バー表示を見やすくするために用いられる。また、ＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮつまみ▲６▼は、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼にバー表示される反射波の検出感度を連続的に変化させるボタンであり、反射波が弱い場合には、反射波を検出するセンサーからの信号の増幅率を徐々に上げ、反射波が強い場合には、反射波を検出するセンサーからの信号を増幅する増幅器の増幅率を徐々に下げ、バー表示のレベルを見やすくするために用いられる。ＭＥＴＥＲＧＡＩＮボタン▲５▼とＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮつまみ▲６▼は、共に、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼にバー表示される反射波の増幅率を、最適に設定するために設けられており、前者がcoarse、後者がfineの役割を担当している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成において、測定に先立って、ＮＭＲプローブの共振周波数を所定の周波数にチューニングする場合には、所定の周波数のＲＦ出力をＮＭＲプローブに印加しながら、ＮＭＲプローブに設けられているチューニング・ダイヤルを回し、ＮＭＲプローブからの反射波が最小になるように、すなわち、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼のバー表示が最小値になるように、チューニング・ダイヤルを設定する。そして、その際、チューニングが取れてきて、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼のバー表示が低くなって見づらくなれば、ＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮボタン▲５▼とＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮつまみ▲６▼を操作して、バー表示が見やすい高さになるまで、バー表示の倍率を上げる。このようにして、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼のバー表示が少しでも低くなるように、そして、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼のバー表示が低くなって見づらくなれば、ＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮボタン▲５▼とＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮつまみ▲６▼を操作して、バー表示が見やすい高さになるように、交互に２つの操作を繰り返して、最もＮＭＲプローブからの反射波が小さくなる条件に、チューニング・ダイヤルを合わせていた。
【０００７】
このような操作を行なう上で問題となるのが、ＮＭＲプローブ６と、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼のバー表示がなされるヘッドアンプシャーシ４との位置関係である。すなわち、オペレータがＮＭＲプローブ６のチューニング・ダイヤルを回しているときには、ヘッドアンプシャーシ４のバー表示が、オペレータの目に、常に見えていなければならない。なぜなら、もし、ヘッドアンプシャーシ４のバー表示が見えなければ、オペレータは、ＮＭＲプローブ６のチューニング・ダイヤルの最適な位置を知ることができないからである。
【０００８】
ところが、オペレータの位置からヘッドアンプシャーシ４のバー表示が良く見えるようにするためには、ヘッドアンプシャーシ４の設置場所に一定の制限を加えなければならず、設置室の構造いかんでは、都合良く設置できない場合があった。そして、ヘッドアンプシャーシ４が都合良く設置できない場合には、バー表示が、オペレータにとって見づらくなり、チューニング操作がスムーズに、あるいは的確に行なえなくなる場合が起きるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した点に鑑み、ヘッドアンプシャーシがＮＭＲプローブの位置から良く見える場所に設置できない場合でも、ＮＭＲプローブ６のチューニング操作をスムーズに、かつ的確に行なうことのできるようなＮＭＲ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明にかかるＮＭＲ装置は、
超伝導マグネットと、
該超伝導マグネットの内部に挿入され、共振周波数を試料中に含まれている観測核の共鳴周波数に合わせるためのチューニング操作部を備えたＮＭＲプローブと、
該ＮＭＲプローブのチューニングの様子を検出・モニターすると共に、該ＮＭＲプローブからのＮＭＲ信号をＮＭＲ分光計コンソールに増幅・中継する、該ＮＭＲ分光計コンソールと前記超伝導マグネットの間に別体として置かれたユニットと
を備えたＮＭＲ装置において、
前記ユニットの最新の検出・モニター内容を表示する遠隔表示端末を設けると共に、該遠隔表示端末へ前記ユニットから最新の検出・モニター情報を送るための有線または無線による通信手段を設けることにより、前記遠隔表示端末を前記ＮＭＲプローブの近傍に配置し得るように構成したことを特徴としている。
【００１１】
また、前記遠隔端末は、携帯可能な大きさであることを特徴としている。
【００１２】
また、前記遠隔端末は、前記ユニットから取り外し可能に設けられた前記ユニットの表示部であることを特徴としている。
【００１３】
また、前記遠隔端末は、前記ＮＭＲプローブのチューニング操作部を操作するオペレータの手元、またはその近傍にあるＮＭＲ装置上の所定の位置に置かれていることを特徴している。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図３は、本発明にかかるＮＭＲ装置のヘッドアンプシャーシの一実施例を示している。図中、４は、ＮＭＲプローブのチューニングを行なう際に、チューニングの状態を表示するヘッドアンプシャーシである。ヘッドアンプシャーシ４からは、ケーブルを介して、ヘッドアンプシャーシ４に表示された最新の表示内容を表示する機能を有する遠隔端末７が設けられている。この遠隔端末７は、ヘッドアンプシャーシ４の表示パネルの部分を取り外せるようにしたもので、オペレータがＮＭＲプローブのチューニング・ダイヤルを操作する際に、常に手元に置いて見ることができるように、携帯可能な大きさに作られている。
【００１５】
遠隔端末７の正面には、
▲１▼ ＲＦ  ＰＯＷＥＲランプ、
▲２▼ ＳＡＭＰＬＥランプ、
▲３▼ ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ、
▲４▼ ＳＷＲ  ＳＥＬＥＣＴボタン、
▲５▼ ＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮボタン、
▲６▼ ＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮつまみ、
などを備えた表示・操作部分がある。これは、ヘッドアンプシャーシの正面に設けられた表示・操作部分の項目と全く同じであり、従来、ヘッドアンプシャーシでモニターしていた内容を、携帯可能な遠隔端末７でモニターできるようにしたものである。これにより、ヘッドアンプシャーシ４をＮＭＲプローブの位置から見やすい場所に設置できない場合でも、手元の遠隔端末７で常にヘッドアンプシャーシ４の最新の表示内容をモニターすることができ、ＮＭＲプローブのチューニング操作をスムーズに、かつ的確に行なうことが可能になる。
【００１６】
遠隔端末７を用いたＮＭＲプローブのチューニング方法は、ヘッドアンプシャーシを用いたＮＭＲプローブのチューニング方法と全く同じである。まず、所定の周波数のＲＦ出力をＮＭＲプローブに印加しながら、ＮＭＲプローブに設けられているチューニング・ダイヤルを回し、ＮＭＲプローブからの反射波が最小になるように、すなわち、遠隔端末７のＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼のバー表示が最小値になるように、チューニング・ダイヤルを設定する。そして、その際、チューニングが取れてきて、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼のバー表示が低くなって見づらくなれば、遠隔端末７のＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮボタン▲５▼とＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮつまみ▲６▼を操作して、バー表示が見やすい高さになるまで、バー表示の倍率を上げる。このようにして、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼のバー表示が少しでも低くなるように、そして、ＬＥＶＥＬ  ＭＥＴＥＲ▲３▼のバー表示が低くなって見づらくなれば、ＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮボタン▲５▼とＭＥＴＥＲ  ＧＡＩＮつまみ▲６▼を操作して、バー表示が見やすい高さになるように、遠隔端末７上で交互に２つの操作を繰り返して、最もＮＭＲプローブからの反射波が小さくなる条件に、チューニング・ダイヤルを合わせる。
【００１７】
このように、本発明では、遠隔端末７がオペレータの手元にあるため、ヘッドアンプシャーシが、常にオペレータから良く見える位置に置かれる必要がなく、ヘッドアンプシャーシの設置可能範囲が広がる。その結果、例えば、超伝導マグネットの磁場の影響を受けない範囲内で、ヘッドアンプシャーシをＮＭＲプローブの最短距離に置くことができ、ＮＭＲプローブからのＮＭＲ信号がケーブルを伝わる間に減衰する信号の損失を低減させることができる。これにより、ＮＭＲプローブと分光計コンソールとを結ぶヘッドアンプシャーシの、中継ユニットとしての機能を向上させることができる。
【００１８】
図４は、ヘッドアンプシャーシ周辺での信号処理の動きを模式化したものであり、機能的なフローチャートを示している。ヘッドアンプシャーシ４は、高周波の伝送ラインやデータの通信手段により、分光計コンソールおよびＮＭＲプローブと接続されている。ヘッドアンプシャーシ４の内部には、信号検出装置８（検波機能を有するセンサーの一種）が設けられ、分光計コンソールから送られてくる励起用ＲＦパルスやＮＭＲプローブから送られてくるＲＦ反射波の強度、位相、周波数、時間などに関する情報を検出している。
【００１９】
信号検出装置８で得られた情報は、ヘッドアンプシャーシ４内に設けられた信号判別装置９に送られ、信号の種類（ＨＦとＬＦの判別）、ＲＦ出力レベル、ＮＭＲプローブ内における試料管の有無、試料管の回転速度、試料の温度などについて、分析が行なわれ、分析結果は、分光計コンソール内に設けられたＣＰＵ１０に送られて、プリセットデータ１１と比較される。この比較結果は、遠隔端末７にデータとして送られて表示されるほか、分光計コンソール自身にもフィードバックされる。
【００２０】
このように、本発明では、試料管の有無、試料管の回転速度、試料の温度などに関する情報を、ＲＦの反射波から間接的に得るように構成したので、従来、試料管の有無や試料管の回転速度を知るために用意されていたフォトセンサーや、試料の温度を知るために用意されていた温度センサー、また、それらに付随した検出回路などが不要になり、回路構成が単純になり、従来、回路間でのやりとりに伴って発生していた雑音が改善された。
【００２１】
尚、上記実施例では、ヘッドアンプシャーシ４と遠隔端末７との間を、ケーブルで結んでデータ通信を行なえるように構成したが、図５のように、ヘッドアンプシャーシ４の内部に、予めケーブル巻き取り装置１２を用意しておけば、遠隔端末を使用しない場合には、ケーブルを巻き取って、ヘッドアンプシャーシ４の内部に遠隔端末７を収納させることができて、便利である。
【００２２】
また、上記実施例では、ヘッドアンプシャーシ４と遠隔端末７との間を、ケーブルで結んでデータ通信を行なえるように構成したが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、図６のように、ヘッドアンプシャーシ４と遠隔端末７の両方に無線装置１３を搭載して、ケーブルの代わりに無線でデータ通信を行なうように構成しても良い。
【００２３】
また、上記実施例では、遠隔端末７をヘッドアンプシャーシ４の表示パネル自身としたが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、遠隔端末７は、ヘッドアンプシャーシ４の表示パネルとは別体であっても良い。
【００２４】
また、上記実施例では、遠隔端末７をオペレータ自身が携帯できるようにしたが、本発明は、それに限定されるものではない。例えば、ＮＭＲ装置近傍またはＮＭＲ装置上の所定の位置、例えば、ＮＭＲプローブ６が取り付けられた超伝導マグネット５の脚部など、オペレータがＮＭＲプローブ６のチューニングを行ないながら容易に見ることのできる場所に、遠隔端末７が固定されていても良い。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のＮＭＲ装置は、超伝導マグネットと、
該超伝導マグネットの内部に挿入され、共振周波数を試料中に含まれている観測核の共鳴周波数に合わせるためのチューニング操作部を備えたＮＭＲプローブと、
該ＮＭＲプローブのチューニングの様子を検出・モニターすると共に、該ＮＭＲプローブからのＮＭＲ信号をＮＭＲ分光計コンソールに増幅・中継する、該ＮＭＲ分光計コンソールと前記超伝導マグネットの間に別体として置かれたユニットと
を備えたＮＭＲ装置において、
前記ユニットの最新の検出・モニター内容を表示する遠隔表示端末を設けると共に、該遠隔表示端末へ前記ユニットから最新の検出・モニター情報を送るための有線または無線による通信手段を設けることにより、前記遠隔表示端末を前記ＮＭＲプローブの近傍に配置し得るように構成したので、
ヘッドアンプシャーシがＮＭＲプローブの位置から良く見える場所に設置できない場合でも、ＮＭＲプローブのチューニング操作をスムーズに、かつ的確に行なうことが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＮＭＲ装置を示す図である。
【図２】従来のＮＭＲ装置のヘッドアンプシャーシを示す図である。
【図３】本発明にかかるＮＭＲ装置のヘッドアンプシャーシの一実施例を示す図である。
【図４】本発明にかかるＮＭＲ装置のヘッドアンプシャーシ周辺での信号処理の動きの一実施例を示す図である。
【図５】本発明にかかるＮＭＲ装置のヘッドアンプシャーシの別の実施例を示す図である。
【図６】本発明にかかるＮＭＲ装置のヘッドアンプシャーシの別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・ホストコンピュータ、２・・・ＤＣＵ（システムボックス）、３・・・分光計コンソール、４・・・ヘッドアンプシャーシ、５・・・超伝導マグネット、６・・・ＮＭＲプローブ、７・・・遠隔端末、８・・・信号検出装置、９・・・信号判別装置、１０・・・ＣＰＵ、１１・・・プリセットデータ、１２・・・ケーブル巻き取り装置、１３・・・無線装置。
【図１】
0004037626.tif 000002
【図２】
0004037626.tif 000003
【図３】
0004037626.tif 000004
【図４】
0004037626.tif 000005
【図５】
0004037626.tif 000006
【図６】
0004037626.tif 000007