CN1590994A

CN1590994A - 检测、分析同时显示核四极共振及核磁共振化合物的方法

Info

Publication number: CN1590994A
Application number: CNA2004100490666A
Authority: CN
Inventors: 丹尼尔·J·波索尔
Original assignee: SBINLOCK CO Ltd
Current assignee: SBINLOCK CO Ltd
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2005-03-09
Also published as: BRPI0401945A; RU2004117769A; SA04250157B1; JP2005017291A; US7659124B2; US20050202570A1; CO5590202A1; EP1486794A2; EP1486794A3; PA8604801A1; RU2344411C2; MXPA04005567A; AR040189A1; PE20050623A1

Abstract

本发明是为了解决检测例如塑性爆炸物的问题，其通过传统检测技术诸如基于X－射线的设备是不易检测的；或使用更复杂的装置从可能遗留的“污染”行李的外表面的爆炸物材料的踪迹的那些问题。关于第一项技术，本发明有附加的优点在于其完全是自动的，就是说其不依赖于操纵者解释低对比度图象的能力。至于第二项技术，本发明的主要优点在于当检测行李时其速度和安全性。

Description

检测、分析同时显示核四极共振及核磁共振化合物的方法

发明的领域

本发明涉及检测和/或分析化合物同时显示核四极共振及核磁共振，或双核四极共振的方法、传感器元件及结构。更具体来说，所述方法涉及检测和/或分析化合物，特别是放置在行李、邮件等各种容器中的爆炸物，药物等。

背景

核四极共振(NQR)是包含任何四极原子核的一定的化合物对“共振”施加的高频脉冲的响应。其特别用于可能隐藏在行李和包裹中的爆炸物及其他违禁物的检测，当前这些物质是难以检测的。该设备具有两个版本：其一个用于手提行李，即公文包、袋子、钱包等，另一版本是用于较大件的行李，诸如通常在飞机货舱中运输的行李。

四极共振技术对环境、行李和人是绝对无害的，由于其只涉及以非常长的波长的无线电波或在几MHz量级的低频的行李辐射，连同同时施加量仅有几十高斯的磁场脉冲，甚至比已知的磁共振成象(MRI)施加的磁场更低。这一技术应用是直接的，且不需要被检查的物体先前的限定。这方法意味着非常迅速的例行检查。检查行李或运输包裹中的爆炸物，而不打开或以任何机械和/或触摸工具接触它们，一般需要一两秒钟。不使用任何离子化的辐射，这样避免了对于行李或人员的任何危险。检测是无二义的，且每一设备是完全计算化的，这一事实允许操作容易，这省去了需要作出决策的专业人员。

核四极共振(NQR)是非金属材料的化学与物理分析中使用的一种频率的光谱技术。四极通过核四极共振(NQR)产生的响应是共振共振原子核的磁和电性质的特征。核四极共振(NQR)现象可以只能与一定的原子发生(其核呈现非零四极矩，即自旋I＞1/2)，并当这些原子为晶体或非晶体材料的一部分时常常易于观察到。这样，例如借助于这一技术所有包含氯和/或氮的爆炸物可潜在检测出。

使用足够的灵敏度以形成能够用来检查旅行袋和封闭的邮件，个人运载器等的检测器的基础，已经观察到在RDX与其他爆炸物中氮原子核四极共振(NQR)信号(例如参见：V.S.Grechishkin，“NQR devicefor detecting plastic explosives Mines and Drugs”，Applied Physics，Vol.A55，pp.505-507(1992))。氮物质中的共振现象主要在高频范围观察到，即爆炸物检测是通过借助于专用的电子装置方便调节的无线电波实现的。组成物爆炸物的每一化学化合物可能具有一个或多个共振频率，这一般是唯一的，并有助于将它们与出现的其他化合物在性质上区分。

原子核的电和磁性质产生核四极共振(NQR)现象。带有球形非对称电荷原子核具有四极电矩。其他原子核性质在于具有磁矩，而且称为核自旋。在核电四极矩与来自相邻原子核的电荷电场[梯度]之间交互作用时，发生核四极共振。

图形上，虽然是以不严格的方式：可以说，当四极核实验来自原子环境的结果的电场梯度时，这中情形发生，似乎核不同的部分经历一扭矩，使它们围绕四极核位置中电场的最大变化轴向(梯度)运动(旋转)。这一运动力矩“拉动”核磁矩。如果样品暂时受到以这一运动“调谐”振动的磁场，能够修改核磁力矩关于电场梯度方向的指向。通过在称为“射频脉冲”方便的时间周期(一般为毫秒量级)放置被检测的样品或物体在与射频产生器连接的天线附近，可简单地实现这种振动电场。在脉冲终止时，以四极共振频率运动的样品的磁化产生可检测的信号，称为“自由感应衰减信号”，通常命名为“FID”。

上述运动频率依赖于两个参数：

-首先它与原子核的四极矩P成比例，这又与所述四极核的内部电荷分布相关。在核的电荷分布具有球形对称性的情形下，P参数为零，当电荷分布沿主轴延伸时其为正，当其相对于所述轴为扁平时其为负。核的对称性要求对于核P不同于零的必要条件是自旋量子数(或磁量子数)高于一半：I＞1/2；以及

-其次，频率受到电场主成分q的控制。

例如，在自旋I＝3/2核组的情形下，当没有外部磁场存在时的共振频率由：v＝eqP/4h给出，h普朗克常数，e是电子电荷。在带有I＝1的核的情形下，可观察到多达三个共振频率，即：v_+/-＝(3e²qP/4h)(1+/-η/3)yv₀＝(e²qP/2h)η，其中η称为电场梯度非对称参数。

这些定义的目的是要说明，在任何核四极共振(NQR)实验中能够以高精度测量的共振频率，是带有共振核的分子如同“指纹”那样的特征值。存在性质上许多不同的四极核。通常在爆炸物中存在的那些核是氮，氯，钠，钾等。所有这些核是通过在科学研究中使用的核四极共振(NQR)光谱仪中的例程检测的，并在爆炸物情形下发生同样的情形。例如，通过调节检测器到必须是事先清楚知道的所述分子的特征频率，能够检测不同爆炸物的存在。

为了检测不同的违禁化合物或物质，已经发明了使用纯四极共振的许多装置。按这里所使用，“纯粹’意味着不包含外部磁场，也称为“塞曼磁场”。一般来说，化合物是结晶固体，其特征在于自由衰减信号(FID)与自旋A核组的核共振线的形状，主要由它们的磁矩与另一组不同自旋B核组的磁矩耦合定义的。在这些情形下，相同自旋A内的耦合可被忽略，并因而关于自旋A的运动相位的一致性损失是由于由自旋B产生的局部磁场中的波动，其占据了结晶网或分子本身中相邻的位置。Herzog与Hahn先前的工作(B.Herzog andE.L.Hahn，Phys.Rev.103，148(1956))，展示了通过施加微弱磁场H₀(几个高斯量级)并通过使用振荡H₂磁场学共振条件下连续照射质子，所述耦合能够被破坏。由于四极核交叉一致性衰减时间几乎仅仅因为由质子产生的局部磁场的波动，质子双辐射平均所述磁场为零，产生自旋A横组磁化的衰减时间明显的降低。

物理上的解释是，当自旋B的外加重新定向速度足够高，以至引起缩减到自旋A核组中产生的局部场的中间值的小值时，自旋A的线宽度受到明显的窄化。这一平均类似于称为液体中“运动变窄”的效应，类似于在非均匀外部磁场中液体样品机械旋转时获得的“线变窄”，并还类似于固体的“自旋”或机械旋转，使由局部磁场展宽的核磁共振(NMR)变窄。为了使机械旋转起作用，旋转速度必须超过由场一致性缺失产生的Larmor频率。类似地，由于固体中双共振所至的线变窄要求自旋B的重新定向速度超过在缺失双共振时存在的最小A的Larmor频率最小变宽。使用双共振实验，称为T₂的自旋A的自旋回声的包络的衰减时间依赖于以下效应的组合增加或降低：

1)在自旋A之中的内部耦合(同核耦合)；以及

2)自旋A与B之间的耦合(异核耦合)。

对于有适当强度还对于在微弱磁场H₀中自旋B实现共振条件的振荡磁场H₂，关于回声T₂的包络的衰减时间扩展到由纵向衰减T的时间延伸强加的，或否则由纵向A的衰减T的更低的时间延伸强加的理论最大限。

概述

本发明是为了解决检测例如塑性爆炸物的问题，其通过传统检测技术诸如基于X-射线的设备是不易检测的；或使用更复杂的装置从可能遗留的“污染”行李的外表面的爆炸物材料的踪迹的那些问题。关于第一项技术，本发明有附加的优点在于其完全是自动的，就是说其不依赖于操纵者解释低对比度图象的能力。至于第二项技术，本发明的主要优点在于当检测行李时其速度和安全性。

本发明最好涉及可能位于检测器体外部，如在“表面”型检测装置的情形下，以及其体内部，如在所谓“测定体积的检测器”的情形下。两种情形都不需要对被检测行李或物体内部的入侵。于是，关于两种检测器类型，-检测体积的和表面的-我们把推出的方法看作“遥控检测’方法。虽然这一定义并不是完全无遗漏的，遥控检测方法是指被检测的物体或化合物位于由检测器的激发/检测装置占据的物理平面之外，常常是在与检测器尺度可比较的距离。关于表面检测器，该检测方法可称为“一侧检测方法”，就是说其从包含该物体的行李的一侧检测被检查的化合物或物体。虽然使用这一装置必定意味着灵敏度降低，并这样可检测化合物的最小体积，但所述装置允许比较容易识别包含行李的体积内化合物的位置。已如所述，在体检测检测器的情形下，对于被检测的化合物它们具有更低的最小检测阈值。然而，两种设计是互补的，在第一步或例行检测期间可使用体检测检测器，并然后借助于表面检测器识别爆炸物的确切位置。从现在起，我们将讨论体检测检测器，只需按表面检测器的设计改变检测装置的设计，即可扩展其使用。

双共振，或DOR，如下施加：在例如通过自旋回声直接观察到自旋A的四极共振时，以连续波或脉冲在它们的磁共振频率同时照射自旋B，该频率必须不同于自旋A的频率并由γH₀确定，γ是核回转磁因子。由于强加的自旋B的重新定向所至对局部场波动求平均，其影响自旋A的交叉一致性衰减时间。这种情形下，自旋A信号构成B的共振指示器。当自旋A和B之间的耦合足够强时，DOR易于检测。为了研究这类耦合这种共振在文献中已经提出(B.Herzog andE.L.Hahn，Phys.Rev.103，148(1956))。双共振方法还允许找出可能明显低的自旋B核组的共振频率；它们的线的形状的测量也是可行的。

A核的自旋回声振幅(¹⁴N或³⁵Cl或³⁷Cl的核四极共振)，在π/2和π的脉冲τ之间的时间降低时指数增加；信号噪声比，因而检测器的灵敏度，是要被改进的参数。时间τ可以有限的方式降低，实际上一旦射频脉冲结束，则出现隐蔽回声信号的死时间(实际上称为光谱仪死时间)。当自旋-自旋衰减衰减T₂增加时，由于自旋B共振，结果是对于最低可能的τ(或对于由光谱仪电子学允许的时间)精确地从自旋A核组产生自旋回声相当的增加。

为了对核的空间密度编码已使用DOR方法，这样在用于称为DRI的固体成象的一种方法中被变换，这在以下文献中有述，J.Perloet al.(J.Perlo，F.Casanova，H.Robert and D.J.Pusiol，“Solid stateproton imaging detected by quadrupole resonance”，J.Magn.Reson.，150，I(2001))。这一工作详述了用于获得(obtention？)优化微弱静态磁场H₀值与低频磁场H₂之间的条件的方法，以及用于特定的化合物。

已知微弱的磁场H₀，当在四极信号检测期间施加到多晶体化合物时，强烈扩展了共振线，并同时丢失由光谱包含的信息。这一现象由以下文献作了充分讨论，E.Rommel，P.Nickel，R.Kimmich andD.Pusiol in“NQR Imaging”，J.Magn.Reson91，630(1990)，并在此作为对比。就是说实际上我们看见双重效应：首先双共振的包含引起交叉磁化衰减的强烈降低，造成关于信号的信号噪声比显著的改进；其次，在自旋B从四极核被解耦合以便通过核磁共振(NMR)(如同在质子的情形下)的情形下，线变宽产生在同样的信号噪声比中的损失。

注意到，如Herzog与Hahn的原来的工作所述，自旋B共振不限于质子的核磁共振，而是能够扩展到氟，磷等的核磁共振(NMR)；或扩展到具有小四极耦合常数的核组四极共振。在后者的情形下，我们将看到，在四极核组中将出现DOR，不一定施加微弱静态磁场H₀。这一题目将在进一步在以下讨论。

本发明提出借助于脉冲施加磁场H₀。基本的和主要的想法是要获得两个同时的效果：

1)通过施加DOR改进信号噪声比，以及

2)允许在纯粹核四极共振条件下自旋A的四极自旋数字化，换言之不需要施加任何外部磁场。

就是说，我们接通H₀磁场(其与低频磁场H₂一同产生在自旋B上的磁共振)，与磁场H₁的π/2第一高频脉冲一致，后者在四极共振条件下最好按自旋回声顺序(即我们获得DOR条件)施加到自旋A，并当自旋A本身被检测的四极共振信号回声达到其最大强度时，这是当检测的信号数字化和求和开始时，我们将其断开。在这一过程期间，低频磁场必须保持接通。这一顺序我们将称为PUDOR，来自PUIsedDouble Resonance。在所述被检测的信号的数字化与求和完成时，重复H₀接通/断开序列直到获得检测和/或分析化合物适当的信号噪声比。一旦获得所述适当的信号噪声比，在正检测时将发出一警告信号，或在负检测时将发生以下化合物的检测和/或分析。

如果在自旋A的四极信号有效松弛之前没有获得适当的信号噪声比，将发生附加的检测和/或分析序列，其由获得的信号的存储组成；等待自旋A的所述组的松弛直到它们与网络热平衡，一个新的H₀接通/断开序列开始，以及新获得的信号与先前存储的信号之间平均的计算。这一附加的序列将进行所需的那么多的次数，直到获得对于进行化合物检测和/或分析适当的信号噪声比。

在获得所述信号噪声比时，如果发生之检测，所述警告信号将被发出，或如果结果是附的，则下一个化合物或物体将被检测和/或分析。

必须强调的是，与H₁和H₂磁场相关的激励的高和低频的定义，这是分别对自旋A的核组(核磁共振)及自旋B的核组(核磁共振)定义的应用，意味着磁场H₁以高于磁场H₂的频率振荡。一般来说，磁场H₁在Mhz量级，而磁场H₂在几十或几百Khz量级。然而，以下我们将解释某些化合物特定的情形，其四极共振特征要求磁场H₁按几个Mhz量级的频率振荡。进而，自旋A和B核组的分配这样作出，使得自旋A的所述组是展示最佳纯粹核四极共振(NQR)信号的组。

这一过程不限于PUDOR与自旋回声序列的组合，而可扩展到所有已知脉冲序列，两者都由信号脉冲与复合脉冲组成。更准确地说，我们将把所述脉冲序列分组为“稳定的”与“非稳定的”序列。稳定组例如包括：

i)来自稳定状态自由运动或SSFP的序列，其由以自旋A上的连续的π/2脉冲辐射样品，并在脉冲之间的间隔期间从其开始数字化四极信号。这种情形下，磁场脉冲H₀开始，Y6CI获得每一π/2脉冲一致，并在相继的π/2脉冲之间选择的方便的时间结束；以及

ii)称为强断开共振梳或SORC脉冲的序列(例如参见V.S.Grechishkin，Appl.Phys.A58，63-65(1994)，或G.V.Mozjuokhine，“Thefrequency offset effects of NQR of spin I＝1 for remotedetection”，Z.Naturforschung，vo.57a，pp.297-303(2002))，SSFP的变体，其中四极信号被激励并在断开共振条件下检测。这一序列采用不同振幅和相位的复合脉冲，其振幅α和β在时间上等间隔。又检测信号借助于几百或几千个核四极共振(NQR)信号的数字和建立，这些信号跟随SORC序列的每一复合脉冲，同时在辐射保持接通期间，在包括高频磁场H₁的激活脉冲的半周期及高频脉冲之间自由演变周期部分处，组合双辐射和磁场H₀的脉冲，与低频磁场H₂。

“非稳定”序列组包括那些其在比Carr与Purcell脉冲序列的脉冲衰减T₂更长的时间(称为“有效的T₂”)期间，保持核四极共振(NQR)回声信号的序列。这些序列是所谓“自旋锁定自旋回声”或SLSE，及Carr，Purcell，Meiboom及Gill或CPMG的序列。它们实际的描述可在有效文献中找到，R.Kimmich，“NMR-Tomography，DifusometryRelaxometry”Springer(1997)。SLSE技术在于向被检测的化合物施加高频脉冲，其振幅使得能够对于合成信号产生器以90°角度和0°相位重新定向四极核磁化。在时间τ周期之后，施加第二高频脉冲，其延长两倍或对于第一脉冲以180°和90°相位重新定向样品。自旋回声准确出现在时间τ相同的时周期，从高频第二脉冲的结束。然后施加另一带有90°相位的180°脉冲，第二回声振幅小于第一回声振幅，然后施加第三高频脉冲，且第三回声出现-其振幅总是稍微低于前例-并等等直到收集到n个回声(典型地是其几百和几千个)。所谓“检测信号”是所有回声的振幅收集，一同数字化和求和。在许多情形下，能够以所谓“复合脉冲”(参见Agreev et al.，“Composite pulses in nuclearquadrupole resonance”，Molecular Physics，vol.83，pp.193-220(1994))代替第一和第二高频脉冲两者，目的是明显增加检测效率。

特别在本发明中，我们公开了对于稳定和非稳定脉冲的三个上述序列的变体，其可施加到双共振DOR条件和脉冲的双共振PUDOR，这是从共振激发和断开共振检测的过程的施加获得的，我们将对所述稳定和非稳定序列两者称之为TONROF(传输接通共振接收断开共振”)，这将在以下描述。

这些脉冲序列的基本想法是要获得最高可能信号数以便求平均，而不必在重复实验之前等待自旋A核组再次松弛直到与网络热平衡所必须的时间。达到所述热平衡必须的时间周期一般至少在5倍纵向A的纵向松弛时间T₁。在每一种情形下，能够通过复连脉冲串代替π和π/2脉冲，其目的是改进灵敏度和达到共振的条件。对于这种效果，我们引述G.V.Mozjoukhine，Z.Naturforschung，57a，297-303(2002)。

这样，本发明的目的是用于检测检测和/或分析同时显示核四极共振和核磁共振的化合物的一种方法，所述化合物包括能够显示四极共振的自旋A核组；以及能够显示磁共振的自旋B核组，其中所述方法包括：

a)向所述自旋A核组施加第一磁场H1，所述磁场H1以所述自旋A组的四极共振频率振荡，并同时在所述自旋B核组上施加其他第二和第三磁场，所述第二磁场是一磁场H₀，其与所述振荡的磁场H1的第一脉冲一致被接通；且所述第三磁场是一磁场H2，其在所述磁场H0中所述自旋B核组磁共振频率内振荡；

b)当来自所述自旋A的核组的四极共振信号为最大时，断开所述第二磁场H0，使所述四极信号的信号噪声比增加，从而降低可被检测和/或分析的化合物最小体积；

c)在H0断开时，与对H1激发脉冲序列同时对被检测的信号数字化并求和；

d)一旦数字化步骤结束，则再次接通磁场H0；

e)重复步骤b)到d)，直到获得检测所述化合物所需的适当的信号噪声比；以及

f)在正检测的情形下，发出一警告信号，或如果信号为负则进到下一个化合物的检测和/或分析。

另一目的是用于检测和/或分析表现出双四极共振的化合物的一种方法。

另一目的在于一种传感器元件，用于检测和/或分析表现出核四极共振与核磁共振或双核四极共振的化合物。

另一目的是一种结构，其使用传感器和电路，用于检测和/或分析表现出核四极共振与核磁共振或双核四极共振的化合物。

附图的简要说明

借助于以下附图将可更为清楚地理解本发明：

图1示出：

a)通过在对二氯苯或p-C₆H₄Cl₂中的³⁵Cl的纯四极共振产生的回声信号；以及

b)双共振中的p-C₆H₄Cl₂的回声信号，即³⁵Cl的核四极共振(NQR)与质子(¹H)的磁共振。

图2A示出图1的部分b的自旋回声，这是在20G时间常数磁场的存在中获得的。

图2B示出图2A的回声，但在最大检测点切割20G时间常数磁场，从而增加衰减时间并降低被检测和/或分析的化合物的最小体积。

图3示出连接到一螺线管线圈的脉冲磁场H₀产生电路。

图4A和4B示出根据先有技术的不同的鸟笼线圈。

图4C示出用于图4A的线圈的耦合电路。

图5A示出根据本发明的传感器元件的第一实施例。

图5B示出根据本发明的传感器元件的第二实施例。

图5C示出根据本发明的传感器元件的第三实施例。

图6示出包括根据本发明的传感器元件的传输检测设备的框图。

图7示出包括一传感器元件的结构。

优选实施例的详细说明

图1的a)部分表示，再序列π/2-π中对于τ＝0.8ms的脉冲间隔，对于³⁵Cl的纯核四极共振的情况，化合物比如对二氯苯或p-C₆H₄Cl₂的四极共振产生的回声信号；

图1的部分b)示出双共振条件下的回声信号，即在高频磁场H₁作用下的³⁵Cl的核四极共振(NQR)，以及质子¹H的核磁共振。质子的核磁共振条件是以弱静态场(称为塞曼场)H₀＝21高斯及振荡场H₂＝8高斯，振荡频率90KHz实现的(J.Perlo，Final Paper for the PhysicsDegree，College of Mathematics，Astronomy and Physics，UniversidadNacional de Cordoba，Argentina(2000))。

图2A更详细示出对应于图1的部分b)四极信号的自旋回声信号，即来自DOR序列，已经对通过纯核四极共振(NQR)获得的信号显示强的增益。

图2B示出与图2A相同的自旋-回声信号，但是当这种检测的信号处于其最大，即分析PUDOR序列时，断开了磁场H₀。当与图2A比较时，能够看出，现在在相对短的时间中回声增加(与在图2A中其增加相同)，并当磁场H断开时当回声最大时，回声降低很慢，因为在这种情形下磁化在纯核四极共振(NQR)条件下自由发展。回声的第二半的付立叶变换具有比在DOR的情形下更纯的频谱内容。这就是说，在场H₀断开时，当回声处于其最大时，在检测周期期间共振线变宽效果可被降低。因而，被检测/分析的化合物的最小体积明显降低，并同时检测器的灵敏度增加。

在图2B所观察到的回声振幅的振荡演变是由于在检测时包含共振激发和断开检测的过程(TONROF)。这一过程由使用调节到其共振频率的场H₁照射自旋A核组构成。为此，一直接数字传感器(DDR)的频率事先被编程，该传感器与共振状态(“在共振”)下的光谱仪相关联。这时，在检测阶段的开始，所述SDD合成器的频率借助于来源于脉冲编程器的命令脉冲改变。然后只要更为方便，借助于模拟/数字转换器信号被数字化为外部设置频率，例如在共振状态之外(“脱离共振”)的10到100kHz量级。

通过TONROF技术实现了两个同时的效果。

a)由于信号噪声比随数字化信号频率而增加的事实，以及对于化合物低量可检测性阈值与能够同噪声分开的低信号振幅成比例，信号噪声比的增加直接蕴含关于被检测和/或分析的化合物体积降低；以及

b)当数字化信号频率内容增加时，例如借助于数字滤波器可易于滤波基噪声和/或通过断开弱磁场H产生的四极信号的干扰线。

如上所述，这一技术关于双共振DOR与双脉冲共振PUDOR两者，与先前描述的稳定与非稳定序列组组合，用于本发明。

H₀的切割时间是从10μs到100μs，最好是10μs，这通过我们将在以下通过图3描述的MOSFET电路控制。为了降低H₀的所述切割时间，还可使用诸如在以下文献描述一GTO电子开关电路，C.R.Rodriguez，“Estudio de la dinamica lenta y la estructure encristales liquidos liotropicos miscelares mediante la RMN”，DoctorateThesis，College of Mathematics，Astronomy and Physics，UniversidadNacional de Cordoba，Argentina(2000)。

产生弱磁场H₀的该线圈可具有任何一般使用的几何结构：麦克斯韦，螺线管，椭圆，鞍形，薄形等。其设计提供：

1)在由被检测和/或分析的化合物占据的体积处均匀的磁场H₀；以及

2)最低可能的电感，以便降低场H₀的接通和断开时间等于适当的值。在自旋B核组的核磁共振(NMR)的情形下，从自旋B共振的带宽Δω及由H₂(t)定义的激发带宽Δω₂计算磁场所需的均匀度。自旋B共振的带宽Δω是被检测的化合物的特征。并为了实际的目的且不考虑分子动态效应，其可以磁场项表示为Δω＝γΔH，其中ΔH主要指由被检测的化合物的分子中质子感测的局部场，γ是旋磁耦合因子。为了获得双共振最大效果，需要共振激发出现在由被检测的化合物占据的体积的所有质子，因而合理的是要求场ΔH₀最大变化为局部场ΔH离差量级或更低，以及带宽Δω₂＝γΔH₂满足最大激发条件，即Δω₂＞Δω₀，Δω。

关于弱磁场H₀的另一要求是其时间稳定性。所述稳定性表现受到控制，使得在场施加的全周期期间所述Δω₂＝γΔH₀(t)的带宽保持在由Δω₂强加的范围内。

为了满足这一目的，可使用由赫尔姆霍茨线圈，该线圈由等于其半径的距离间隔开的N匝的两个组件组成，然而一般依赖于被检测的化合物质子核磁共振(NMR)的带宽，每一组件的直径应当几倍于由被检测和/或分析的化合物直径的体积的直径。

为了降低由H₀产生的线圈体积，已经研制了沿其对称轴可变宽度和间距匝的螺线管线圈，其轴沿检测通道长度放置。根据由以下文献提出的方法已计算螺旋的宽度对间距之比，E.Rommel.K.Mischker，G.Osswald，K.H.Schweikert and F.Noack，J.Magn.70，219(1986)。例如，70cm长的螺线管线圈，对于有60cm自由直径的序列检测通道，在其上沉积铜螺旋条的至少一个圆柱形上制成，匝之间分开降低到短于0.5mm的距离。可以有其他配置，能够改进磁场切割时间和/或在用于检测的体积处空间的均匀性，这是在业内专业人员的能量之内的。

这一线圈还应当对包括传感器的其他部件屏蔽。这一屏蔽是为线圈之电磁非耦合作的，以便在由被检测和/或分析的化合物之间的体积处充分衰减电场，但不衰减磁场。屏蔽具有适当的几何结构，能够防止产生旋涡电流，这种电流的效果是降低分别产生振荡磁场H₁和H₂的高和低频线圈的质量因子Q。为了实现这一效果对屏蔽的金属膜作适当的几何切割，例如棒状，圆圈状等；或另外H₀产生线圈可制成有“自屏蔽”几何结构，例如除其他之外双平面(参见D.Tomsi，E.C.Caparelli，H.Panepucci and B.Foerster，“Fast optimzationof a Biplanar Gradient Coil Set”，Journal of Magnetic Resonance，140，325(1999)，E.C.Caparelli，D.Tomasi and H.Panepucci，“Shieldedhipplanar Gradient Coil Design”，Journal of Magnetic ResonanceImaging，9，725(1999))。

作为本发明优选的但不是限制性的实施例，图3示出一第一螺线管线圈1，带有可变宽度和沿其对称轴的间距匝，内部由至少最好是圆柱形带铜膜沉积的环氧层制成的内护罩2环绕，其上已构成铜膜杆，其与所述螺线管线圈1轴共线，且在它们端之一电接地。如以下所讨论，在只显示核四极共振的那些化合物的情形下，螺线管线圈1和内部护罩2将不是必须的。

其构成类似于内部护罩2的一个外部护罩3，目的是隔离传感器组件与外部电磁污染。在内部护罩2与行李通过的通道自由体积之间，有一第二线圈4就位，其产生高频范围的振荡磁场H₁，以及一个第三线圈4’，其产生低频范围的振荡磁场H₂。用于DOR和PUDOR的这一高和低频定义，例如只是要表示，第一个位于兆赫范围内(核四极共振)，而第二个在十或百KHz范围内(在弱磁场H₀存在下的核磁共振。可能有这样的情形，其中两个信号都在Mhz范围内)。连接到所述第一螺线管线圈1的一端的低通滤波器5，分别防止高和低频线圈4和4’之间的干扰的进入。电能通过第一电源V₁传送，该电源通常最好借助于二极管D₁防止反向电流。所述螺线管线圈1的另一端连接到被调节的短路16’，该短路由比例控制器构成，其控制通过MOSFET链10(例如BUZ48)循环的电流，其在时间上的操作由来自编程的电路44的场6的第一命令脉冲命令(参见图7)。电流强度由一来自H₀的控制装置7控制。这一来自H₀的控制装置7检测与所述MOSFET链并联的电阻器8上的电流，并通过一比例积分器-微分器(PID)，命令由晶体管9(例如BC-546)组成的控制器(“驱动器”)，向所述MOSFET链传送适当的命令电流。

由一对二极管D₂和D₃，电容器C，第二电源V₂及晶闸管(tiristor)GTO 11组成的启动电路16，对电流到螺线管线圈1的连接提供额外的动力，以便降低连接时间。以电源V₂提供的能量存储在电容器C中。二极管D₂和D₃对接通和断开由弱存储H₀产生的电流时产生的反向电流执行保护功能。来自脉冲编程电路44(参见图7)我们将称为“短脉冲”12的第二命令脉冲12命令所述晶闸管GTO 11通过另一控制器11’。短脉冲12出现在场命令脉冲6前夕，开始连接电容器C与产生磁场H₀的螺线管线圈1电路，并这样向螺线管线圈1传送所有在电容器C累积的能量。V₂中的电压被调节直到达到所需的H₀强度。方便的是注意到被调节的电路16’可由tIristor及其各控制器组成的开关代替，其作为接通/断开开关简单地操作，如在以上所述C.R.Rodriguez的博士论文中所述。这一电路比较简单并较易于实现，虽然其需要对电源V₁良好的控制，以便获得场H_o的稳定性，这对于实验是必须的。每一特定应用的特征参数将规定任一电路的实现。

图4A和4B示出鸟笼线圈18的两个先有技术的模型。由图4A所示的线圈18其金属匝E借助于电容器C₁被串联，这是称为“低通”的配置，且其产生低频范围内循环极化的振荡磁场。当时变的磁场具有循环极化时，其还可想象为以固定强度或模数旋转的磁场。

而且，图4B上的线圈18的金属匝借助于电容器C₂并联，并与图4A比较，这一线圈在高频范围内产生磁场。这一配置称为“高通”。

在两种情形下，与激发和检测电路耦合是感应进行的，这从先有技术及图4C所示可知，该图示出由互感耦合到两个应相同的激发频率正交配置的感应线圈60-61的图4A的鸟笼线圈18，且它们与发送器-接收器的耦合电路62示于右侧。

以下的描述的传感器元件包括数个能够产生所示三个场H₀，H₁，H₂的线圈。更具体来说，并为减少所述传感器的体积，所述传感器元件的第一实施例将包括一线圈，以便产生所述场H₀，以及鸟笼线圈，以便同时产生所述场H₁和H₂。所述传感器以及的第二实施例将包括赫尔姆霍茨线圈，以便产生所述场H₀，以及螺线管线圈以便同时产生所述场H₁和H₂。

另一方面，不同线圈的空间位置检验称为“占空系数”，就是说负责产生高频场H并影响自旋A核组的线圈应当尽可能靠近被检测和/或分析的化合物体积。这在业内是已知的并我们将不进一步讨论。于是，在传感器元件的第一实施例中，所述鸟笼线圈18由所述螺线管线圈1围绕；并在第二实施例中，所述螺线管线圈1由赫尔姆霍茨线圈73围绕。

图5A示出的一传感器元件，包括一螺线管线圈1，其围绕鸟笼线圈18。所述螺线管线圈1的结构将对应的相关电路最好是在描述图3时所所述的。另一方面，鸟笼线圈18同时作为低通滤波器对于低频，并作为高通滤波器对于高频操作。所述鸟笼线圈18由一系列借助于电容器C₁串联并借助于电容器C₂并联的匝E组成。与电容器C₁并联的有连接的多带耦合电路MBC，其由以所述电容器C₁调谐的电路L₃C₃形成。当通过所述匝E的电流的频率在低频量级时，电容器C₂的电容量使得它们在该频率短路，且所述线圈18按图4A所示操作。反之，通过匝E的电流频率如果在高频量级，则电容器C₁，在C₃和L₃帮助下是短路的，且所示线圈18按图4B操作。所示两个高频和低频电流同时通过所述线圈18循环。业内任何专业人员将能够根据由被检测的化合物类型固定的所需的共振特性确定C₁，C₂，C₃和L₃的值。正交配置的高频线圈63-64与低频线圈65-66通过互感耦合到所述鸟笼线圈18。

所述电感线圈63-66调谐所述鸟笼线圈18到自旋A和B各共振频率，并适配它们的关于耦合与滤波电路20阻抗。高频激发信号21与低频信号22从各产生器到达所述耦合与滤波电路20。一方面，所述耦合与滤波电路20的出口导向来自接收器Rx23的信号，并另一方面，异相90°的高与低频激发信号24-25分别导向向高频与低频线圈63-64及65-66。

异相90°的激发信号意味着，对于每一对高频与低频感应线圈，到达一对线圈之一的信号对于到达另一线圈的激发信号90°异相。而且，线圈处于正交的事实意味着对于每一对高频与低频感应线圈，线圈之一关于另一线圈位于90°，如同在图4C可见。

在自旋A所激发频率在几个兆赫范围内的那些情形下，如在使用氮¹⁴ND四极共振那样，带有高通配置的电容器的计算结果是难以在市场获得的，从而必须在鸟笼线圈处采用低通配置，如图4A所示。如以下描述的鸟笼线圈满足这样的条件。

图5B示出一鸟笼线圈18，也是由如图5A的一螺线管线圈1(未示出)围绕，适于满足上述自旋A核组共振低频条件。这种情景下，对于所述线圈计算串联在不同匝E中的电容器C，以借助于H₁在自旋A核组的共振频率内进行调谐。与每一电容器C₃并联的有连接的多带耦合电路MBC，这种情形下其包括一高频阻塞元件L_ch，其操作对于自旋A共振频率如同一高频阻抗，而对于自旋B共振频率是作为一短路。另一方面，反向计算电容器C₃，即以这样的方式，使得在自旋A共振频率如同短路操作，以及在自旋B的较低共振频率有高阻抗。这样，在自旋A共振频率感应信号的情形下，鸟笼线圈18在低通配置下操作(图4A)。为了激发自旋B核组，以一种方式产生磁场H₂，使其能够如同电动机旋转磁场的原理。微型-控制器69(或信号数字处理器等)产生序列电流脉冲，它们借助于控制器70、MOSFET开关71及低通滤波器71’的一组件传送到每一匝E，控制器70连接到所述微型-控制器69的出口，低通滤波器71’连接到所述线圈18一端的每一匝E，而MOSFET开关在所述控制器70与所述端头滤波器71’之间。这就是说，我们引入反共振电路，其作为多路复用器操作，能够使鸟笼线圈18操作在对于H₂的几十或几百KHz量级频率的频率。更具体来说，由所述微型-控制器69，控制器70，MOSFET链71及低通滤波器71’形成的组件作为一低频耦合与滤波电路操作，这类似于图5A的耦合与滤波电路20，但这情形在所述鸟笼线圈18上是直接及非感应耦合的。

还考虑了高频的另一耦合与滤波电路67，用于自旋A核组的共振频率，其连接到发送器Tx，及接收器Rx及一对正交配置并互感耦合到所述鸟笼线圈18的线圈65-66。所述线圈65-66由异相90°高频激发信号激发。

鸟笼线圈18的优点在于，其产生循环极化场，这样在对晶体化合物的情形下，使得能够从晶体以关于线圈18的轴的多方向指向收集信号，这样引起更好的信号噪声比；并因而增加了检测器的灵敏度。反之，质量因子Q明显降低，关于这一点可从螺线管构成的线圈获得。当与螺线管线圈比较时，这一响应产生了不良的信号噪声比，(Y.K.Lee，H.Robert，D.K.Lathrop，“Circular Polarization Excitationand Detection in NQR”，Journal of MagneticResonance，148，355(2001)).另一方面，高Q值产生很高的光谱仪“死时间”，并如果不是适当地由Q-内尼器型电路控制，其能够形成比由有较低“Q”的鸟笼线圈产生的较低质量的型号噪声比。就是说，取决于可用的电子技术与被检测的样品的特征，如以下所述，还可能希望以螺线管线圈72代替鸟笼线圈18。

图5C示出带有双振荡场产生H₁和H₂的一螺线管线圈72。所述线圈72以可变宽度及间距匝构成，目的是获得均匀的场(参见A.F.Privalov，S.V.Dvonskikh y H.M.Vieth，“Coil Design for Large-Volume High-BI Homogeneity for Solid-State NMRApplication”，Journal of Magnetic Resonance，A 123，157-160(1996))。这种情形下，线圈72轴与被检测和/或分析的化合物通过其运行的通道的轴重合。在在垂直于所述线圈72的纵轴的平面中，按以下文献中的设计，配置有一对纵向赫尔姆霍茨73修的纵轴或它们的双平面非梯度变种，E.C.Caparelli，D.Tomasi，y H.Panepucci，“shielded biplanarGradient Coil Design”，Journal of Magnetic Resonance，139，725(1999)或其他有相同功能的设计。纵向A核组的激发器信号在发送器74处产生，在首先通过平衡-非平衡变换器76之后，通过一对隔离交叉二极管75并进入所述螺线管线圈72，。耦合与滤波电路77对于自旋A共振频率，以称为”平衡的一种配置“被调谐到螺线管线圈。所述耦合与滤波电路77包括一系列电容器组件78到80；它们的一个是可变的以便以平衡方式获得所述调谐。不必包含另一耦合与滤波电路，由于对这一传感器元件例子，场是线性极化的。

具体来说，传感器元件的这一实施例和可用于那些情形，其中自旋A核组的共振频率低，即几个Mhz，如同图5B所示的情形。

另一方面，产生的核四极共振(NQR)信号借助于四分之一波导(λ/4)进入接收器/数字化器组件81。自旋B核组的激发器信号来源于一个脉冲的产生器，其与脉冲产生器同步(参见图3)，场H₂的频率，相位与强度由控制计算机30确定(参见图7)。一个低通滤波器84隔离所示脉冲的产生器83与螺线管线圈72高频。最后，脉冲的磁场产生器85在赫尔姆霍茨73线圈对产生磁场H₀。以这一方式，H₁和H₂再次在垂直于H₀方向的平面上。

一般的规则是，在由被检测的化合物占据的体积处磁场H₁，H₂应当尽可能均匀，并进而磁场H₂的方向应当必须垂直于H₀方向配置，这对于自旋B核组的磁共振条件具有最大效率。

图6示出没有机械部件的设备的框图，即组件，传送带等。化合物的四极核激发器信号从发送器产生并进到传感器33，这可以是上述任何传感器。

所示检测器元件检测核四极共振(NQR)信号并将其导向接收器。该信号通过接收器防护装置34进入所述接收器。这一信号在几个高频放大器级35中被放大，并在滤波器36和37处被滤波。然后，放大的信号进入相位敏感检测器38，其与除法器相位位移器39一同形成处于正交的光谱仪检测器。最后，在再次被滤波器40滤波之后，模拟信号在转换器A/D 41被转换为数字信号。数字信号被引入控制计算机30用于其分析及进而作出决策。接收器放大器增益是由计算机通过控制器42控制的，以便能够使其适合每一特定的化合物。返回激发信号如何产生的问题，我们从在直接数字合成器(DDS)43处产生的由计算机30命令的高频脉冲开始，且来源于脉冲编程器44的数字脉冲，也是由计算机30命令的。两个脉冲都进入高频开关45，该信号在前置放大器46及功率放大器47被放大，并这样产生高频功率脉冲，这些脉冲负责激发四极核(自旋A的核组，一般是¹⁴N和³⁵Cl)，其涉及由于磁场H₁的作用由传感器33检测和/或分析的化合物。脉冲编程器44还命令质量因子变化电路Q 48。按这一方式，光谱仪29的死时间明显降低(参见图7)，增加了信号噪声比，并因而降低了被检测和/或分析的化合物的最小体积。这一死时间定义为高频脉冲断开后立即出现的时间。在这一时间，能量保持存储在(鸟笼18或螺线管72)线圈，其重叠很弱的核四极共振(NQR)信号屏蔽检测。质量因子Q48的变化允许快速降低存储在(鸟笼18或螺线管72)线圈的能量，这样当高频脉冲接近最后确定时使能够进行信号检测。由于某些化合物的核四极共振(NQR)信号依赖于温度，因而必须保持光谱仪29的自调谐过程(由图7示出)，以便根据被检测的行李内部化合物的温度分析不同的共振频率。为此，已经引入自调谐电路49。最后，控制计算机30命令不同的警告和信息出口。无声警告50，声音输出52，视觉输出在显示器53，而以及图形输出54。光学组件31(参见图7)指令乘客和操作者所采取的不同的行动：例如，绿簦是说乘客/行李必须前进，竞争已经成功通过，黄灯表示必须重复检查，红灯是视觉警告安全人员，且白灯是说脱离服务。质量因子Q48改变电路包括反向连接的PIN型二极管，并由来自脉冲编程器44的的控制脉冲命令。交叉二极管与反向齐纳管组件的目的是要降低通常由二极管PIN产生的低频噪声。为了对来自发送器高频脉冲的高频脉冲保护接收器，通常引入四分之一波线(未示出)只是为了保护产生同样效应的同轴电缆的操作，但在几个MHz频率处其长度使得其处理变得困难。最后，自调谐装置49在于通过一个或多个同轴型继电器向共振电容器加或减电容量(根据使用的线圈的类型)。最后，由存储H₂产生的低频激发信号在由计算机30命令的产生器或各微型控制器55产生，在进入传感器33之前通过低频放大器56。设备的这一框图可用于显示四极双共振化合物。在被检测和/或分析的化合物同时具有核四极共振与核磁共振的那些情形下，应当以该设备的框图对于由图3描述的H₀产生作补充。

作为一应用例子，图7示出使用传感器元件的结构的方案图。外部壳体32可具有与典型用于机场并通过X-射线照射行李操作的检查设备类似的方式。这一壳体32在其内部具有传感器元件。行李27通过传送带28引入到横向尺寸尺寸X和Y的通道。分别由A，B和C表示的外部尺寸与传感器体积相关，这又与被检查的行李的大小有关。这种尺寸为当前检查检查装置的大小尺寸量级。产生用于磁场的激发信号以及检测核四极共振(NQR)信号，前者是在发送器产生，后者在检测器-接收器产生，两个装置都位于光谱仪29处。计算机30控制所有检测过程，其方式使其充分自动化，在相同的时间收集已经数字化的核四极共振(NQR)信号，并除了其他指示器之外命令视觉警告31。

如果必须，可迫使低频磁场H₂与H₀脉冲同步，因为其只有当H≠0时才是有效的。这一可能性对于不能方便地隔离由最小A产生的核四极共振(NQR)信号与由H₂产生的干扰的情形提及。

最后，我们将讨论那些化合物的四极双共振，其中四极核主要与另一共振频率的另一四极核耦合，例如：带有钾、钠等的氮。自旋A核组仍然可直接通过四极共振观察，例如氮或氯，并通过然后其核例如四极耦合的小常数形成自旋B核组，因而不可直接检测，但强烈与氮耦合。在这一特定情形下，不必包含静态H₀磁场。将只需要两个磁场H₁和H₂，第一个振荡在对应于自旋A核组的四极共振频率，而第二个根据所述自旋B核组的四极频谱在对应于自旋B核组的四极共振频率。换言之，将不需要图5A和5B的螺线管线圈1，也不需要图5C的赫尔姆霍茨线圈，两个弱磁场H₀的产生器，只带有如图5A或5B所示的鸟笼线圈18，或由图5C所示的螺线管线圈72，就能够产生所述两个磁场H₁和H₂。如果两个四极共振频率都是高的，就是说在MHz的范围，则图5A和5C的传感器元件将是优选应用的传感器元件，否则将是对应于图5B和/或5C的优选传感器元件。如前所述，作为高频两个频率定义得越高，两个频率作为低频定义得越低。多带耦合电路(MBC)与耦合和滤波电路可由业内任何专业人员计算，以便它们配合以上功能。进行自旋A和B的分配，以便把携带最佳纯粹核四极共振(NQR)信号的定义为自旋A核组。

自旋B核组的四极共振频率具有四极耦合常数，该常数一般是小的，并依赖于所述自旋B核组的四极频谱。自旋A核组受其作用的磁场H₁是均匀的，并以高频振荡，且自旋B核组受其作用的磁场H₂是均匀的，并根据自旋B的四极频谱以高或低频振荡。

可借助于自旋-回声信号序列获得被检测的四极共振信号。

通过共振激发与断开共振检测过程(TONROF)也可获得该信号，该过程在于：

使用调节到其共振频率的第一磁场H₁照射自旋A核组；

对与共振的光谱仪相关的直接数字合成器(DDS)的频率编程；

在检测阶段期间，借助于来自脉冲编程器的命令脉冲改变所述合成器(DDS)的频率，以便增加信号噪声比；以及

借助于处于适当的量级为10-100kHz的固定频率模拟/数字转换器数字化该信号。

而且，所述TONROF技术可与信号或化合物脉冲的序列组合，如以下所述其称为稳定及非稳定的。

所述TONROF过程可用于称为稳定状态自由运动(SSFP)的信号脉冲稳定序列，其组成为：

在自旋A核组上以π/2连续脉冲照射样品；以及

在脉冲之间的间隔数字化其四极信号。

TONROF技术还可用于称为强断开共振(SORC)的信号脉冲的稳定序列，其中两个四极信号都在断开共振状态被激发并被检测。

最后，其还可用于称为自旋锁定自旋回声(SLSE)的非稳定序列，其在高于脉冲序列的T₂衰减的有效时间T₂期间，保持核四极共振(NQR)回声信号，并在于：

-从所述第一磁场H以一振幅施加到第一高频的化合物，以便对于所述直接数字合成器(DDS)以90°和0°相位重新定向四极核的磁化；

-在时间周期τ之后，施加新的高频脉冲，现在是双持续时间或关于先前的脉冲能够重新定向样品180°并带有相位90°，为的是从所述新的高频脉冲结束准确地在相同的周期τ出现自旋回声；

-重复以上步骤直到收集了n个回声，并然后对其数字化并求和。

关于用于同时显示双核四极共振化合物检测和/或分析的传感器元件，必须记住，弱磁场H₀的产生将不是必要的。

一个优选的传感器元件包括产生第一高频振荡磁场H₁的一个第一线圈4，以及根据核B的四极频谱产生第二高频振荡磁场H₂的第二线圈4’。一个内部护罩2配置在所述线圈4，4’与被检测/分析的化合物通过其传送的通道的自由体积之间。如同3所示，所述线圈4，4’再由外部护罩3环绕，不包括螺线管线圈1或用于产生将控制场H₀的相关的电路。

所述第一线圈4和第二线圈4’如上例可配合为如图5A和5B所示的一单个的鸟笼线圈18，假设第一磁场H₁振荡在高频，根据核B的四极频谱第二磁场H₂能够振荡在高或低频。具体来说，图5A所示的鸟笼线圈将包括借助于电容器C₁串联，并借助于电容器C₂并联的多个匝E，与所述电容器C₁并联的多带耦合电路(MBC)，以及方便用于高频和低频的电感线圈63-64与65-66，它们按正交配置，并以异相90°的信号激发。如图5A所示所述线圈连接到耦合与滤波电路20。

多带耦合电路(MBC)由调谐到所述电容器C₁的电路L₃C₃形成，且高频和低频带同时通过所述匝E循环，其方式使得，如果通过所述匝E的电流处于高频带，则电容器C₁借助于MBC短路，且所述鸟笼线圈18作为高通滤波器操作，并如果通过所述匝E的电流处于低频带，则电容器C＝2短路，且所述鸟笼将作为低通滤波器操作。内部扩罩2最好由环氧材料带铜膜沉积以适当几何切割制成的至少圆柱薄片构成，例如棒状，圆形等，其上构成铜膜条平行于行李检测通道的纵轴，其一端电接地。

鸟笼线圈18的另一实施例类似于由图5B所示，其考虑的是自旋A核组共振低频状态。这种情景下，这样计算串联不同匝E的电容器C₃，使得借助于H₁所述线圈调谐在自旋A核组的共振频率，其范围将在几个MHz。与每一电容器C₃并联的有连接的多带耦合短路，其包括由高频阻塞L_ch构成的一元件，其行为是对于自旋A共振频率作为高阻抗，并对于自旋B的较低共振频率成为短路。另一方面，逆向计算电容器C₄，就是说其方式使得，它们在自旋A共振频率作为短路操作，并在自旋B较低频共振带有高阻抗。这样，对于在自旋A共振频率感应的信号，鸟笼线圈18作为低通滤波器操作(图4A)，生成磁场H₁其类似于电动机的旋转磁场原理。微型控制器69(或信号数字处理器或类似的装置)产生电流序列脉冲，借助于以下一组装置它们被传送到每一匝E，这些装置是控制器70，MOSFET开关71及低通滤波器71’，控制器70连接到所述微型控制器69的出口，低通滤波器71’连接到所述鸟笼18的每一匝，而MOSFET开关在所述控制器70与低通滤波器71’之间。这就是说，我们引入作为多路复用器操作的一反共振电路，从而允许鸟笼线圈18操作在对于H₂的几十到几百KHz范围的频率。更具体来说，由所述微型控制器69，控制器70，MOSFET链71及低通滤波器71’组成的组件，作为类似于先前例子的耦合与滤波电路20的耦合滤波电路操作，但在这种情形下在鸟笼先前18上是直接且非感应耦合。

进而对于自旋A核组共振频率提供了另一耦合与滤波电路67，其连接到发送器Tx和接收器Rx。所述耦合与滤波电路67激发感应线圈65-66，它们正交配置，并借助于异相90°信号与所述鸟笼线圈18互感耦合。

最后，可使用类似于图5C所示的一传感器元件，该元件将包含螺线管线圈72，其同时产生第一磁场H₁与第二磁场H₂。所述线圈72包括可变宽度和间距的匝；产生激发信号的发送器74；一对连接在所述发送器出口的交叉二极管75；连接到所述交叉二极管对75出口的“balum”变换器76；一个用于适当调谐的高频的耦合与滤波电路77，其连接到所述变换器76出口并由多个电容器78到80构成，它们之一是可变的，以便允许调谐耦合与滤波电路77到螺线管线圈72。并需要进一步包含耦合与滤波电路，因为对于传感器元件的这一例子场是线性极化的。还包含一个接收器/数字化器组件81，信号通过连接在所述交叉二极管对75与所述平衡-非平衡变换器76之间的四分之一波导(λ/4)进入该组件。数字化的信号由控制计算机30处理。

与以上几个传感器元件相关的设备的框图，没有考虑图2的脉冲场H₀的控制与调节电路。传感器元件将是一鸟笼线圈18，其不包含由图5A和5B所示的螺线管线圈1，或不包含图5C所示的赫尔姆霍茨线圈的螺线管线圈72。

包含以上传感器元件的结构，为了检测和/或分析同时显示双核四极共振的化合物，类似于图7所示的结构。

Claims

1.用于检测和/或分析同时显示核四极共振和核磁共振的化合物的一种方法，所述化合物具有能够显示四极共振的自旋A核组；以及能够显示磁共振的自旋B核组，其特征在于所述方法包括：

a)向所述自旋A核组施加第一磁场H₁，所述磁场H₁以所述自旋A核组的四极共振频率振荡，并同时在所述自旋B核组上施加其他第二和第三磁场，所述第二磁场是一磁场H₀，其与所述振荡的磁场H₁的第一脉冲一致被接通；且所述第三磁场是一磁场H₂，其在所述磁场H₀中所述自旋B核组磁共振频率内振荡；

b)当来自所述自旋A的核组的四极共振信号为最大时，断开所述第二磁场H₀，使所述四极信号的信号噪声比增加，从而降低可被检测和/或分析的化合物最小体积；

c)在H₀断开时，与对H1激发脉冲序列同时，对被检测的信号数字化并求和；

d)一旦数字化步骤结束，则再次接通磁场H₀；

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤e)作为自旋A四极信号有效松弛的结果，获得适当信号噪声比失败的情形下；跟随所述步骤e)之后所述方法包括重复以下步骤，直到达到所述适当的信号噪声比：

e1)存储所述检测的信号；

e2)等待所述自旋A组到松弛，达到其与网络的热平衡；

e3)向所述自旋A核组新施加所述第一磁场H₁，所述第一磁场H₁以所述自旋A核的四极共振频率振荡，，并同时向所述自旋B核组施加所述其他两个第二和第三磁场，所述第二磁场是一磁场H₀，其在与所述振荡的磁场H₁的第一脉冲一致地接通；且所述第三磁场是磁场H₂，以所述自旋B的磁共振频率振荡；

e4)当来自所述自旋A的核组的四极共振信号为最大时，断开所述第二磁场H₀，以便增加所述四极信号的信号噪声比，这样降低可检测和/或可分析的化合物最小体积；

e5)在H₀断开时，与对H₁激发脉冲序列同时，对被检测的信号数字化并求和；

e6)一旦数字化步骤结束，则再次接通磁场H₀；

e7)重复步骤e4)到e6)，直到获得检测所述化合物所需的适当的信号噪声比；以及

e8)平均新的检测的信号到在步骤e1)存储的信号，形成新的检测的信号组。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述自旋A核组受其作用的所述第一磁场是均匀的，显示高频振荡。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述自旋A核组受其作用的所述第二和第三磁场被同时施加且彼此垂直，H₀是均匀的，微弱的，并当其保持接通时，其充分一致且稳定；且H₂是均匀，显示低频振荡。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于，所述第二磁场H₀的均匀性ΔH₀/H₀是从自旋B共振的带宽Δω，及在由H₂(t)定义的低频Δω₂的激发带宽计算的。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，自旋B共振的带宽Δω是被检测的化合物的特征，并以其Δω＝γΔH的磁场表示，其中ΔH主要是指由被检测的化合物分子中的质子感觉的局部磁场，γ是旋磁耦合因子。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于，所述第二磁场H₀的最大变化ΔH₀在局部磁场ΔH离差量级或更低，且带宽Δω₂＝γΔH₂遵从最大激发条件，即Δω₂＞Δω₀，Δω。

8.根据权利要求4的方法，其特征在于，假设所述磁场H₀的带宽Δω₀不超过由所述第三磁场H₂带宽Δω₂在其施加完成周期期间建立的范围，则所述第二磁场H₀的时间稳定性H₀(t)是确定的。

9.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述第二磁场H₀的切割时间最好从10到100μs，并更好是大约10μs。

10.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述检测的四极共振信号是借助于自旋-回声序列获得的。

11.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述检测的四极共振信号是借助于施加共振激发和断开共振检测(TONROF)的施加获得的，该方法包括：

对与共振状态的光谱仪相关的直接数字合成器(DDS)的频率编程；

以调节到其共振频率的所述第一磁场H₁照射自旋A核组；

在所述第二磁场H₀的断开周期的开始，借助于来自脉冲编程器的命令脉冲改变所述合成器(DDS)的频率；

借助于模拟/数字转换器以量级10到100kHz所可能希望的固定频率数字化信号；以及

在所述磁场断开后持续的基和/或信号干扰线噪声滤波，以便增加信号噪声比。

12.根据权利要求11的方法，其特征在于，所述共振激发和断开共振检测过程(TONROF)施加到一稳定信号序列，其称为稳定状态自由运动(SSFP)，包括：

以连续的π/2脉冲照射自旋A核组上的样品；以及

按脉冲之间的间隔数字化其四极信号。

13.根据权利要求12的方法，其特征在于，所述第二磁场H₀的脉冲与所述第一磁场H₁的每一π/2脉冲一致地开始，并在从π/2连续脉冲方便选择的时间结束。

14.根据权利要求11的方法，其特征在于，所述共振激发和断开共振检测过程(TONROF)施加到一信号脉冲稳定序列，称为强断开共振梳(SORC)，其中当处于断开共振状态时，四极信号被激发和检测，并且组成是同时组合处于包括所述第一磁场H₁的激发脉冲的半周期处的所述第二磁场H₀的脉冲，与所述第三磁场H₂同时施加的高频脉冲之间的自由展开周期的一半。

15.根据权利要求11的方法，其特征在于，所述共振激发和断开共振检测过程(TONROF)施加到称为自旋锁定自旋回声(SLSE)的一复合脉冲非稳定序列，其在有效时间T₂期间保持核四极共振(NQR)回声信号高于脉冲序列的衰减T₂，并包括：

-向化合物施加来自第一磁场H₁的第一高频脉冲，该其振幅对于所述直接数字合成器(DDS)能够以90°和0°相位重新定向四极核磁化；

-当时间τ的周期已经过去时，施加新的高频脉冲，现在是双持续时间或关于先前脉冲能够重新定向样品180°和90°相位，使得从所述高频新脉冲的结束准确地在相同的周期τ，出现自旋回声；

-重复以上步骤，直到收集到n个回声，并对其数字化且求和。

16.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述第三磁场H₂可以与H₀的脉冲同步的脉动，在那些情形下其中不可能由自旋A产生的核心四极共振信号对抗由H₂产生的干扰的方便的隔离。

17.用于检测和/或分析同时显示双核四极共振的化合物的一种方法，所述化合物具有能够四极共振的自旋A核组与自旋B核组，其特征在于所述方法包括同时向所述自旋A核组以其四极共振频率施加第一振荡磁场H₁，并向所述自旋B核组以其四极共振频率施加第二振荡磁场H₂。

18.根据权利要求17的方法，其特征在于，自旋B核组具有四极耦合常数，其依赖于所述自旋B核组的四极频谱。

19.根据权利要求18的方法，其特征在于，所述四极耦合常数一般是小的。

20.根据权利要求17的方法，其特征在于，所述自旋A核组受其作用的所述第一磁场H₁是均匀的，并以高频振荡。

21.根据权利要求17的方法，其特征在于，所述自旋B核组受其作用的所述第E2磁场H₁是均匀的，并取决于核B的四极频谱以高频或低频振荡。

22.根据权利要求17的方法，其特征在于，通过一自旋-回声序列获得所述检测的四极共振信号。

23.根据权利要求17的方法，其特征在于，检测的四极共振信号是通过共振激发和断开共振检测(TONROF)的过程获得的，其包括：

对共振状态与光谱仪相关的直接数字合成器(DDS)的频率编程；

以调节到其共振频率的所述第一磁场H₁照射自旋A核组；

在检测阶段的开始，通过来自脉冲编程器的命令脉冲，改变所述DDS合成器的频率，以便增加信号噪声比；以及

借助于模拟/数字转换器以量级10到100kHz所可能希望的固定频率数字化信号。

24.根据权利要求23的方法，其特征在于，所述共振激发和断开共振检测(TONROF)施加到一稳定信号序列，其称为稳定状态自由运动(SSFP)，包括：

以连续的π/2脉冲照射自旋A核组上的样品；以及

按脉冲之间的间隔数字化其四极信号。

25.根据权利要求23的方法，其特征在于，共振激发和断开共振检测过程(TONROF)施加到一信号脉冲稳定序列，称为强断开共振梳(SORC)，其中当处于断开共振状态时，两个四极信号都被激发和检测。

26.根据权利要求23的方法，其特征在于，共振激发和断开共振检测过程(TONROF)施加到称为自旋锁定自旋回声(SLSE)的一复合脉冲非稳定序列，其在有效时间T₂期间保持核四极共振(NQR)回声信号高于脉冲序列的衰减T₂，并包括：

27.用于检测和/或分析同时显示核四极共振和核磁共振的化合物的一种传感器元件，所述传感器元件以根据权利要求1的方法使用，其特征在于所述传感器元件包括；

a)一个第一线圈，产生所述第二磁场H₀；

b)一个第二线圈，产生以高频振荡的所述第一磁场H₁；以及

c)一个第三线圈，产生以低频振荡的所述第三磁场H₂。

28.根据权利要求27的传感器元件，其特征在于，产生以高频H₁振荡的所述磁场的线圈位于尽可能靠近被检测和/或分析的化合物体。

29.根据权利要求27的传感器元件，其特征在于，所述第一线圈在内部由一内部护罩围绕。

30.根据权利要求27的传感器元件，其特征在于，所述第二和第三线圈位于所述内部护罩与被检测和/或分析的化合物通过的通道自由体积之间。

31.根据权利要求27的传感器元件，其特征在于，一个外部护罩在外部围绕所述三个线圈。

32.根据权利要求27的传感器元件，其特征在于，所述第一线圈是螺线管线圈，而所述第二和第三线圈形成一鸟笼线圈。

33.根据权利要求32的传感器元件，其特征在于，所述螺线管线圈展示可变宽度及沿其对称轴的间距匝。

34.根据权利要求29的传感器元件，其特征在于，所述内部和外部护罩由至少一个金属薄片构成，最好是圆柱形的，以适当的几何结构切割，其一端电接地。

35.根据权利要求27的传感器元件，其特征在于，所述第一线圈连接到一低通滤波器，以便防止干扰引入所述第二和第三线圈；并连接到由比例控制器组成的一调节电路，其控制通过MOSFFT链的电流循环，其在时间过程中的操作由来自脉冲编程电路的场命令脉冲命令。

36.根据权利要求27的传感器元件，其特征在于，通过第一电源向所述第一线圈提供电能，最好借助于二极管方便地防止反向电流，电流强度由磁场H₀控制装置控制。

37.根据权利要求35的传感器元件，其特征在于，所述H₀控制装置检测一电阻器上的电流，该电阻器与所述MOSFET链并联并通过一比例积分器-微分器(PID)，命令由晶体管组成的一控制器，向所述MOSFET链传送适当的命令电流。

38.根据权利要求27的传感器元件，其特征在于，由一对二极管、一电容器、一第二电源和晶闸管(tiristor)构成的启动电路提供额外的功率用于电流到所述第一线圈的连接，以便减少连接时间。

39.根据权利要求35的传感器元件，其特征在于，来自所述脉冲编程电路的一短脉冲借助于控制器命令所述晶闸管。

40.根据权利要求39的传感器元件，其特征在于，在场命令脉冲开始前夕出现所述短脉冲，连接所述电容器与所述调节的电路，并然后向电容器传送所有累积的能量，第二电源电压调节到所需的磁场H₀强度。

41.根据权利要求35的传感器元件，其特征在于，所述调节的电路可由一由晶闸管和各控制器组成的开关代替。

42.根据权利要求32的传感器元件，其特征在于，所述鸟笼线圈由以下组成：

借助于电容器C₁串联及借助于电容器C₂并联的多个匝E，

与所述电容器C₁并联的多带耦合电路(MBC)，以及

用于高和低频的耦合和滤波电路。

43.根据权利要求42的传感器元件，其特征在于，用于高和低频的所述耦合与滤波电路通过异相90°的激发信号激发，高和低频线圈正交配置，并通过互感与所述传感器元件耦合。

44.根据权利要求43的传感器元件，其特征在于，激发90°异相信号意味着对于每一对高频和低频感应线圈，达到线圈对之一的信号关于到达另一线圈的激发信号是90°异相。

45.根据权利要求43的传感器元件，其特征在于，正交的线圈意味着对于每一对高频和低频线圈，线圈之一关于另一线圈按90°就位。

46.根据权利要求42的传感器元件，其特征在于，所述多带耦合电路(MBC)由以电容器C₁调谐的电路L₃C₃制造。

47.根据权利要求42的传感器元件，其特征在于，高和低频电流同时通过所述配合所述鸟笼线圈的所述多个匝E循环，其方式使得，如果通过所述匝E的电流处于高频带，则电容器C₁短路且所述鸟笼作为高通滤波器操作，以及如果通过所述匝E的电流处于低频量级，则电容器C₂短路且所述鸟笼线圈作为低通滤波器操作。

48.根据权利要求32的传感器元件，其特征在于，所述鸟笼线圈由以下组成：

多个匝E，其通过电容器C₃串联并借助于电容器C₄并联；

一个微型控制器，在所述线圈的一端的匝产生电流序列脉冲；

一个用于低频的直接非感应耦合和滤波电路，连接在所述微型控制器与所述线圈的所述端的所述匝之间；以及

用于高频的一个耦合与滤波电路。

49.根据权利要求48的传感器元件，其特征在于，对于所述线圈计算所述电容器C₃，以便调谐自旋A的共振频率。

50.根据权利要求48的传感器元件，其特征在于，计算所述电容器C，使其在所述自旋A共振频率显示实际为零的阻抗，但在低频还是高阻抗。

51.根据权利要求48的传感器元件，其特征在于，所述直接非感应耦合与滤波电路包括控制器，MOSFET开关与低通滤波器。

52.根据权利要求48的传感器元件，其特征在于，所述对于高频的耦合与滤波电路通过90°异相信号激发，两个线圈正交配置，通过互感与所述传感器元件耦合。

53.根据权利要求52的传感器元件，其特征在于，90°异相信号激发的意思是，对于一对高频感应线圈，到达一对线圈之一的信号关于到达另一线圈的激发信号90°异相。

54.根据权利要求52的传感器元件，其特征在于，正交的线圈意味着在所述高频关于线圈对中，线圈之一相对于另一线圈90°配置。

55.根据权利要求48的传感器元件，其特征在于，当自旋A核组所激发频率处于几个兆赫范围时，电容器C使低通配置的线圈共振且电容器C被短路，以便获得所述配置。

56.用于同时显示核四极共振与核磁共振元素检测的一种传感器元件，所述传感器元件是用于根据权利要求1的方法，其特征在于所述传感器元件包括；

一个螺线管线圈，其同时产生所述第一和第三振荡磁场H₁和H₂；

赫尔姆霍茨线圈或其非梯度双平面变种，其产生所述第二磁场H₂；

发送器，产生一激励器信号以便产生所述场H₁；

一对交叉二极管，连接在所述发送器的出口；

一个平衡-非平衡(balum)变换器，连接到所述交叉二极管对的出口；

高频耦合与滤波电路，连接到所述平衡-非平衡变换器出口；

接收器/数字化器装置，信号通过连接在所述交叉二极管对与所述平衡-非平衡变换器之间的四分之一波导(λ/4)进入该装置；

低频脉冲产生器，与对所述场H₂产生激励信号的脉冲产生器同步，以及

一个低通滤波器，连接到所述脉冲产生器出口。

57.根据权利要求56的传感器元件，其特征在于，所述高频耦合与滤波电路调谐在平衡模式配置。

58.根据权利要求56的传感器元件，其特征在于，所述螺线管线圈具有可变宽度与间距匝。

59.根据权利要求56的传感器元件，其特征在于，包含所述赫尔姆霍茨线圈纵轴的平面垂直于所述螺线管的纵轴。

60.根据权利要求56的传感器元件，其特征在于，所述赫尔姆霍茨线圈围绕所述螺线管线圈。

61.根据权利要求56的传感器元件，其特征在于，所述赫尔姆霍茨线圈以其一端连接到低通滤波器，以避免干扰引入所述螺线管线圈，并在另一端连接到作为比例调节器的一调节电路，其控制通过MOSFET链循环的电流，其按时间的动作由来自一脉冲编程电路的场命令脉冲命令。

62.根据权利要求56的传感器元件，其特征在于，通过第一电源向所述赫尔姆霍茨线圈提供电能，最好通过二极管方便地防止反向电流，电流强度由磁场H₀控制装置控制。

63.根据权利要求62的传感器元件，其特征在于，所述磁场H₀控制装置检测一电阻器上的电流，该电阻器与所述MOSFET链并联并通过一比例积分器-微分器(PID)，命令由晶体管组成的一控制器，向所述MOSFET链传送适当的命令电流。

64.根据权利要求56的传感器元件，其特征在于，由一对二极管、一电容器、一第二电源和晶闸管构成的启动电路提供额外的功率用于电流到所述赫尔姆霍茨线圈的连接，以便减少连接时间。

65.根据权利要求61的传感器元件，其特征在于，来自所述脉冲编程电路的一短脉冲借助于控制器命令所述晶闸管。

66.根据权利要求65的传感器元件，其特征在于，在场命令脉冲开始前夕出现所述短脉冲，连接所述电容器与所述调节的电路，并然后传送所有累积在电容器的能量，调节第二电源电压，直到达到所需的磁场H₀强度。

67.根据权利要求61的传感器元件，其特征在于，所述调节的电路可由一由晶闸管和各控制器组成的开关代替。

68.根据权利要求56的传感器元件，其特征在于，所述高频耦合与滤波电路包括多个电容器，它们之一是可变的以允许平衡模式配置调谐自旋A核组的共振频率。

69.根据权利要求56的传感器元件，其特征在于，所述低通滤波器隔离所述脉冲产生器防止螺线管线圈高频。

70.用于检测具有都能进行四极共振的自旋A核组与自旋B核组的化合物的一种传感器元件，所述传感器元件由根据权利要求17的方法使用，其特征在于其包括产生第一高频振荡磁场H₁的第一线圈，及根据自旋B的四极频谱产生第二高频或低频振荡磁场H₂的第二线圈；所述第一和第二线圈位于两者之外的护罩与被检测/分析的化合物通过的通道自由体积之间。

71.根据权利要求70的传感器元件，其特征在于，所述第一和第二线圈配合一鸟笼线圈。

72.根据权利要求70的传感器元件，其特征在于，所述鸟笼线圈包括：

借助于电容器C₁串联并借助于电容器C₂并联的多个匝E，与所述电容器C₁并联的多带耦合电路(MBC)，以及高和低频的耦合与滤波电路。

73.根据权利要求72的传感器元件，其特征在于，所述高和低频的耦合与滤波电路通过异相90°的信号激发，高和低频线圈正交配置，并通过互感与所述传感器元件耦合。

74.根据权利要求73的传感器元件，其特征在于，90°异相激发信号意味着对于每一对高频和低频感应线圈，达到线圈对之一的信号关于到达另一线圈的激发信号是90°异相。

75.根据权利要求73的传感器元件，其特征在于，正交的线圈意味着在所述高频和低频线圈对中，线圈之一关于另一线圈按90°就位。

76.根据权利要求72的传感器元件，其特征在于，所述多带耦合电路(MBC)由以电容器C₁调谐的电路L₃C₃制造。

77.根据权利要求72的传感器元件，其特征在于，高和低频电流同时通过所述配合所述鸟笼线圈的所述匝E循环，其方式使得，如果通过所述匝E的电流处于高频带，则电容器C₁借助于MBC短路，且所述鸟笼作为高通滤波器操作，以及如果通过所述匝E的电流处于低频带，则电容器C₂短路且所述鸟笼线圈作为低通滤波器操作。

78.根据权利要求70的传感器元件，其特征在于，所述外部护罩由指示至少一个金属薄片构成，最好是圆柱形的，以适当的几何结构切割，其一端电接地。

79.根据权利要求71的传感器元件，其特征在于，所述鸟笼线圈包括：

多个匝E，其通过电容器C₃串联，并借助于电容器C₄并联；

多带耦合电路(MBC)，与所述电容器C₃并联；

一个微型控制器，在所述线圈的一端的匝E产生电流序列脉冲；

一个直接非感应耦合与滤波电路，连接在所述微型控制器与所述线圈的所述端的所述匝E之间；以及

一个高频耦合与滤波电路。

80.根据权利要求79的传感器元件，其特征在于，所述电容器C₃调谐所述线圈在自旋A的四极共振频率。

81.根据权利要求79的传感器元件，其特征在于，计算所述电容器C₄，使其在所述自旋BS四极共振频率显示实际为零的阻抗，但在低频还是高阻抗。

82.根据权利要求79的传感器元件，其特征在于，所述多带耦合电路(MBC)最好包括高频阻塞元件L_ch。

83.根据权利要求79的传感器元件，其特征在于，所述直接非感应耦合与滤波电路包括控制器，MOSFET开关与低通滤波器。

84.根据权利要求79的传感器元件，其特征在于，所述高与低频耦合与滤波电路通过90°异相信号激发，高频线圈正交配置并通过互感与所述传感器元件耦合。

85.根据权利要求84的传感器元件，其特征在于，90°异相信号激发的意思是，对于一对高频感应线圈，到达一对线圈的信号关于到达另一线圈的激发信号90°异相。

86.根据权利要求84的传感器元件，其特征在于，正交的线圈意味着在所述高频关于线圈对中，线圈之一相对于另一线圈90°配置。

87.用于检测具有都能进行四极共振的自旋A核组与自旋B核组的化合物的一种传感器元件，所述传感器元件由根据权利要求17的方法使用，其特征在于其包括：

一个螺线管线圈，其同时产生所述第一和第三振荡磁场H₁；

发送器，产生一激励器信号以便产生所述场H₁和H₂；

一对交叉二极管，连接在所述发送器的出口；

用于高频的耦合与滤波电路，连接到所述平衡-非平衡变换器出口；

低频脉冲产生器，以脉冲产生器调谐，其产生用于所述场H₂的激励信，以及

一个低通滤波器，连接到所述脉冲产生器出口。

88.根据权利要求87的传感器元件，其特征在于，所述螺线管线圈具有可变宽度与间距匝。

89.所述用于高频的耦合与滤波电路包括多个电容器，它们之一是可变的以允许平衡模式配置调谐自旋A核组的共振频率。

90.根据权利要求27的传感器元件，其特征在于，被检测和/或分析的化合物最好是固体，无晶形或多晶体物质，例如爆炸物，药物等等，放置在不同类型容器中，特别是行李，邮件等。

91.一种结构，用于检测显示双核四极共振或核四极共振及核磁共振的化合物，其特征在于包括一外壳，围绕被检测和/或分析的化合物通过一传送带经过其被引入的通道，传送带本身在位移时通过一根据权利要求28的传感器元件。

92.根据权利要求91的结构，其特征在于，其连接到光谱仪，该光谱仪又连接到一控制计算机。

93.根据权利要求92的结构，其特征在于，所述控制计算机控制所有检测过程，诸如自动递送，同时收集已数字化的核四极共振信号，并通过控制器命令不同的警告和信息输出。

94.根据权利要求93的结构，其特征在于，所述警告和信息输出包括无声警告，音频输出，显示视觉输出，图形输出和/或一组光。