热辐射防护屏、低温恒温器和ＭＲＩ系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于低温恒温器的热辐射防护屏（１），其由一种塑料－金属混合材料形成，所述塑料－金属混合材料包括一种塑料成分（２３）和一种包括金属的导电填充剂材料（２１）。所述热辐射防护屏可通过注模成型形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在低温恒温器中使用的热辐射防护屏，特别涉及一种在磁共 振成像(MRI)系统中有用的、用于在一种容纳冷却的超导磁体的低温恒温器中使用的热辐 射防护屏。
技术介绍
MRI系统通常采用大的超导磁体，为成功操作超导磁体，需要将其冷却到低温温度 (如，液氦的温度)。提供低温恒温器以封闭磁体并保持大体积的液态致冷剂(如，氦)以 提供冷却。特定来说，液氦是非常昂贵的，低温恒温器经设计以将来自MRI系统所处的环境 的加热而引起的液氦损耗减到最少。在本描述中将把液氦用作实例致冷剂，但本申请不限 于氦冷却布置中的应用。实际上，本专利技术可应用于采用任何合适致冷剂的低温恒温器。提供多层结构，其经设计以将从周围环境中通过传导、对流和辐射而到达低温恒 温器的热量减到最少，参看图1和2将作更详细的解释。图1是穿过一种容纳超导磁体的常规低温恒温器的横截面。图2是图1的低温恒 温器的某些组件的部分剖视图，其特别图示了本专利技术提出的热辐射防护屏。图1是包含一致冷剂室7的低温恒温器的常规布置。在致冷剂室7内提供冷却的 超导磁体10，超导磁体10部分浸在液态致冷剂9内。磁体通过悬挂装置(图中未示出) 相对于致冷剂室保持在适当位置。致冷剂室7本身通过悬挂装置(图中未示出)保持在一 外部真空腔室(OVC) 12内。在致冷剂室7与外部真空腔室12之间的真空空间中提供一个 以上热辐射防护屏1。热辐射防护屏1通过悬挂装置(图中未示出)相对于致冷剂室7和 OVC 12保持于适当位置。通常提供若干个MYLAR 铝化聚酯薄膜和绝缘网格的层6，其 在热辐射防护屏1与OVC 12之间包围热辐射防护屏。清楚起见，这些层在图1中仅部分图 示。热辐射防护屏1和层6将通过辐射使从OVC 12到致冷剂室7的热传递减到最少。在 制造期间将OVC 12与致冷剂室7之间的体积抽空以将通过对流从OVC到致冷剂室的热传 递减到最少。在一些已知布置中，将致冷器17安装在位于塔台18中的出于保护目的而提供的 致冷器套筒15中(朝向低温恒温器侧部)。或者，致冷器可位于入口塔台19内，入口塔台 19保留在入口颈部(通风管)20中，该入口颈部安装在低温恒温器的顶部。在一些布置中， 致冷器通过将致冷剂室7内的致冷剂气体再冷凝为液体来提供对冷却致冷剂气体的有效 冷冻。致冷器17也可用以冷却辐射防护屏1。如图1说明，致冷器17可为两级致冷器。第 一冷却级经由热链路8热连接到辐射防护屏16，并提供冷却到第一温度(通常在80-100K 的区间)。第二冷却级提供对致冷剂气体的冷却到更低的温度(通常在4-10K的区间)。向磁体提供电连接，但为了清楚起见而未说明，因其在本专利技术中不起作用。在替代布置中，不使用大体积的液体致冷剂，且没有致冷剂室7。然而，仍提供热辐 射防护屏1，本专利技术可应用于此类布置。如图2所示，MRI系统的辐射防护屏1通常形成为一种大体上圆柱形环形结构，其 具有两个环形端面3 (其中仅一个端面在图2中可见)、一个内部圆柱体4和一个外部圆柱 体5。如参看图1描述，热辐射防护屏1通常包围致冷剂室7，致冷剂室7含有液体致冷 剂9(如，氦)以冷却超导磁体10。若干反射MYLAH 材料(铝化聚酯片)和绝缘网格的 绝缘层6位于热辐射防护屏1的周围。在热辐射防护屏1周围提供外部真空腔(0VC)12，其 也有大体上圆柱形结构。在良好热接触8下，将一种致冷器单元(如图1中的致冷器17)提供给热辐射热 辐射防护屏1上的冷却区域2。在操作中，该致冷器单元会使热辐射防护屏1的温度维持在 大约52开。由于辐射和沿着悬挂元件的传导引起的热流入将导致热辐射防护屏1的加热。从 冷却区域2到热辐射防护屏1的其余部分的将存在温度梯度。在图2所示的箭头的方向上 热量将从热辐射防护屏的其余部分传导到冷却区域2，冷却区域2在本实例中图示为在热 辐射防护屏的顶部。热量在内部圆柱体4和外部圆柱体5上大致沿圆周流动到冷却区域2， 在端面3上大致垂直地流动到冷却区域2。热辐射防护屏1常规上由高级铝形成以提供强反射表面，以将进入致冷剂室7的 热辐射减到最少，并将从0VC 12辐射的热量的吸收减到最少。铝作为热辐射防护屏的材料 的又一优点是其高热导率。关于此类热辐射防护屏的问题在于其具有高电导率，因而准许 产生与在操作中由MRI系统中产生的磁场相对抗的涡电流，这会导致无效，特定来说，可能 更难解释所得图像，尤其在涡电流不均勻分布的情况下。减小用于热辐射防护屏的材料的电导率将减轻涡电流产生的问题，但具有较低电 导率的材料往往也具有低的热导率。必须维持充分的热性能以便热辐射防护屏执行其功 能。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种材料的热辐射防护屏，所述材料与常规金属片热辐射防护屏 相比电导率减小，但其具有充分的热导率使热辐射防护屏执行其功能。常规热辐射防护屏是由金属片形成，需要熟练的组装和安装。需要进一步 熟练的操作以将辅助组件连接到热辐射防护屏，例如电缆、连接器和阻热件(thermal interc印ts)(如，层压物(laminates)或铜织物)。本专利技术旨在提供一种热辐射防护屏，其 可由非熟练工人来构造和安装，这就有可能减少整个低温恒温器的制造成本，并减少安装 热辐射防护屏的时间。本专利技术如下实现热辐射防护屏的材料可经裁定以提供所需的热传导特性，同时 通过提供减小的电导率而将涡电流的产生减到最少。根据本专利技术，提供一种如所附权利要求书中定义的热辐射防护屏、低温恒温器和 MRI系统。附图说明从以下参考附图仅以实例的方式给出的对本专利技术的特定实施例的描述，将更清楚本专利技术的上述和其它目的、特征和优点，附图中图1是穿过一种容纳超导磁体的常规低温恒温器的横截面；图2是图1的低温恒温器的某些组件的部分剖视图，其包含根据本专利技术的辐射热辐射防护屏；以及图3是根据本专利技术的一个实施例的热辐射防护屏的部分的放大横截面图。 具体实施例方式各种塑料-金属混合材料是已知的。通常，这些材料由一种塑料、一种导电填充 剂材料和一种低熔点金属合金组成，其中，所述塑料可以是热塑性塑料或热固性塑料，所述 导电填充剂材料如短切(chopped)金属纤维、金属颗粒或金属粉末，所述低熔点金属合金 如具有400°C以下(优选200°C以下)的熔点的焊料。这类材料EP1695358、US6274070、 JP2213002、EP0942436、US4882227和US4533685中都论述过。这些材料通常用以制作电磁 屏蔽，或者在常规塑料模塑制品上或常规塑料模塑制品中用以形成导电轨。此类塑料-金 属混合材料可通过注模成型(injection moulding)工艺制成。此外，制品可通过注模成型 工艺由塑料_金属混合材料制成。在注模成型工艺期间，在热塑性成分的情况下，将材料加热到塑料和合金均熔化 或至少软化的温度。随后可如常规进行注模成型。在冷却时，材料形成一个低熔点合金连 接的导电填充剂材料的互连网，所述低熔点合金嵌入塑料成分内。在包括热固性成分的塑料-金属混合材料的情况下，使用未凝固的树脂实施注模 成型。如果包含低熔点金属合金，应将塑料_金属混合材料加热到合金熔化或至少软化的 温度。由低熔点合金连接的导电填充剂网形成穿过材料的导热和导电轨。低熔点金属合 金和塑料的相应表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于低温恒温器的热辐射防护屏（１），所述热辐射防护屏（１）由一种塑料－金属混合材料形成，所述塑料－金属混合材料包括一种塑料成分（２３）和一种包括金属的导电填充剂材料（２１）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：特雷弗布赖恩赫斯本德，斯蒂芬保罗特罗韦尔，菲利浦艾伦查尔斯沃尔顿，
申请(专利权)人：英国西门子公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]