一种超导磁体系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超导磁体系统，包括超导磁体线圈和失超保护电路，失超保护电路包括：失超检测模块、电源模块、开关模块、开关控制模块和失超保护加热模块；失超检测模块的输入端与超导磁体线圈连接，失超检测模块的输出端与开关控制模块的输入端连接，失超检测模块用于检测超导磁体线圈的失超状态，并在检测到超导磁体线圈失超时向开关控制模块输出触发信号；开关控制模块的输出端与开关模块的输入端连接，用于在接收到触发信号后，控制开关模块导通第一预设时长。本发明专利技术实施例，可以使得热量通过各个超导磁体线圈被平均释放，进而防止超导磁体线圈损坏。并且可避免失超保护加热模块对超导磁体线圈加热时间过长或过短导致的超导磁体线圈损坏。

A Superconducting Magnet System

【技术实现步骤摘要】
一种超导磁体系统
本专利技术实施例涉及超导磁体失超保护
，尤其涉及一种超导磁体系统。
技术介绍
超导磁体通常由多个超导线圈组成，在通常情况下，超导磁体在低温下具有超导特性，即阻抗接近于0。超导磁体在磁共振成像领域应用极为广泛。磁共振系统的超导磁体中某个线圈失超时，该失超线圈会产生大量热量，这些热量如果不及时被引导，很容易烧坏超导线圈，损坏磁体。对于高场磁体，失超时线圈上的热量会非常大，单单靠超导磁体线圈内部自带的被动失超加热电路无法将失超线圈上的热量快速引导出去，造成磁体损坏。
技术实现思路
本专利技术提供一种超导磁体系统，以实现主动加热失超的超导磁体线圈，更加快速的引导磁体失超，使得热量通过磁体线圈平均释放，防止损坏磁体线圈。本专利技术实施例提出一种超导磁体系统，包括超导磁体线圈和失超保护电路，失超保护电路包括：失超检测模块、电源模块、开关模块、开关控制模块和失超保护加热模块；电源模块、开关模块和失超保护加热模块串联；开关模块导通时失超保护加热模块使超导磁体线圈失超；失超检测模块的输入端与超导磁体线圈连接，失超检测模块的输出端与开关控制模块的输入端连接，失超检测模块用于检测超导磁体线圈的失超状态，并在检测到超导磁体线圈失超时向开关控制模块输出触发信号；开关控制模块的输出端与开关模块的输入端连接，用于在接收到触发信号后，控制开关模块导通第一预设时长。其中，超导磁体系统还包括：电流控制模块，电流控制模块与电源模块、开关模块和失超保护加热模块串联，用于控制失超保护加热模块的电流。其中，开关模块包括与电源模块连接的第一端和与失超保护加热模块连接的第二端，以及并联在开关模块的第一端和第二端的至少两条开关支路，每条开关支路包括一个或至少两个串联在开关模块的第一端和第二端的控制开关，每个控制开关分别包括与开关控制模块的输出端连接的输入端。其中，开关模块包括两条并联的开关支路，每条开关支路包括两个串联的控制开关。其中，开关控制模块包括第一计数器、第二计数器、第一防反单元、第二防反单元和锁定单元；失超检测模块的输出端与第二计数器的输入端连接，第二计数器的输出端通过第一防反单元与第一计数器的输入端连接，第一计数器的输出端作为开关控制模块的输出端；失超检测模块的输出端还通过第二防反单元与第一计数器的输入端连接，锁定单元与第二防反单元反并联。其中，开关控制模块还包括滤波单元，滤波单元连接在失超检测模块的输出端与第二计数器的输入端之间，以及连接在失超检测模块的输出端与第二防反单元之间。其中，滤波单元包括第一反相器、第二反相器、第一电容和第一电阻，第一反相器的输入端与失超检测模块的输出端连接，第一反相器的输出端与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与第一电阻的第一端连接，第一电容的第二端还与第二反相器的输入端连接，第一电阻的第二端接地，第二反相器的输出端作为滤波单元的输出端。其中，第一防反单元包括第一二极管，第二防反单元包括第二二极管，锁定单元包括第三二极管，第一二极管的阳极与第二计数器的输出端连接，第一二极管的阴极与第一计数器的输入端连接；第二二极管的阳极与失超检测模块连接，第二二极管的阴极与第一计数器的输入端连接；第三二极管的阳极与第二二极管的阴极连接，第三二极管的阴极与第二二极管的阳极连接。其中，超导磁体系统的失超保护电路包括至少两个开关控制模块，至少两个开关控制模块并联在失超检测模块和开关模块的控制端之间，在每个开关控制模块的输出端和开关模块的控制端之间包括第三防反单元。其中，第一预设时长的计算公式为：t＝W/P，t表示预设时长，W表示超导磁体系统失超需要的热量，P表示失超加热保护模块的功率。本专利技术实施例提供的超导磁体系统，包括超导磁体线圈和失超保护电路，失超保护电路包括：失超检测模块、电源模块、开关模块、开关控制模块和失超保护加热模块；通过失超检测模块检测超导磁体线圈的失超状态，并在检测到超导磁体线圈失超时向开关控制模块输出触发信号；以及通过开关控制模块在接收到触发信号后，控制开关模块导通第一预设时长，使得在超导磁体系统中某一线圈失超时，失超保护加热模块可以给各个超导磁体线圈进行加热，进而使得各个超导磁体线圈的温度可以较为快速地升高，进而破坏各个超导磁体线圈呈现超导特性的条件，引导超导磁体系统中各个超导磁体线圈失超。通过扩展失超过程避免某一线圈局部失超时的热量集中，使得热量尽可能均匀地消耗在整个超导磁体的各个超导磁体线圈中，进而使得热量通过各个超导磁体线圈被平均释放，进而防止超导磁体线圈损坏。并且第一预设时长根据超导磁体线圈失超所需热量和失超加热模块的功率确定，进而避免失超保护加热模块对超导磁体线圈加热时间过长或过短导致的超导磁体线圈损坏。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种超导磁体系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的另一种超导磁体系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的另一种超导磁体系统的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的另一种超导磁体系统的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的另一种超导磁体系统的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的另一种超导磁体系统的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的另一种超导磁体系统的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的另一种超导磁体系统的结构示意图。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详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。正如
技术介绍
中所述，超导磁体中某个线圈失超时，失超线圈会产生大量热量，如果不及时引导，很容易烧坏超导线圈，并且只依靠超导磁体线圈内部自带的被动失超加热电路无法将失超线圈上的热量快速引导出去，造成磁体损坏。具体的，超导磁体线圈只有在满足特定条件下(如特定温度、磁场、电流密度)时才能体现超导特性，一旦条件被破坏，超导磁体将发生失超。超导磁体发生失超通常发生在某个线圈的一小部分，因此发生失超的线圈的一小部分不再是超导态，并进入电阻状态，超导磁体可能储存有兆焦耳级的能量，在失超后，这些能量在该发生失超的线圈的电阻体积中被消耗，如果不适当处理失超过程，就会在发生失超的线圈局部封闭区域中消耗该能量，从而引起局部温度上升，造成磁体线圈的损坏。因超导磁体线圈内部自带的被动失超加热电路的加热能力有限，因此无法快速引导其他磁体线圈失超，无法将发生局部失超线圈所产生的热量平均释放，使得该热量被失超线圈的局部消耗，造成磁体线圈的损坏。基于以上原因，本专利技术实施例提供一种超导磁体系统，图1是本专利技术实施例提供的一种超导磁体系统的结构示意图，参考图1，该超导磁体系统包括超导磁体线圈100和失超保护电路200，失超保护电路200包括：失超检测模块210、电源模块220、开关模块230、开关控制模块240和失超保护加热模块250；电源模块220、开关模块230和失超保护加热模块250串联；开关模块230导通时失超保护加热模块250使超导磁体线圈100失超；失超检测模块210的输入端与超导磁体线圈100连接，失超检测模块210的输出端与开关控制模块240的输入端连接，失超检测模块210用于检测超导磁体线圈100的失超状态，并在检测到超导磁体线圈100失超时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导磁体系统，包括超导磁体线圈和失超保护电路，其特征在于，所述失超保护电路包括：失超检测模块、电源模块、开关模块、开关控制模块和失超保护加热模块；所述电源模块、所述开关模块和所述失超保护加热模块串联；所述开关模块导通时所述失超保护加热模块使所述超导磁体线圈失超；所述失超检测模块的输入端与所述超导磁体线圈连接，所述失超检测模块的输出端与所述开关控制模块的输入端连接，所述失超检测模块用于检测所述超导磁体线圈的失超状态，并在检测到所述超导磁体线圈失超时向所述开关控制模块输出触发信号；所述开关控制模块的输出端与所述开关模块的输入端连接，用于在接收到所述触发信号后，控制所述开关模块导通第一预设时长。

【技术特征摘要】
1.一种超导磁体系统，包括超导磁体线圈和失超保护电路，其特征在于，所述失超保护电路包括：失超检测模块、电源模块、开关模块、开关控制模块和失超保护加热模块；所述电源模块、所述开关模块和所述失超保护加热模块串联；所述开关模块导通时所述失超保护加热模块使所述超导磁体线圈失超；所述失超检测模块的输入端与所述超导磁体线圈连接，所述失超检测模块的输出端与所述开关控制模块的输入端连接，所述失超检测模块用于检测所述超导磁体线圈的失超状态，并在检测到所述超导磁体线圈失超时向所述开关控制模块输出触发信号；所述开关控制模块的输出端与所述开关模块的输入端连接，用于在接收到所述触发信号后，控制所述开关模块导通第一预设时长。2.根据权利要求1所述的超导磁体系统，其特征在于，还包括：电流控制模块，所述电流控制模块与所述电源模块、所述开关模块和所述失超保护加热模块串联，用于控制所述失超保护加热模块的电流。3.根据权利要求1所述的超导磁体系统，其特征在于，所述开关模块包括与所述电源模块连接的第一端和与所述失超保护加热模块连接的第二端，以及并联在所述开关模块的第一端和第二端的至少两条开关支路，每条所述开关支路包括一个或至少两个串联在所述开关模块的第一端和第二端的控制开关，每个所述控制开关分别包括与所述开关控制模块的输出端连接的输入端。4.根据权利要求3所述的超导磁体系统，其特征在于，所述开关模块包括两条并联的开关支路，每条开关支路包括两个串联的控制开关。5.根据权利要求1所述的超导磁体系统，其特征在于，所述开关控制模块包括第一计数器、第二计数器、第一防反单元、第二防反单元和锁定单元；所述失超检测模块的输出端与所述第二计数器的输入端连接，所述第二计数器的输出端通过第一防反单元与所述第一计数器的输入端连接，所述第一计数器的输出端作为所述开关控制模块的输出端；所述失超检测模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉满，
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