具有受到支撑的外部线圈的螺线管磁体制造技术

本发明专利技术涉及具有受到支撑的外部线圈的螺线管磁体。一种用于针对轴向力（BF）在螺线管磁体装置中保持一对外部线圈（14）的装置，包括在特定圆周位置中沿着体积力（22）的方向围绕每一个外部线圈的条带元件（16），在外部线圈之一上的每一个条带元件被拉伸构件（18）连结到在该对外部线圈中的另一外部线圈上的相应的条带元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于生产具有受到支撑的外部线圈的螺线管磁体的方法，和如此生产的螺线管磁体。本专利技术特别地涉及用于在磁共振成像(MRI)系统中用作磁场发生器的这种螺线管磁体。特别地，本专利技术涉及由超导导线形成的这种磁体。
技术介绍
在已知的磁体装置中，螺线管磁体通常包括具有相对较大匝数并且因此具有相对较大截面的端部线圈，和具有较小匝数并且因此具有较小截面的多个内部线圈。传统上，被准确地用机器加工的线圈架(former)例如柱形铝制线圈架设置有被适当地成形的凹部，导线在所述凹部中缠绕以形成线圈。可以或者通过其中在被缠绕到线圈架上之前导线被传送通过树脂浴器的湿法缠绕或者线圈可以被干法缠绕(在所述干法缠绕中所完成的线圈和线圈架随后被浸渍在树脂浴器中)，来利用热固性树脂浸渍线圈。可替代地，模制线圈的装置是已知的。在这些装置中，缠绕线圈被放置到树脂浴器中，并且在树脂浴器内利用树脂浸渍精制的线圈。树脂然后被固化，并且在树脂中嵌入的固体线圈得以生产。例如通过夹持到线圈架或者其它机械支撑结构上，这些模制线圈然后被组装到磁体中。主动屏蔽的(actively shielded)磁体还设置有屏蔽线圈，其是具有比螺线管磁体的端部线圈和内部线圈更大的直径的外部线圈。这种屏蔽线圈通常被缠绕到被准确地用机器加工的金属轴颈中，并且使用围绕轴颈沿着圆周隔开的多个薄片(web)将这些轴颈附接到线圈架。这些已知的装置存在某些缺陷。在使用中，由于线圈与所产生的磁场的交互，所以屏蔽线圈经受大的力。这些力中的一些例如被称作体积力的力沿着轴向作用。体积力通常远离磁体中心推动各屏蔽线圈， 但是根据磁体的设计，体积力可以作用以朝向磁体中心和朝向彼此推动各屏蔽线圈。其它力例如所谓的环向应力沿着径向作用，从而趋于将线圈扩展为更大的直径。对抗这些轴向和径向力所要求的、通过薄片的反作用力在线圈架上施加应变，从而要求线圈架和薄片是大的和重的以抵制这些力。这些力可以引起屏蔽线圈相对于轴颈移动。这种运动可以引起屏蔽线圈的局部加热，这在超导磁体中可以导致失超。作用于屏蔽线圈上的力可以引起轴颈或者它的支撑结构挠曲。由于这种挠曲，抵制线圈上的力的力反作用路径然后基本在屏蔽线圈的径向内边缘处作用，并且反作用力由有限的线圈表面面积承受。这可以引起线圈自身变形，线圈自身变形还可以在超导线圈中导致失超。传统上，提供了大的和重的支撑结构以抵制作用于外部线圈上的力。在美国专利5237300中描述了一种用于保持屏蔽线圈的实例装置。在该文献中， 据说在线圈支撑柱体内安装屏蔽线圈。如在传统上使用地那样，被准确地用机器加工的轴颈连同它的支撑结构是大的、重的、昂贵的，并且仅仅可从有限数目的供应商获得。从轴颈工厂到磁绕组设施的输送成本可能是相当大的。大轴颈的存储可能是困难的和高成本的。
技术实现思路
本专利技术相应地提供一种用于在屏蔽线圈的预期相对位置中保持屏蔽线圈的新装置。本专利技术相应地提供如在所附权利要求中限定的方法和设备。 附图说明通过与附图相结合地考虑本专利技术的某些实施例的以下描述，本专利技术的以上和另外的目的、特征和优点将变得更加明显，其中图1示出根据本专利技术的实施例的线圈组件的部分轴向截面视图； 图IA示出在本专利技术的实施例中采用的柔性安装件；图2示出根据本专利技术的实施例的屏蔽线圈和屏蔽线圈保持设备的一个部分的部分轴向截面；图3示出根据本专利技术另一实施例的屏蔽线圈和屏蔽线圈保持设备的一个部分的部分轴向截面；图4示出根据本专利技术的一个实施例的、在制造期间的某个阶段处的屏蔽线圈和屏蔽线圈保持设备的一个部分的部分轴向截面；图4A示出当沿着方向V观看时图4的设备的部分径向截面视图；以及图5示出当沿着方向V观看时图4的设备的部分平面视图。具体实施例方式根据本专利技术，利用条带元件针对轴向体积力保持成对的外部线圈例如屏蔽线圈， 在特定圆周位置中，所述条带元件沿着体积力的方向围绕每一个屏蔽线圈延伸，每一个条带元件被拉伸构件连结到在该对屏蔽线圈中的另一屏蔽线圈上的、相应的条带元件。图1示出根据本专利技术的实施例的主动屏蔽的磁体的部分轴向截面。该结构围绕平行于线A-A的轴线是基本旋转对称的。在本说明书内，术语“轴向的”和“沿着轴向”被用于表示平行于线A-A的方向，而术语“径向的，，和“沿着径向，，被用于表示垂直于线A-A的方向。螺线管磁体包括例如在铝线圈架13上被结合到一起的、具有类似的内径的内部线圈10和端部线圈12。在所示意的实例中，铝线圈架13包括在其中缠绕线圈10、12的环形凹部。在这些凹部内可以例如利用环氧树脂浸渍线圈。箭头BF代表当磁体在使用中时作用于各种线圈上的轴向体积力的方向。在该实例中，在内部线圈10和端部线圈12上的体积力朝向该结构的中心作用。主动屏蔽的磁体还包括屏蔽线圈14。也提供了箭头BF以示意当磁体在使用中时作用于屏蔽线圈上的体积力。如在该实例中所示，体积力沿着轴向远离磁体中心地作用于屏蔽线圈上。屏蔽线圈14具有比内部线圈10和端部线圈12更大的半径，并且被保持结构支持成与内部线圈和端部线圈同心，该保持结构是本专利技术的主题。根据本专利技术，每一个屏蔽线圈14在特定圆周位置中均设置有多个条带元件16。每一个条带元件16均被拉伸构件18连结到在成对屏蔽线圈中的另一屏蔽线圈上的相应的条带元件16。条带元件和拉伸构件由坚固的、优选地非磁性并且优选地轻质的材料构成。实例材料包括铝、主要由铝构成的合金、不锈钢和纤维增强的合成材料。在所示意的实例中， 拉伸杆组件18a在轴向内端部处适当地带有螺纹，并且与套筒螺母18b连结。套筒螺母允许调节每一个拉伸构件的长度并且从而允许对于屏蔽线圈14的对准进行调节。屏蔽线圈14被支撑框架20和拉伸构件18支持成与包括内部线圈10和端部线圈 12的内部磁体结构同心。通常并且如在图1中所示意地，一些拉伸构件18被支撑框架20 支撑，而其它的则不这样。必须提供足够数目的拉伸构件18以防止屏蔽线圈14在操作中由于轴向体积力的作用而变形。这将根据磁体而改变，但是可以发现围绕屏蔽线圈14的圆周均勻地分布的十二个拉伸构件18是足够的。如与内部磁体结构的线圈10、12相比，要求支撑框架20以机械方式在固定的相对位置中保持屏蔽线圈14。可以发现围绕屏蔽线圈14 的圆周均勻地分布的三个支撑框架20是足够的。每一个支撑框架20可以在支撑框架的径向外部末端处或者靠近此处以机械方式连结到相应的拉伸构件18。以此方式，屏蔽线圈14被支持成与内部线圈10和端部线圈12 同心，并且通过拉伸构件18中的张力，作用于每一个屏蔽线圈14上的体积力BF被作用于另一屏蔽线圈14上的体积力BF抵消。支撑框架20不需要在抑制作用于屏蔽线圈上的体积力BF方面发挥任何作用，而是针对重力支持屏蔽线圈14，并且保证屏蔽线圈14与包括内部线圈10和端部线圈12的内部磁体结构共轴对准。利用任何适当的装置，例如，如所示意地使用安装件21，支撑框架20以机械方式连结到相应的拉伸构件18，所述安装件21可以是沿着径向可调节的以保证屏蔽线圈14与内部磁体结构的线圈10、12共轴对准。拉伸构件18应该被沿着轴向约束到支撑框架20以防止屏蔽线圈14相对于支撑框架20的任何不希望的轴向运动。通过支撑框架20到拉伸构件18的这个连结，屏蔽线圈14相对于内部磁体本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种用于磁共振成像系统的螺线管电磁装置，包括：－环形内部线圈（１０）和环形端部线圈（１２），所述线圈全部围绕轴线（Ａ－Ａ）同心对准，所述端部线圈被放置在沿着轴向的所述内部线圈的外侧的轴向末端处；－围绕所述轴线同心对准的一对环形外部线圈（１４）；以及－针对推动所述外部线圈相互远离的轴向力（ＢＦ）保持该对外部线圈（１４）的装置，包括：　　　　　　　条带元件（１６），所述条带元件在特定圆周位置中围绕每一个外部线圈的径向内部表面（２４）、径向外部表面（２６）和轴向外部表面（２２）延伸，在所述外部线圈之一上的每一个条带元件被拉伸构件（１８）连结到在该对外部线圈中的另一外部线圈上的相应的条带元件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SJ卡尔弗特，
申请(专利权)人：英国西门子公司，
类型：发明
国别省市：GB