超导磁体组件及超导磁体组件的维护方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种超导磁体组件及其维护方法，所述超导磁体组件包括外容器、屏蔽层、内容器、超导线圈，超导线圈内置于内容器中，内容器容纳在外容器内，屏蔽层布置于外容器和内容器之间；所述超导磁体组件还包括冷头腔以及安装在冷头腔中的冷头，所述冷头腔与内容器连通，所述冷头包括第一级、第二级，所述第二级位于第一级的下方，所述第一级通过导热元件与屏蔽层连接。本发明专利技术实施例中的超导磁体组件包括外容器、屏蔽层、内容器为多层结构，并通过冷头对内容器中的低温介质及屏蔽层进行冷却，可有效的避免或减少低温介质的蒸发。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁共振成像技术，具体涉及一种用于磁共振成像的超导磁体组件及其维护方法。
技术介绍
磁共振成像系统已广泛应用于医疗诊断领域，其基本原理是利用磁体产生均匀的强磁场，在由梯度线圈产生特定的梯度场的配合下，将诊断对象体内的氢原子极化，然后由射频线圈发射无线电射频脉冲激发氢原子核，引起核共振，并吸收能量。在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，被体外的接收器收录，经电子计算机处理后获得图像。在超导磁共振成像系统中，超导磁体作为核心部件，其利用超导材料制成的超导线圈产生高场强、高稳定磁场。超导线圈位于装满冷却剂的冷却剂容器中，被冷却的超导线圈会达到超导温度，并保持超导状态。向超导线圈中通入大电流，产生高场强高稳定磁场，且由于超导态的线圈为零电阻，电流不会有损耗。一般使用液氦作为冷却剂，氦的沸点约为4.2K。氦是一种较稀缺且昂贵的资源，为了尽量避免氦的蒸发，需要对超导磁体的冷头等相关的制冷组件进行改进，实现超导磁体系统中的液氦“零”蒸发，延长磁体系统的维护间隔；此外，在更换冷头时，也需要尽量减少液氦的损失，以节约成像系统的维护成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可降低使用成本的超导磁体组件。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种超导磁体组件，包括外容器、屏蔽层、内容器、超导线圈，超导线圈内置于内容器中，内容器容纳在外容器内，屏蔽层布置于外容器和内容器之间；所述超导磁体组件还包括冷头腔以及安装在冷头腔中的冷头，所述冷头腔与内容器连通，所述冷头包括第一级、第二级，所述第二级位于第一级的下方，所述第一级通过导热元件与屏蔽层连接。可选的，所述外容器上设有安装部，安装部从外容器向上延伸，安装部的内腔与外容器相连，所述冷头腔收容于安装部的内腔中。可选的，所述冷头腔通过管道与所述内容器连通。可选的，所述安装部具有沿上下方向延伸的第一轴线，所述冷头腔具有沿上下方向延伸的第二轴线，所述第一轴线与第二轴线不重合。可选的，所述第二轴线位于第一轴线的外侧。可选的，所述冷头腔的底部设有回液口，且所述回液口与通道相贯通，所述冷头腔的上壁或安装部的上壁设有端口，所述端口与回液口相对布置。可选的，还包括可从端口延伸至回液口中的导杆。可选的，所述导杆包括主杆和堵头，主杆设有沿轴向延伸的第一通孔，主杆的末端设有沿径向延伸的第二通孔；堵头为弹性材料制成，组装于主杆的末端。本专利技术的超导磁体组件对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术实施例中的超导磁体组件的包括外容器、屏蔽层、内容器为多层结构，并通过冷头对内容器中的低温介质及屏蔽层进行冷却，可有效的避免或减少低温介质的蒸发；本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可降低使用成本的超导磁体组件的维护方法。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种超导磁体组件的维护方法，所述超导磁体组件包括外容器、屏蔽层、内容器、超导线圈，超导线圈内置于内容器中，内容器容纳在外容器内，屏蔽层布置于外容器和内容器之间；所述超导磁体组件还包括冷头腔、容纳在冷头腔内的冷头以及导杆，所述冷头腔与内容器连通，所述导杆具有沿纵长方向延伸的第一通孔及侧向延伸的第二通孔，且第一通孔与第二通孔相贯通；所述超导磁体组件的维护方法包括以下步骤：步骤一，将冷头停机；步骤二，向导杆中的第一通孔中充入正压气体，所述气体为用于冷却超导线圈的低温介质的气化形态；步骤三，通过导杆将冷头腔与内容器连通处封堵，且所述正压气体从导杆的第二通孔中持续喷出，使冷头腔内部与外界大气环境相隔离；步骤四，将冷头从冷头腔中取出，并更换新冷头；步骤五，移动导杆，使冷头腔与内容器连通处保持连通状态。可选的，还包括将导杆插入到冷头腔中，并将导杆固定于冷头腔。本专利技术的超导磁体组件的维护方法对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术实施例对冷头腔的结构进行了优化，通过导杆封堵冷头腔与内容器的之间的连通管道，可在更换冷头时有效的阻止内容器中的低温介质蒸发，另外，通过向导杆内充入氦气，可使冷头腔与外界大气隔绝，避免外界大气进入冷头腔内，发生结冰现象。【附图说明】为了更清楚地说明本方案实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本方案的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例一的超导磁体组件的立体结构示意图；图2为本专利技术实施例一的超导磁体组件的沿轴向的剖面结构示意图；图3为图2的超导磁体组件中的冷头移除后的示意图；图4为本专利技术实施例二的超导磁体组件的部分剖面结构示意图；图5为本专利技术实施例二的超导磁体组件中的导杆安装到冷头腔的示意图；图6为本专利技术实施例二的超导磁体组件中的冷头被更换时通过导杆向冷头腔充气的示意图；图7为本专利技术实施例二的导杆的立体结构示意图；图8为导杆的分解示意图；图9为以纵长面将导杆对称剖切后的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本方案一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本方案保护的范围。在本方案实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本方案。在本方案实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。请参阅图1-3，本专利技术实施例一的超导磁体组件100包括外容器1、屏蔽层2、内容器3、超导线圈5。内容器3中有一定数量的低温介质(例如液氦)，超导线圈5内置于内容器3中，内容器3容纳在外容器1内，通过使外容器1和内容器3间的空间形成真空的方式，来减小由外界环境流入内容器3内的热量。在外容器1和内容器3之间还布置有一个屏蔽层2，用于降低外容器1对内容器3的辐射热量。内容器3中装有液氦4，可使超导线圈5保持超导状态。然而由于结构支撑、辐射、残余气体换热等因素，内容器3仍然会承受一定的热量，所以液氦会以蒸发的形式带出导入的热量，以维持约4.2K的低温。为阻止液氦的蒸发，超导磁体组件上一般会配置制冷装置。制冷装置包括容纳在冷头腔8内的冷头9，其一般包括两级，冷头9的第一级91通过导热元件(例如铜带)90与屏蔽层2相连；冷头9的第二级92产生极低温度，可以冷凝气化的液氦。内容器3内的液氦4蒸发后产生的氦气6进入冷头腔8，被冷头9冷凝为氦液滴7，重新回流至内容器3。第一级91能达到50K的温度，甚至更低的温度；第二级92能达到约4.2K的温度。通过这种方式，超导磁体达到“零蒸发”的状态。可选的，所述冷头可以为GM制冷机的冷头，也可以为斯特林制冷机的冷头。本实施例中，制冷机(制冷装置)的其他部分未示出。冷头腔8包括连通的上部腔体和下部腔体，上部腔体的周向尺寸大于下部腔体的周向尺寸。冷头9的第一级安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导磁体组件，其特征在于：包括外容器、屏蔽层、内容器、超导线圈，超导线圈内置于内容器中，内容器容纳在外容器内，屏蔽层布置于外容器和内容器之间；所述超导磁体组件还包括冷头腔以及安装在冷头腔中的冷头，所述冷头腔与内容器连通，所述冷头包括第一级、第二级，所述第二级位于第一级的下方，所述第一级通过导热元件与屏蔽层连接。

【技术特征摘要】
1.一种超导磁体组件，其特征在于：包括外容器、屏蔽层、内容器、超导线圈，超导线圈内置于内容器中，内容器容纳在外容器内，屏蔽层布置于外容器和内容器之间；所述超导磁体组件还包括冷头腔以及安装在冷头腔中的冷头，所述冷头腔与内容器连通，所述冷头包括第一级、第二级，所述第二级位于第一级的下方，所述第一级通过导热元件与屏蔽层连接。2.根据权利要求1所述的超导磁体组件，其特征在于，所述外容器上设有安装部，安装部从外容器向上延伸，安装部的内腔与外容器相连，所述冷头腔收容于安装部的内腔中。3.根据权利要求2所述的超导磁体组件，其特征在于，所述冷头腔通过管道与所述内容器连通。4.根据权利要求2所述的超导磁体组件，其特征在于，所述安装部具有沿上下方向延伸的第一轴线，所述冷头腔具有沿上下方向延伸的第二轴线，所述第一轴线与第二轴线不重合。5.根据权利要求4所述的超导磁体组件，其特征在于，所述第二轴线位于第一轴线的外侧。6.根据权利要求3所述的超导磁体组件，其特征在于，所述冷头腔的底部设有回液口，且所述回液口与通道相贯通，所述冷头腔的上壁或安装部的上壁设有端口，所述端口与回液口相对布置。7.根据权利要求6所述的超导磁体组件，其特征在于，还...

【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：发明
国别省市：上海;31