本申請涉及核磁共振，具體而言，涉及用于核磁共振的探頭及其冷卻循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術：

1、磁共振技術作為一種高效無損的分析手段，廣泛應用到各個分析檢測領域，但是靈敏度相對較低的問題一直限制著其發(fā)展。探頭作為激發(fā)核自旋共振和檢測nmr信號的關鍵部件，降低探頭的溫度能有效降低熱噪聲、提高信噪比、提高信號檢測的靈敏度。通常探頭的溫度越低，檢測靈敏度越高。目前實現(xiàn)探頭的超低溫主要依靠液氮、液氦實現(xiàn)。

2、現(xiàn)有技術中，超低溫冷源主要依靠管道輸送到冷端，通過熱傳導使探頭降溫，現(xiàn)有的冷卻管路存在制冷工質利用率低、消耗較大的情況。如何解決上述技術問題，是本領域技術人員需要考慮的。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請的第一方面提供用于核磁共振的探頭，第二方面提供冷卻循環(huán)系統(tǒng)，以解決如何提升制冷工質利用率、減少消耗的問題。

2、第一方面，本申請的實施例提供一種用于核磁共振的探頭，包括信號檢測組件和冷卻組件。信號檢測組件用于檢測核磁共振信號。冷卻組件包括毛細管蒸發(fā)器、工質循環(huán)管道和jt節(jié)流器，所述毛細管蒸發(fā)器與所述信號檢測組件貼合以冷卻所述信號檢測組件，所述工質循環(huán)管道的一端與所述毛細管蒸發(fā)器的入口端連通、另一端與所述毛細管蒸發(fā)器的出口端連通，所述jt節(jié)流器設于所述工質循環(huán)管道靠近所述毛細管蒸發(fā)器的入口端的位置，所述jt節(jié)流器用于對毛細管蒸發(fā)器的入口端的工質降壓以使工質進一步降溫。

3、相較于現(xiàn)有技術，本實施例提供的用于核磁共振的探頭通過工質循環(huán)管道向毛細管蒸發(fā)器輸送冷卻工質，毛細管蒸發(fā)器與信號檢測組件貼合并且充分接觸，如此有利于工質與信號檢測組件進行熱交換，從而提升工質的利用率、減少耗量，并且用于核磁共振的探頭通過jt節(jié)流器對毛細管蒸發(fā)器的入口端的工質降壓以使工質進一步降溫，如此有利于工質快速對信號檢測組件冷卻，以達到提升制冷工質利用率、減少消耗的效果。

4、在一種可能的實施方式中，所述jt節(jié)流器包括依次連通的第一連接部、降壓部和第二連接部，所述第一連接部與所述工質循環(huán)管道連通，所述降壓部的內徑小于所述第一連接部的內徑，所述工質循環(huán)管道中的工質從所述第一連接部流入所述降壓部以使工質的壓力和溫度降低，所述第二連接部用于輸出制冷工質至所述毛細管蒸發(fā)器。

5、降壓部的內徑小于第一連接部的內徑，從而高壓的制冷工質在流過jt節(jié)流器的降壓部時受到的阻力增加而帶來壓降，從而進一步降低工質的溫度，如此有利于工質快速對信號檢測組件冷卻，以達到提升制冷工質利用率、減少消耗的效果。

6、在一種可能的實施方式中，所述降壓部包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的一端連通所述第一連接部、另一端連通所述第二通孔，所述第一連接部的內徑、所述第一通孔的內徑和所述第二通孔的內徑依次減小，所述第二通孔與所述第二連接部連通。

7、第一連接部的內徑、第一通孔的內徑和第二通孔的內徑依次減小，從而高壓的制冷工質在流過jt節(jié)流器時阻力增加帶來壓降，從而進一步降低工質的溫度，如此有利于工質快速對信號檢測組件冷卻，以達到提升制冷工質利用率、減少消耗的效果。

8、在一種可能的實施方式中，所述第二通孔設有多個，多個所述第二通孔并列設置，所述第一通孔通過多個所述第二通孔連通所述第二連接。

9、在節(jié)流前，若工質的氣壓過高，用于核磁共振的探頭通過設置多個第二通孔，從而加快工質快速節(jié)流制冷，提高節(jié)流制冷速率。

10、在一種可能的實施方式中，所述用于核磁共振的探頭還包括第一特斯拉閥，所述第一特斯拉閥的一端與所述jt節(jié)流器的第二連接部連通、另一端與所述毛細管蒸發(fā)器的入口端連通，所述第一特斯拉閥用于提升制冷工質的流動速度。

11、工質經(jīng)過jt節(jié)流器降壓降溫后，工質的流速變慢，用于核磁共振的探頭通過第一特斯拉閥彌補工質經(jīng)過jt節(jié)流器流速變慢的不足，如此有利于工質順暢流動進入信號檢測組件以進行降溫，以達到提升制冷工質利用率、減少消耗的效果。

12、在一種可能的實施方式中，所述用于核磁共振的探頭還包括第二特斯拉閥，所述第二特斯拉閥設于所述毛細管蒸發(fā)器的出口端。

13、第二特斯拉閥設于工質回流至循環(huán)泵的路徑，第二特斯拉不僅能加快工質流速，還能夠減少因工質回流造成工質循環(huán)管道的堵塞情況發(fā)生。

14、在一種可能的實施方式中，所述毛細管蒸發(fā)器包括多個折彎部，多個所述折彎部用于增加與所述信號檢測組件的接觸面積。

15、折彎部的形狀可以為u形或者s形，以加長毛細管蒸發(fā)器的長度，使得毛細管蒸發(fā)器與所述信號檢測組件的接觸面積增加，如此有利于工質與信號檢測組件進行熱交換，從而提升工質的利用率、減少耗量。

16、在一種可能的實施方式中，所述用于核磁共振的探頭還包括殼體，所述殼體中空具有容納腔室，所述信號檢測組件和所述毛細管蒸發(fā)器設于所述容納腔室，所述殼體與所述工質循環(huán)管道可拆卸地連接。

17、容納腔室通過抽真空形成真空環(huán)境，以減少空氣的熱傳遞，減少信號檢測組件和毛細管蒸發(fā)器升溫，有利于提高工質的冷卻效率，從而提升工質的利用率、減少耗量。

18、第二方面，本申請的實施例提供一種冷卻循環(huán)系統(tǒng)，包括工質循環(huán)泵、預冷器、冷頭組件和用于核磁共振的探頭。工質循環(huán)泵與所述工質循環(huán)管道連通，所述工質循環(huán)泵用于對工質加壓。預冷器與所述工質循環(huán)泵的輸出端連通，所述預冷器用于對加壓后的工質預冷降溫。冷頭組件包括氦氣壓縮機、第一級冷頭和第二級冷頭，所述氦氣壓縮機分別于所述第一級冷頭和所述第二級冷頭連通，所述氦氣壓縮機用于對所述第一級冷頭和所述第二級冷頭降溫，所述第一級冷頭和所述第二級冷頭間隔設于所述工質循環(huán)管道以對預冷后的工質降溫。所述jt節(jié)流器用于對降溫后的工質降壓以使工質進一步降溫。

19、相較于現(xiàn)有技術，本實施例提供的冷卻循環(huán)系統(tǒng)通過工質循環(huán)泵對工質循環(huán)管道內的工質加壓，預冷器和冷頭組件依次對工質降溫，并且通過jt節(jié)流器對毛細管蒸發(fā)器的入口端的工質降壓以使工質進一步降溫，如此有利于工質快速對信號檢測組件冷卻，以達到提升制冷工質利用率、減少消耗的效果。

20、在一種可能的實施方式中，所述冷卻循環(huán)系統(tǒng)還包括杜瓦罐，所述杜瓦罐內部設置所述預冷器、所述第一級冷頭、所述第二級冷頭和所述jt節(jié)流器，所述杜瓦罐外部設置所述工質循環(huán)泵和所述氦氣壓縮機。所述用于核磁共振的探頭還包括法蘭盤接頭和殼體，所述殼體中空具有容納腔室，所述信號檢測組件和所述毛細管蒸發(fā)器設于所述容納腔室，所述殼體通過所述法蘭盤接頭與所述杜瓦罐可拆卸地連接。

21、杜瓦罐通過抽真空形成真空環(huán)境，以減少空氣的熱傳遞，減少預冷器、第一級冷頭、第二級冷頭和jt節(jié)流器升溫，有利于提高工質的冷卻效率，從而提升工質的利用率、減少耗量。

技術特征：

1.一種用于核磁共振的探頭，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的用于核磁共振的探頭，其特征在于：

3.根據(jù)權利要求2所述的用于核磁共振的探頭，其特征在于：

4.根據(jù)權利要求2或3所述的用于核磁共振的探頭，其特征在于：

5.根據(jù)權利要求2所述的用于核磁共振的探頭，其特征在于：

6.根據(jù)權利要求5所述的用于核磁共振的探頭，其特征在于：

7.根據(jù)權利要求1所述的用于核磁共振的探頭，其特征在于：

8.根據(jù)權利要求1所述的用于核磁共振的探頭，其特征在于：

9.一種冷卻循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

10.根據(jù)權利要求9所述的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于：

技術總結
本申請涉及核磁共振技術領域，旨在解決如何提升制冷工質利用率、減少消耗的問題，提供用于核磁共振的探頭及冷卻循環(huán)系統(tǒng)。用于核磁共振的探頭包括信號檢測組件和冷卻組件。信號檢測組件用于檢測核磁共振信號。冷卻組件包括毛細管蒸發(fā)器、工質循環(huán)管道和JT節(jié)流器，毛細管蒸發(fā)器與信號檢測組件貼合以冷卻信號檢測組件，工質循環(huán)管道的一端與毛細管蒸發(fā)器的入口端連通、另一端與毛細管蒸發(fā)器的出口端連通，JT節(jié)流器設于工質循環(huán)管道靠近毛細管蒸發(fā)器的入口端的位置，JT節(jié)流器用于對毛細管蒸發(fā)器的入口端的工質降壓以使工質進一步降溫，如此有利于工質快速對信號檢測組件冷卻，以達到提升制冷工質利用率、減少消耗的效果。

技術研發(fā)人員：劉朝陽,秦寶蓮,曾逸云,陳俊飛,黃重陽,符云震,易鵬,程鑫,劉買利,周欣
受保護的技術使用者：中國科學院精密測量科學與技術創(chuàng)新研究院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15