磁化永磁体的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种磁化线圈单元以及一种制造磁化线圈单元的方法。该线圈包括具有卷绕铜片的电磁线圈，其中铜片的宽度等于电磁线圈的高度。一种磁化组件包括多个磁化线圈单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁化永磁体的方法和装置，特别是涉及磁化用在磁共振成像(MRI)系统中的磁体。
技术介绍
有各种利用永磁体的磁成像系统。这些系统包括磁共振成像(MRI)，磁共振治疗(MRT)和核磁共振(NMR)系统。MRI系统被用于对病人的部分身体进行成像。MRT系统通常较小并且被用于监视病人身体内外科手术器械的运动。NMR系统被用于检测来自于被成像材料的信号，从而确定材料的成份。这些系统通常将两个或多个永磁体直接安装到被经常称作轭的支承物上。成像空间设置在磁体之间。人或材料被放置在成像空间中，图像或信号可被检测到，并由诸如计算机的处理器进行处理。现有技术的成像系统还包括邻近面向成像空间的永磁体成像表面的极片和梯度线圈。该极片按需要形成磁场，并且减少或消除不希望的涡电流，该涡电流建立在轭和永磁体的成像表面中。使用在现有技术成像系统中的永磁体通常是磁铁的组装件或是由粘合剂连接在一起、各小型永磁块所构成的磁体。诸如，所述块在形状上通常是正方形，长方形或梯形。该永磁体用粘合剂通过将预磁化块彼此连接在一起而组装起来。在处理磁化块时需要特别小心，以避免它们消磁。包括该永磁体块的组装后的永磁体被放置在成像系统中。诸如，该永磁体被连接到MRI系统的轭上。由于永磁体被强力地吸附到铁，永磁体通过特殊的自动机械或通过使用曲柄沿部分轭滑动永磁体连接到MRI系统的轭上。如果松脱，该永磁体会变成飞行的导弹，飞向任何在它附近的铁质物体。因此，这种成像系统的标准制造方法是复杂而昂贵的，因为它需要特殊的自动机械和/或特别的注意。为了磁化现有技术的永磁铁，使用一种脉冲磁场。该脉冲磁场产生在一个线圈中，该线圈传统上由分层绕组扁线(layer winding rectangular wire)所制成。由于难于制成具有很长长度的大横截面的扁线，所以将多个短长度的线缆连接在一起而构成该线圈。这些连接通常具有机械和电气缺陷。同样的是，对于厚的线绕组来说，层与层之间的过渡是困难的。这些过渡通常导致角与角的接触，其会破坏绝缘并且导致操作中的短路。另外，该过渡通常导致较低的填充因子，在每层的端部失去1/4或更多的匝数。传统脉冲磁化线圈的另一个问题在于来自脉冲的焦耳热量。典型地，该传统脉冲线圈在施加脉冲前在液氮中被冷却，从而降低该铜线圈的电阻率。在77K温度以下，铜的电阻率大约下降8倍。但是，在脉冲过程中电流的通过典型地将线圈加热到77K以上，导致了电阻率的极大提高。因此，为了施加第二脉冲，该线圈必须被从前驱体移走并重新冷却。
技术实现思路
根据本专利技术的一个优选方面，提供一种磁化线圈单元，其包括卷绕金属片电磁线圈，适于对永磁前驱体进行磁化。根据本专利技术的另一个优选方面，提供一种包括多个磁化线圈单元的磁化组件，每个磁化线圈单元包括位于壳体中的卷绕铜片，该壳体在壳体的底部包括冷却剂输入端口、在冷却剂输入端口中的多个微型通道以及位于壳体顶部的冷却剂输出端口。根据本专利技术的另一个优选方面，提供一种制造磁化线圈的方法，该方法包括将铜片缠绕成线圈，从而形成电磁线圈，该铜片的宽度等于电磁线圈的高度。根据本专利技术的另一个优选方面，提供一种制作永磁体的方法，该方法包括用至少一个磁化线圈单元围绕未磁化或部分磁化的前驱体，该磁化线圈单元包括卷绕金属片电磁线圈，并且向前驱体提供脉冲磁场，从而形成永磁体。附图说明图1是示出根据本专利技术第一优选实施例的制成磁化线圈单元方法的示意图；图2是示出根据本专利技术第二优选实施例的磁化线圈单元的示意图；图3是示出根据本专利技术第三优选实施例的磁化线圈单元组件的示意图； 图4是示出根据本专利技术第三优选实施例的磁化线圈单元组件的透视图；图5是图3中脉冲磁体组件的电路图；图6是示出本专利技术优选实施例的电流相对于时间的图。附图标记1 电磁线圈；3 铜片；5 绝缘片；7 第一引线(起始引线)；9 第二引线(结束引线)；11 壳体；13 腔体；15 间隙；17 冷却剂输入部分；19 冷却剂输入端口；21 微型通道；23 底壁；24 底部凸缘；25 内壁；26 冷却剂输出端口；27 顶壁；29 外壁；30 绝缘材料；31 突起；33 开口；35 O型环凹槽；37 前驱体；39 轭；41 电阻；42 阻抗；43 电表；45 电池或电容；47 二极管；49 电源；51 开关；100 磁化线圈单元；200 磁化线圈组件。具体实施例方式本专利技术人已经认识到如果永磁前驱材料的未磁化块被首先组装形成前驱体，然后该前驱体被磁化从而形成永磁体，永磁体的制造方法可以被简化。由于未磁化块在组装过程中容易处理，所以在将未磁化块组装在一起后，对前驱合金体的磁化简化了组装过程。如果未磁化(甚至部分磁化的)材料块被组装起来，就不需要对防止所述块的消磁非常小心。另外，场均匀性的改善和晃动时间的减少可以通过在磁化前驱体前将前驱体加工成用于成像系统中所希望的形状来获得。由于前驱体是未磁化的，其可以被容易地加工成所希望的形状，而无需考虑它在机加工过程中会被消磁。优选地，前驱体在被连接到成像系统的支承物或轭后被磁化。同样优选地是，通过临时在未磁化前驱体周围提供磁化线圈，然后从线圈向前驱体施加脉冲磁场以将前驱体转换成永磁体，来将永磁前驱体磁化。在将前驱合金体安装到成像系统中之后对该前驱合金体的磁化极大地简化了安装过程，并且还增加了处理过程的安全性，这是因为未磁化体不会被附近的铁质物体吸引。因此，不会存在未安装物体变成瞄准周围铁质物体的飞行导弹的危险。另外，因为尚未磁化，未连接、未磁化体不会贴到铁质轭的错误位置上。因此，可以避免使用特殊的自动机械和/或曲柄，这就降低了成本并且加强了制造过程的简化。本专利技术人已经认识到，如果磁性线圈由不同于绕组线的扁平绕组铜片所制成，那么磁化线圈的制造方法可以被简化。优选地，所述片的宽度至少大于其厚度的10倍。通过使用铜片而不是线，线圈可以被制成具有极少接头甚至没有接头。另外，扁平绕组更为简单并且典型地导致更高的填充因子。此外，通过与铜片的共同缠绕绝缘，可以简化制造。将会对根据本专利技术优选实施例的制造磁化线圈单元的方法进行说明。在本实施例中，磁化线圈单元通过扁平包裹(pancake wrapping)诸如铜片的金属片以形成电磁线圈(solenoid)来形成。与每层包括多圈线的传统磁化线圈单元不同，优选地每层仅仅有单个铜片缠绕。即，铜片的宽度优选地等于电磁线圈的高度。裸露或薄膜绝缘的铜优选作为用于电磁线圈的金属。但是，也可以使用其它适合的金属。为了使电流在铜片层之间不出现短接，优选地在层之间提供绝缘。图1示出提供这种绝缘的一种方法。在本实施例中，绝缘片5从相应的绕线轴与铜片3共同缠绕以形成电磁线圈1。在缠绕过程中，可选的滚柱2被用来引导铜片3到线轴上。优选地，绝缘片5是多孔的，从而允许冷却剂在铜片5层间的渗透。但是，该绝缘片可是实心的。优选地，该绝缘片5是多孔玻璃纤维片。在本专利技术的另一个优选实施例中，在缠绕之前，绝缘作为薄膜被应用在铜片3上。在本专利技术的另一个优选实施例中，该绝缘可以象是带子一样螺旋包覆在裸露或经薄膜绝缘的铜片上。优选地，该螺旋包覆覆盖铜片3表面的20-50％。但是可以将覆盖率提升到100％。图2示出根据本专利技术优选实施例的磁化线圈单元100的剖面。该磁化单元100包括电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁化线圈单元（１００），包括适于磁化永磁前驱体（３７）的卷绕金属片（３）电磁线圈（１）。

【技术特征摘要】
US 2003-10-1 10/674,4951.一种磁化线圈单元(100)，包括适于磁化永磁前驱体(37)的卷绕金属片(3)电磁线圈(1)。2.根据权利要求1所述的磁化线圈单元，其中卷绕的金属片(3)由铜制成；卷绕铜片(3)的宽度基本上等于电磁线圈(1)的高度；卷绕铜片不包括任何接头；以及卷绕铜片被扁平包裹。3.根据权利要求2所述的磁化线圈单元，还包括缠绕在卷绕铜片(3)中连续铜层之间的绝缘层(5)。4.根据权利要求3所述的磁化线圈单元，其中，冷却剂通过位于卷绕铜片(3)的绕组之间的空间与多孔绝缘层(5)中的至少一个而适于从输入端口(19)移动到输出端口(26)，所述多孔绝缘层(5)位于卷绕铜片(3)的绕组之间。5.一种磁化组件(200)，包括多个磁化线圈单元(100)，每个磁化线圈单元包括处于壳体(11)中的卷绕铜片(3)，该壳体(11)包括位于壳体底部的冷却剂输入端口(19)、处于冷却剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃文格洛斯T拉斯卡里斯，保罗S汤普森，李亮，凯瑟琳M阿姆，布伦特阿克塞尔，小迈克尔A帕尔莫，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]