超導(dǎo)磁體組件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種超導(dǎo)磁體組件，包括真空罐，內(nèi)置于真空罐的熱輻射屏蔽層，被熱輻射屏蔽層包圍的制冷劑容器，內(nèi)置于制冷劑容器中的超導(dǎo)磁體線圈，所述超導(dǎo)磁體組件還包括安裝在制冷劑容器上的吸氣劑以及用于對(duì)吸氣劑加熱的無線加熱裝置。吸氣劑在低溫下能長時(shí)間吸氣，可使真空層保持一個(gè)很好的真空度，維持裝置穩(wěn)定運(yùn)行，采用無線加熱器對(duì)吸氣劑加熱，可使其有更好的吸氣效果，并可以減小室溫對(duì)制冷劑容器的漏熱。
【專利說明】超導(dǎo)磁體組件
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實(shí)用新型涉及磁共振成像技術(shù)，尤其涉及一種可用于磁共振成像的超導(dǎo)磁體組件。
【【背景技術(shù)】】
[0002]超導(dǎo)磁體為磁共振成像設(shè)備的主要器件，用于產(chǎn)生一個(gè)均勻穩(wěn)定的磁場。超導(dǎo)磁體一般包括線圈、用于收納線圈的制冷劑容器。一般超導(dǎo)磁體中都需要一個(gè)真空層，把制冷劑容器與室溫隔離，防止外界的熱量以氣體熱對(duì)流的形式傳入制冷劑容器中。制冷劑容器與真空層外壁間有一個(gè)熱輻射屏蔽層，以防止外界的熱量以熱輻射的形式傳入制冷劑容器中。此真空層抽真空主要分為兩步:在制冷劑容器冷卻之前，用真空泵對(duì)真空層中抽至10-6mbar量級(jí)的真空。
[0003]在制冷劑容器被冷卻后，真空腔與外界之間完全密封，不能再用輔助真空泵對(duì)其抽真空，但真空腔內(nèi)壁和外壁及真空腔中的其他材料仍在持續(xù)放氣，長時(shí)間后(如幾年之后)，必然會(huì)導(dǎo)致真空度下降，從而導(dǎo)致熱對(duì)流效果增強(qiáng)，促使制冷劑的蒸發(fā)量增大，且情況會(huì)隨著時(shí)間的增加愈發(fā)嚴(yán)重，最后會(huì)影響裝置的使用年限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種運(yùn)行穩(wěn)定的超導(dǎo)磁體組件。
[0005]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案如下:一種超導(dǎo)磁體組件，包括真空罐，內(nèi)置于真空罐的熱輻射屏蔽層，被熱輻射屏蔽層包圍的制冷劑容器，內(nèi)置于制冷劑容器中的超導(dǎo)磁體線圈，所述超導(dǎo)磁體組件還包括安裝在制冷劑容器上的吸氣劑以及用于對(duì)吸氣劑加熱的無線加熱`裝置。
[0006]進(jìn)一步的，所述無線加熱裝置包括發(fā)射線圈組件及接收線圈組件。
[0007]進(jìn)一步的，所述發(fā)射線圈組件與接收線圈組件被真空罐間隔開。
[0008]進(jìn)一步的，所述接收線圈組件緊貼在吸氣劑上。
[0009]進(jìn)一步的，所述接收線圈組件包括至少一匝接收線圈、加熱電阻及電容，所述接收線圈、加熱電阻及電容構(gòu)成串聯(lián)電路。
[0010]進(jìn)一步的，所述發(fā)射線圈組件包括至少一匝發(fā)射線圈、外部電源以及發(fā)射線圈控制器，所述發(fā)射線圈、外部電源及發(fā)射線圈控制器構(gòu)成串聯(lián)電路。
[0011]進(jìn)一步的，所述發(fā)射線圈組件固定于熱輻射屏蔽層上，所述接收線圈緊貼于碳布上。
[0012]進(jìn)一步的，所述發(fā)射線圈組件和接收線圈組件之間的距離為5至8cm。
[0013]進(jìn)一步的，所述發(fā)射線圈組件及接收線圈組件的線圈中心對(duì)齊。
[0014]進(jìn)一步的，發(fā)射線圈組件固定在真空層上，所述熱輻射屏蔽層對(duì)應(yīng)處開孔。
[0015]本實(shí)用新型對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:在制冷劑容器上緊貼了吸氣劑，其在低溫下能產(chǎn)生很強(qiáng)大的吸氣作用，并能長時(shí)間吸氣，可使真空層在較長的時(shí)間內(nèi)一直保持一個(gè)很好的真空度，維持裝置穩(wěn)定運(yùn)行；采用無線加熱器加熱吸氣劑，使其具有更佳的吸氣效果，可以減小室溫對(duì)制冷劑容器的漏熱，增加寶貴的制冷機(jī)二級(jí)冷頭的冷量余量，降低了維護(hù)成本。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0016]圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的超導(dǎo)磁體組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1中的超導(dǎo)磁體組件的加熱裝置的發(fā)射線圈組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為圖1中的超導(dǎo)磁體組件的加熱裝置的接收線圈組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的超導(dǎo)磁體組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0021]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型第一實(shí)施例的超導(dǎo)磁體組件包括真空罐1，內(nèi)置于真空罐I的熱輻射屏蔽層2，被熱輻射屏蔽層2包圍的制冷劑容器3，該制冷劑容器3盛有液氦4，浸泡于液氦4中的超導(dǎo)磁體線圈5，安裝在(設(shè)置于)制冷劑容器3上的吸氣劑(吸氣材料或吸氣層)6以及用于對(duì)吸氣劑6加熱的無線加熱裝置。優(yōu)選的，真空罐I為不銹鋼材料制成，熱輻射屏蔽層2為鋁材料制成，制冷劑容器3為不銹鋼材料制成，碳布6為優(yōu)選的，吸氣劑6為活性炭纖維布(碳布)制成，其他可選的吸氣劑為分子篩、硅膠、鋇鋁鎳等。
[0022]碳布等吸氣劑本身的吸氣量有飽和值，而其在常溫常壓下已經(jīng)吸收大量氣體，為了在低溫下最大限度地利用 其吸氣性能，需要在制冷劑容器降溫前對(duì)其排氣。排氣的方式是把碳布安裝在真空層中后，在對(duì)真空層抽氣的同時(shí)對(duì)其加熱，幫助其把之前吸入的氣體排出。
[0023]請(qǐng)參圖2、3并結(jié)合圖1，無線加熱裝置包括接收線圈組件9及發(fā)射線圈組件10。發(fā)射線圈組件10包括至少一匝發(fā)射線圈14、外部電源15以及發(fā)射線圈控制器16。所述發(fā)射線圈14、外部電源15及發(fā)射線圈控制器16構(gòu)成串聯(lián)電路。接收線圈組件9包括至少一匝接收線圈17、加熱電阻18及電容19。所述接收線圈17、加熱電阻18及電容19構(gòu)成串聯(lián)電路。
[0024]無線加熱裝置采用如下方式加熱:接收線圈組件9緊貼在碳布6上，發(fā)射線圈組件10置于真空室I外，有效范圍為距離接收線圈Im左右，發(fā)射線圈組件10運(yùn)作之后，接收線圈組件9接收到電磁能，內(nèi)部產(chǎn)生電流，生成熱量，對(duì)碳布6開始加熱。用無線加熱方式，功率最大可到15w，現(xiàn)在用導(dǎo)線加熱功率為6至7w。
[0025]此例中所用無線加熱方式運(yùn)用的是磁共振原理，發(fā)射線圈14中通入電流后，以IOMHz左右的波長振動(dòng)，產(chǎn)生電磁波，電磁波帶著能量傳播至接收線圈17處，以同樣頻率振動(dòng)的接收線圈收到能量，產(chǎn)生電流，引起加熱電阻18發(fā)熱。這種方式的電能使用效率能到95%，距離能到數(shù)cm至數(shù)m，且只會(huì)對(duì)接收線圈產(chǎn)生作用，不會(huì)使周圍其他的金屬發(fā)熱。這種加熱方式消除了一道制冷劑容器與室溫間的熱流通道，且不必在真空腔中增加部件，操作簡單。
[0026]請(qǐng)參照?qǐng)D4，本實(shí)用新型第二實(shí)施例的超導(dǎo)磁體組件的結(jié)構(gòu)示意圖，其與第一實(shí)施例的超導(dǎo)磁體組件的不同點(diǎn)在于加熱裝置(加熱方式)，其他相同的部分參第一實(shí)施例。[0027]接收線圈組件11緊貼在碳布6上，發(fā)射線圈(感應(yīng)線圈)12組件緊固在熱輻射屏蔽層2上，發(fā)射線圈組件12的電源線13在熱輻射屏蔽層2上纏繞幾圈后引出真空層1，工作時(shí)在發(fā)射線圈組件12中通電，產(chǎn)生磁場，在此磁場中的接收線圈組件11產(chǎn)生電流,生成熱能，對(duì)碳布6加熱。
[0028]此例中所用的無線加熱方式運(yùn)用了電磁感應(yīng)原理，即發(fā)射線圈組件12中通入交變電流，產(chǎn)生交變磁場，接收線圈組件11切割交變磁力線產(chǎn)生渦流，渦流使接收線圈中金屬原子高速無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能。這種方式的限制是發(fā)射線圈組件12和接收線圈組件11間距離不能太遠(yuǎn)，一般為5至8cm;線圈中心要對(duì)齊，若有偏差，能量傳輸效率會(huì)明顯下降；發(fā)射線圈組件及接收線圈組件間若有其他導(dǎo)電體，會(huì)導(dǎo)致其他導(dǎo)電體發(fā)熱。但這些局限性在此裝置中都可以滿足。
[0029]當(dāng)然，也可以把發(fā)射線圈組件12固定在真空層I上，并在熱輻射屏蔽層2上對(duì)應(yīng)處開孔，避免其切割磁感應(yīng)線生熱。這種加熱方式需要在真空腔中加裝一個(gè)感應(yīng)線圈，增加了結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，但仍能消除制冷劑容器與室溫間的一道熱流通道，長時(shí)間來看，利大于弊。
[0030]本實(shí)用新型超導(dǎo)磁體組件在制冷劑容器上緊貼了兩塊碳布作為吸氣劑，其在低溫下能產(chǎn)生很強(qiáng)大的吸氣作用(類似于低溫泵中分子篩的作用)，并能長時(shí)間吸氣，可使真空層在至少10年的時(shí)間內(nèi)一直保持一個(gè)很好的真空度，維持裝置穩(wěn)定運(yùn)行；采用無線加熱器加熱，可使碳布具有更好的吸氣效果，并可以減小室溫對(duì)液氦罐的漏熱，增加寶貴的制冷劑二級(jí)冷頭的冷量余量，降低了維護(hù)成本，并可使設(shè)備較長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。
[0031]雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種超導(dǎo)磁體組件，包括真空罐，內(nèi)置于真空罐的熱輻射屏蔽層，被熱輻射屏蔽層包圍的制冷劑容器，內(nèi)置于制冷劑容器中的超導(dǎo)磁體線圈，其特征在于:所述超導(dǎo)磁體組件還包括安裝在制冷劑容器上的吸氣劑以及用于對(duì)吸氣劑加熱的無線加熱裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)磁體組件，其特征在于，所述無線加熱裝置包括發(fā)射線圈組件及接收線圈組件。
3.如權(quán)利要求2所述的超導(dǎo)磁體組件，其特征在于，所述發(fā)射線圈組件與接收線圈組件被真空罐間隔開。
4.如權(quán)利要求3所述的超導(dǎo)磁體組件，其特征在于，所述接收線圈組件緊貼在吸氣劑上。
5.如權(quán)利要求4所述的超導(dǎo)磁體組件，其特征在于，所述接收線圈組件包括至少一匝接收線圈、加熱電阻及電容，所述接收線圈、加熱電阻及電容構(gòu)成串聯(lián)電路。
6.如權(quán)利要求3所述的超導(dǎo)磁體組件，其特征在于，所述發(fā)射線圈組件包括至少一匝發(fā)射線圈、外部電源以及發(fā)射線圈控制器，所述發(fā)射線圈、外部電源及發(fā)射線圈控制器構(gòu)成串聯(lián)電路。
7.如權(quán)利要求2所述的超導(dǎo)磁體組件，其特征在于，所述發(fā)射線圈組件固定于熱輻射屏蔽層上，所述接收線圈緊貼于吸氣劑上。
8.如權(quán)利要求7所述的超導(dǎo)磁體組件，其特征在于，所述發(fā)射線圈組件和接收線圈組件之間的距離為5至8cm。
9.如權(quán)利要求8所述的超導(dǎo)磁體組件，其特征在于，所述發(fā)射線圈組件及接收線圈組件的線圈中心對(duì)齊。
10.如權(quán)利要求2所述的超導(dǎo)磁體組件，其特征在于，發(fā)射線圈組件固定在真空層上，所述熱輻射屏蔽層對(duì)應(yīng)處開孔。
【文檔編號(hào)】H01F6/04GK203644490SQ201320735763
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
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