超导磁体组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超导磁体组件，包括真空罐，内置于真空罐的热辐射屏蔽层，被热辐射屏蔽层包围的制冷剂容器，内置于制冷剂容器中的超导磁体线圈，所述超导磁体组件还包括安装在制冷剂容器上的吸气剂以及用于对吸气剂加热的无线加热装置。吸气剂在低温下能长时间吸气，可使真空层保持一个很好的真空度，维持装置稳定运行，采用无线加热器对吸气剂加热，可使其有更好的吸气效果，并可以减小室温对制冷剂容器的漏热。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种超导磁体组件，包括真空罐，内置于真空罐的热辐射屏蔽层，被热辐射屏蔽层包围的制冷剂容器，内置于制冷剂容器中的超导磁体线圈，所述超导磁体组件还包括安装在制冷剂容器上的吸气剂以及用于对吸气剂加热的无线加热装置。吸气剂在低温下能长时间吸气，可使真空层保持一个很好的真空度，维持装置稳定运行，采用无线加热器对吸气剂加热，可使其有更好的吸气效果，并可以减小室温对制冷剂容器的漏热。【专利说明】超导磁体组件【
】本技术涉及磁共振成像技术，尤其涉及一种可用于磁共振成像的超导磁体组件。【
技术介绍
】超导磁体为磁共振成像设备的主要器件，用于产生一个均匀稳定的磁场。超导磁体一般包括线圈、用于收纳线圈的制冷剂容器。一般超导磁体中都需要一个真空层，把制冷剂容器与室温隔离，防止外界的热量以气体热对流的形式传入制冷剂容器中。制冷剂容器与真空层外壁间有一个热辐射屏蔽层，以防止外界的热量以热辐射的形式传入制冷剂容器中。此真空层抽真空主要分为两步:在制冷剂容器冷却之前，用真空泵对真空层中抽至10-6mbar量级的真空。在制冷剂容器被冷却后，真空腔与外界之间完全密封，不能再用辅助真空泵对其抽真空，但真空腔内壁和外壁及真空腔中的其他材料仍在持续放气，长时间后(如几年之后)，必然会导致真空度下降，从而导致热对流效果增强，促使制冷剂的蒸发量增大，且情况会随着时间的增加愈发严重，最后会影响装置的使用年限。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种运行稳定的超导磁体组件。本技术为解决上述技术问题而采用的技术方案如下:一种超导磁体组件，包括真空罐，内置于真空罐的热辐射屏蔽层，被热辐射屏蔽层包围的制冷剂容器，内置于制冷剂容器中的超导磁体线圈，所述超导磁体组件还包括安装在制冷剂容器上的吸气剂以及用于对吸气剂加热的无线加热`装置。进一步的，所述无线加热装置包括发射线圈组件及接收线圈组件。进一步的，所述发射线圈组件与接收线圈组件被真空罐间隔开。进一步的，所述接收线圈组件紧贴在吸气剂上。进一步的，所述接收线圈组件包括至少一匝接收线圈、加热电阻及电容，所述接收线圈、加热电阻及电容构成串联电路。进一步的，所述发射线圈组件包括至少一匝发射线圈、外部电源以及发射线圈控制器，所述发射线圈、外部电源及发射线圈控制器构成串联电路。进一步的，所述发射线圈组件固定于热辐射屏蔽层上，所述接收线圈紧贴于碳布上。进一步的，所述发射线圈组件和接收线圈组件之间的距离为5至8cm。进一步的，所述发射线圈组件及接收线圈组件的线圈中心对齐。进一步的，发射线圈组件固定在真空层上，所述热辐射屏蔽层对应处开孔。本技术对比现有技术有如下的有益效果:在制冷剂容器上紧贴了吸气剂，其在低温下能产生很强大的吸气作用，并能长时间吸气，可使真空层在较长的时间内一直保持一个很好的真空度，维持装置稳定运行；采用无线加热器加热吸气剂，使其具有更佳的吸气效果，可以减小室温对制冷剂容器的漏热，增加宝贵的制冷机二级冷头的冷量余量，降低了维护成本。【【专利附图】【附图说明】】图1为本技术第一实施例的超导磁体组件的结构示意图；图2为图1中的超导磁体组件的加热装置的发射线圈组件的结构示意图；图3为图1中的超导磁体组件的加热装置的接收线圈组件的结构示意图；图4为本技术第二实施例的超导磁体组件的结构示意图。【【具体实施方式】】下面结合附图和实施例对本技术作进一步的描述。请参照图1，本技术第一实施例的超导磁体组件包括真空罐1，内置于真空罐I的热辐射屏蔽层2，被热辐射屏蔽层2包围的制冷剂容器3，该制冷剂容器3盛有液氦4，浸泡于液氦4中的超导磁体线圈5，安装在(设置于)制冷剂容器3上的吸气剂(吸气材料或吸气层)6以及用于对吸气剂6加热的无线加热装置。优选的，真空罐I为不锈钢材料制成，热辐射屏蔽层2为铝材料制成，制冷剂容器3为不锈钢材料制成，碳布6为优选的，吸气剂6为活性炭纤维布(碳布)制成，其他可选的吸气剂为分子筛、硅胶、钡铝镍等。碳布等吸气剂本身的吸气量有饱和值，而其在常温常压下已经吸收大量气体，为了在低温下最大限度地利用 其吸气性能，需要在制冷剂容器降温前对其排气。排气的方式是把碳布安装在真空层中后，在对真空层抽气的同时对其加热，帮助其把之前吸入的气体排出。请参图2、3并结合图1，无线加热装置包括接收线圈组件9及发射线圈组件10。发射线圈组件10包括至少一匝发射线圈14、外部电源15以及发射线圈控制器16。所述发射线圈14、外部电源15及发射线圈控制器16构成串联电路。接收线圈组件9包括至少一匝接收线圈17、加热电阻18及电容19。所述接收线圈17、加热电阻18及电容19构成串联电路。无线加热装置采用如下方式加热:接收线圈组件9紧贴在碳布6上，发射线圈组件10置于真空室I外，有效范围为距离接收线圈Im左右，发射线圈组件10运作之后，接收线圈组件9接收到电磁能，内部产生电流，生成热量，对碳布6开始加热。用无线加热方式，功率最大可到15w，现在用导线加热功率为6至7w。此例中所用无线加热方式运用的是磁共振原理，发射线圈14中通入电流后，以IOMHz左右的波长振动，产生电磁波，电磁波带着能量传播至接收线圈17处，以同样频率振动的接收线圈收到能量，产生电流，引起加热电阻18发热。这种方式的电能使用效率能到95%，距离能到数cm至数m，且只会对接收线圈产生作用，不会使周围其他的金属发热。这种加热方式消除了一道制冷剂容器与室温间的热流通道，且不必在真空腔中增加部件，操作简单。请参照图4，本技术第二实施例的超导磁体组件的结构示意图，其与第一实施例的超导磁体组件的不同点在于加热装置(加热方式)，其他相同的部分参第一实施例。接收线圈组件11紧贴在碳布6上，发射线圈(感应线圈)12组件紧固在热辐射屏蔽层2上，发射线圈组件12的电源线13在热辐射屏蔽层2上缠绕几圈后引出真空层1，工作时在发射线圈组件12中通电，产生磁场，在此磁场中的接收线圈组件11产生电流,生成热能，对碳布6加热。此例中所用的无线加热方式运用了电磁感应原理，即发射线圈组件12中通入交变电流，产生交变磁场，接收线圈组件11切割交变磁力线产生涡流，涡流使接收线圈中金属原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能。这种方式的限制是发射线圈组件12和接收线圈组件11间距离不能太远，一般为5至8cm;线圈中心要对齐，若有偏差，能量传输效率会明显下降；发射线圈组件及接收线圈组件间若有其他导电体，会导致其他导电体发热。但这些局限性在此装置中都可以满足。当然，也可以把发射线圈组件12固定在真空层I上，并在热辐射屏蔽层2上对应处开孔，避免其切割磁感应线生热。这种加热方式需要在真空腔中加装一个感应线圈，增加了结构复杂性，但仍能消除制冷剂容器与室温间的一道热流通道，长时间来看，利大于弊。本技术超导磁体组件在制冷剂容器上紧贴了两块碳布作为吸气剂，其在低温下能产生很强大的吸气作用(类似于低温泵中分子筛的作用)，并能长时间吸气，可使真空层在至少10年的时间内一直保持一个很好的真空度，维持装置稳定运行；采用无线加热器加热，可使碳布具有更好的吸气效果，并可以减小室温对液氦罐的漏热，增加宝贵的制冷剂二级冷头的冷量余量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导磁体组件，包括真空罐，内置于真空罐的热辐射屏蔽层，被热辐射屏蔽层包围的制冷剂容器，内置于制冷剂容器中的超导磁体线圈，其特征在于：所述超导磁体组件还包括安装在制冷剂容器上的吸气剂以及用于对吸气剂加热的无线加热装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱津，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31