【技术实现步骤摘要】
一种超导匀场调控方法
[0001]本专利技术属于磁共振领域,具体涉及一种超导匀场调控方法。
技术介绍
[0002]磁共振用超导磁体不仅要求磁体具有足够的磁场强度,同时要求磁体具有足够高的磁场均匀度,磁场均匀度不达标将导致整个磁共振仪器无法正常使用。然而,超导磁体在绕制、装配、运输、冷却等过程中不可避免地会引入工程误差,造成中心区域磁场均匀度损失,这样的磁场环境不能直接用于磁共振检测。为了提高磁体中心区域内磁场均匀度,常用的方法是引入额外的匀场装置,即通过对一种或多种匀场装置的综合应用,最终将中心区域的磁场均匀度提升至磁共振分析所需的水平。常规中低场磁共振超导磁体一般采用铁片和室温匀场方法即可将磁场均匀度提升至可用水平,而高场磁共振超导磁体的均匀场形成方法比着中低场超导磁体有着显著的挑战。高场磁共振超导磁体由于磁场强度高,磁场不均匀谐波分量大,仅使用铁片和室温匀场方法难以将强度很大的磁场不均匀谐波分量有效消除,因而有必要引入超导匀场装置。超导匀场能够加载很高的运行电流,相比铁片和室温匀场具有非常高的灵敏度,能够有效消除高场超导磁体磁场中的高强度的不均匀谐波分量,而且超导匀场线圈和磁体线圈一样被包围在低温容器中,工作温度稳定,导线中的电流能够持续运行。通过超导匀场线圈调整后的高场磁共振主磁场均匀度得到显著提高,并且这种改善后的磁场能够稳定保持,可以认为超导匀场系统不受外界环境干扰。因此,高性能的超导匀场方法对于高场超导磁体技术在磁共振上的应用转化有着重要意义。
[0003]中国专利技术专利CN114236440A ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超导匀场调控方法,其特征在于,包括如下步骤:第一步,逐个打开超导匀场线圈,通过加热超导开关来消除超导匀场线圈中的感应电流;第二步,测量磁体中心区域中心轴上的磁场分布,以作为基础磁场,然后打开一个轴向超导匀场线圈,加载一定强度的电流后,闭合该轴向超导匀场线圈,再次测量磁体中心区域中心轴上的磁场分布,然后打开该轴向超导匀场线圈,退去该轴向超导线圈内的电流,如此操作进行其他轴向超导匀场线圈的测量,接着测量磁体中心区域球面上的磁场分布,以作为基础磁场,然后打开一个径向超导匀场线圈,加载一定强度的电流后,闭合该径向超导匀场线圈,再次测量磁体中心区域球面上的磁场分布,然后打开该径向超导匀场线圈,退去该径向超导匀场线圈内的电流,如此操作进行其他径向超导匀场线圈的测量;第三步,将测量得到的超导匀场线圈磁场和相应的基础磁场做差,得到超导匀场线圈的净磁场,所述超导匀场线圈至少包括一阶匀场线圈,即轴向Z1超导匀场线圈,径向X超导匀场线圈和径向Y超导匀场线圈,根据Z1超导匀场线圈的磁场方向确定Z坐标轴方向以及Z1超导匀场线圈的电流方向,根据X超导匀场线圈的磁场方向确定X坐标轴的方向以及X超导匀场线圈的电流方向,根据Y超导匀场线圈的磁场方向确定Y坐标轴的方向以及Y超导匀场线圈的电流方向,然后以Z坐标轴、X坐标轴、Y坐标轴组成的笛卡尔坐标系为基准,根据其余超导匀场线圈的净磁场方向确定相应的电流方向;第四步,再次逐个打开超导匀场线圈,通过加热超导开关来消除超导匀场线圈中的感应电流,测量磁体中心区域球面上的磁场分布,以作为初始磁场,然后根据第三步判定得到的超导匀场线圈的电流方向和空间方位,利用超导匀场线圈单位电流产生的磁场分布乘以相应待求解的电流强度来对初始磁场进行拟合运算,将上述计算得到的电流强度通入所有超导匀场线圈并闭合超导匀场线圈,然后测量磁体中心区域球面上的磁场分布并评估磁场均匀度;第五步,将第四步匀场后的磁体中心区域球面上的磁场分布作为初始磁场,进一步采用单个超导匀场线圈进行匀场,计算每个超导匀场线圈单独使用时的预期磁场均匀度,并对所有超导匀场线圈单独使用时的预期磁场均匀度进行比较,取最优预期磁场均匀度的超导匀场线圈进行磁场调控,将上述计算得到的电流强度通入该超导匀场线圈并闭合该超导匀场线圈,然后测量磁体中心区域球面上的磁场分布,如此操作逐个进行其余的超导匀场线圈的磁场调控计算与测试,直至将磁场均匀度提升至最高水平。2.根据权利要求1所述的一种超导匀场调控方法,其特征在于:所述第一步,超导匀场线圈内是否存有残余感应电流的判定标准为:在对超导匀场线圈超导开关上的加热丝进行加热的时候,测量超导匀场线圈进出线两端是否有电压,如有电压则说明感应电流未完全消除,继续加热超导开关加热丝,直至超导匀场线圈进出线两端电压完全消失。3.根据权利要求1所述的一种超导匀场调控方法,其特征在于:所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员:王耀辉,王秋良,
申请(专利权)人:中国科学院电工研究所,
类型:发明
国别省市:
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