磁体组件及其温控方法技术

本发明专利技术涉及一种包括有被动温度控制的磁体组件。该磁体组件包括磁体、铁轭及正温度系数加热装置。所述磁体用于产生磁场。所述铁轭用于屏蔽至少一部分所述磁体。所述正温度系数加热装置设置于所述铁轭上用来稳定该铁轭的温度。此外，本发明专利技术还涉及一种铁轭组件和一种提供磁体组件温度控制的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁体组件及控制该磁体组件温度的方法，尤其涉及一种在其磁轭上设置有温度控制元件的磁体组件及控制该磁体组件温度的方法。
技术介绍
磁体，比如超导磁体(Superconducting Magnet)、永久磁体(Permanent Magnet) 及/或常导磁体(Resistive Magnet)已经被广泛的使用在不同的应用中，比如应用在核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)中。通常，磁体被磁性屏蔽从而来避免该磁体所产生的磁场对靠近该磁体的电子设备造成不利的影响。目前，用来屏蔽磁体的方法有主动屏蔽和被动屏蔽。相较于主动屏蔽，被动屏蔽的成本效益较高，从而被动屏蔽的磁体，比如被动屏蔽的超导磁体被使用在不同的应用中。通常，被动屏蔽采用铁轭(Iron Shield or Iron Yoke) 来对磁体进行屏蔽。然而，铁轭的磁性(Magnetic Property)会随着其温度的变化而变化。 这种变化反过来会对磁体产生的磁场产生不利的影响，从而导致磁场不稳定产生波动。目前，已有多种方法尝试来控制被动屏蔽的磁体的温度，比如主动温度控制装置。 该主动温度控制装置设置有用来监控铁轭温度的温度传感器和控制器。该控制器根据一定的运算法则，如比例、积分和微分运算法则并利用温度传感器的数据来控制加热装置从而使系统维持在一定的温度区间。然而，该主动温度控制装置增加了温度控制系统的复杂度和成本。所以，需要提供一种新的磁体组件和控制该磁体组件温度的方法。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提供了一种包括有被动温度控制的磁体组件。该磁体组件包括磁体、铁轭及正温度系数加热装置。所述磁体用于产生磁场。所述铁轭用于屏蔽至少一部分所述磁体。所述正温度系数加热装置设置于所述铁轭上用来稳定该铁轭的温度。本专利技术另一个实施例提供了一种铁轭组件。该铁轭组件包括铁轭及正温度系数加热装置。所述铁轭用于屏蔽至少一部分磁体来限制该磁体产生的漏磁。所述正温度系数加热装置设置于所述铁轭上用来稳定该铁轭的温度。其中所述铁轭组件提供不包括温度传感器或温度控制器的被动温度控制。本专利技术的实施例进一步提供了一种提供磁体组件温度控制的方法。该方法包括设置磁体，该磁体用来产生磁场；设置铁轭，该铁轭用来屏蔽至少一部分所述磁体；于所述铁轭上设置正温度系数加热装置；及被动的控制所述铁轭的温度。附图说明通过结合附图对于本专利技术的实施例进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中图1为本专利技术磁体组件的一个实施例的立体示意图；图2为图1所示的本专利技术磁体组件的一个实施例的轴对称的剖面平面示意图；图3为本专利技术中电源和正温度系数加热装置的电路的一个实施例示意图；图4-5为本专利技术包括有相变元件的磁体组件的一个实施例的轴对称的剖面平面示意图；图6为本专利技术磁体组件的另一个实施例的示意图；及图7为专利技术中电源、正温度系数加热装置和电加热器的电路的一个实施例的示意图。具体实施例方式图1所示为本专利技术磁体组件10的一个实施例的示意图。如图1所示，磁体组件10 包括磁体11和铁轭(Iron Siield或Iron Yoke) 120在一些实施例中，磁体11作为磁场源来产生磁场以应用在与健康及安全和检测相关的成像中。铁轭12包围着至少一部分磁体并作为一个被动屏蔽体把磁体11所产生的磁场限制在其内，从而避免磁场对磁体11附近的电子设备造成不利的影响。在图1所示的实施例中，磁体11包括螺线管装的缠绕线圈。铁轭12具有圆柱状结构且开设有腔室(未标注)用来收容磁体11。在一个示例中，铁轭12和磁体11同轴。 在一些应用中，铁轭12可包含有一个或多个磁性材料并且由复数个单独设置的板状元件组合而成。在一些示例中，铁轭的一个或多个磁性材料可包括铁酸盐(Ferrites)材料、钢材料、磁性合金或其他合适的磁性材料。根据不同的设计要求，铁轭12可围绕磁体11的一部分或整体，且可具有不同的形状和设计。在一些非限定性的示例中，螺线管线圈11可包括超导线圈。该超导线圈可由铌-钛合金、铌三锡、二硼化镁、铋锶钙铜的氧化物(BSCCO)、钇钡铜氧(TOCO)等超导材料制成。此外，如图1所示，磁体组件11可进一步包括设置在线圈11和铁轭12间的热屏蔽 13。线圈11设置在热屏蔽13内。在本专利技术的一些实施例中，磁体组件10可包括有冷却元件(Refrigerating Element)或其他冷却装置，比如低温保持器(Cryostat)或包含有液态氮的容器来制冷超导线圈11。另外，磁体组件10还可包括设置在铁轭12外围的真空装置，这些业界技术人员都可以容易实施。在一些应用中，真空装置可用来收容热屏蔽13、制冷装置和超导线圈11从而在外围环境和内部低温环境间提供热绝缘。热屏蔽13可用来减少外围环境和低温环境间辐射热和对流热的传导。在图1所示的实施例中，制冷装置和真空装置均未图示。在一定的实施例中，磁体组件10根据不同的应用从而可包括其他元件来与超导线圈相配合。在本专利技术的实施例中，铁轭12包括有磁性材料且在一定的温度范围内运作，其不仅用来限制漏磁场(Stray Field)而且可用来促进磁体11所产生的磁场稳定和均勻。在一些例子中，铁轭的磁性可随着其温度的变化而变化，这可导致磁体11产生的磁场的波动。因此，如图1和图2所示，磁体组件10可进一步包括复数个与铁轭12热接触的正温度系数加热装置14，从而形成用于稳定铁轭12温度的被动温度控制以维持一个稳定的磁场。在一些实施例中，正温度系数加热装置是指其电阻可随其温度的增加而增加的装置，从而其可作为保护装置以防止过流(Over-current)及过热(Over-heating)。在一定的应用中，被动温度控制可指不包括主动控制器及/或温度传感器的控制。在本专利技术实施例中， 铁轭12的温度可通过正温度系数加热装置14本身的特性来控制，而不需要其他主动控制器及/或温度传感器。在一些示例中，正温度系数加热装置可包括有陶瓷材料，其并不局限于任何特定的正温度系数加热装置，比如钛酸钡陶瓷(Barium Titanate Ceramics)加热器。正温度系数加热装置的材料可根据不同的应用进行确定，从而使其具有不同的保护温度。在一定的应用中，正温度系数加热装置的保护温度可根据其材料的特性、封装要求及/或输入其上的电压来确定。在一些非限定示例中，正温度系数加热装置的保护温度可在30°C和70°C之间。在一个示例中，正温度系数加热装置的保护温度可在30°C和40°C之间，比如在核磁共振成像应用中。图1和图2所示的实施例仅是示意性的。在一些应用中，磁体组件10可包括一个或多个正温度系数加热装置，其数量、尺寸和位置可根据不同的应用来确定。在一定的应用中，磁体组件10也可包括一个或多个线圈11。在图1和图2所示的实施例中，铁轭12包括有主体15和设置在主体15两端的端部(Flanges) 16从而形成了用来收容线圈11的腔室。主体15具有圆柱形结构，端部16具有环形结构。主体15和端部16可以具有其他形状，比如多边形结构。如图2所示，端部16分别设置有与线圈11的中心孔(未标注)连通的开口(未标注)，比如来收容在核磁共振成像中进行扫描的物体。正温度系数加热装置14设置在铁轭12的主体15和端本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种包括有被动温度控制的磁体组件，包括：磁体，其用于产生磁场；铁轭，其用于屏蔽至少一部分所述磁体；及正温度系数加热装置，其设置于所述铁轭上用来稳定该铁轭的温度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武安波，潘军，赵燕，黄先锐，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US