样品及周边材料磁化率差异引起的磁场畸变一直是磁共振领域的研究热点,特别是近年来兴起的微型磁共振仪器和高场微流控磁共振联用技术,磁化率问题对NMR信号质量的影响突显。磁化率畸变磁场的高阶谐波分量所占比重较大,需要配合多组高阶有源匀场线圈进行匀场,这与小型核磁共振仪器的样品区域装配空间小、热效应和便捷式等要求相矛盾。低成本要求和材料选择的苛刻使得高场谱仪的零磁材料方案不适用于小型化核磁共振仪器。因此样品附近介质磁化率干扰在样品区中引发的不均匀磁场是小型核磁共振谱仪亟需解决的问题之一。引入特定物质降低磁化率变化的补偿式被动匀场方法无法适用复杂磁化率畸变,且补偿效率低,针对这一不足本文提出了一种补偿磁化率影响的匀场线圈设计方法。在对磁化率场建模后,分析了样品磁化率变化、主磁场不稳定以及装配偏差等条件对磁化率场的影响,利用磁偶极子的静磁场分布特征,针对磁化率效应引发的干扰场进行了匀场线圈设计,并对所设计的匀场线圈进行归类布线,最后研制了 0.5T永磁NMR磁化率补偿匀场线圈。具体工作内容如下:首先,本文根据线圈电流展开系数与磁场球谐系数相联系的目标场方法,制定了匀场线圈设计流程,设计研制了 1.2T永磁NMR谱仪的一至三阶双平面型匀场线圈,设计研制了 0.5T永磁NMR谱仪一、二阶以及Z4共9组双平面型匀场线圈。分别在自主研制的1.2T和0.5T永磁NMR谱仪上实验验证了线圈的匀场效果,其中1.2T谱仪经过匀场后,水峰的半高宽由约11.74ppm降至0.12ppm,0.5T谱仪经过匀场后,水峰的半高宽由24.07ppm降至0.46ppm。其次,针对于小型核磁共振谱仪匀场区域内的磁化率效应问题,通过建模仿真分析了样品区受磁化率影响的主磁场扰动,并基于有源匀场线圈补偿不均匀场的思想,提出了一种补偿磁化率影响的永磁体匀场线圈研制方法,提供了详细的设计方案,结合具体参数设计了补偿效果较好的匀场线圈,提出了一种针对该不规则线圈的布线方法。结果表明,在0.5T永磁NMR谱仪中补偿线圈可使样品区内由磁化率效应引起的不均匀扰动场的数量级由10-7降到10-8。