專利名稱：Mri主磁體及其杜瓦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及核磁共振設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種MRI主磁體及其杜瓦。
背景技術(shù)：
MRI (Magnetic Resonance Imaging,磁共振成像)儀器作為醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域最先進、最昂貴的診斷設(shè)備，應(yīng)用規(guī)模日益擴大。MRI主磁體是整個MRI儀器中的一個關(guān)鍵組成部分，用以產(chǎn)生一個高均勻度的恒定的主磁場。在各種主磁體中，超導(dǎo)主磁體在磁場強度以及磁場均勻度和穩(wěn)定性等方面相比其它主磁體都有著明顯的優(yōu)勢，成為MRI儀器中MRI主磁體的最佳選擇之一。MRI主磁體通常是由多個螺線管線圈組合而成的。MRI主磁體設(shè)備冷卻勵磁及正常工作狀態(tài)都是在低溫環(huán)境下進行的，一般情況采用液氦來保持超導(dǎo)線圈所需的低溫。在實現(xiàn)低溫超導(dǎo)過程中面臨最大的技術(shù)難題之一是盡可能減少超導(dǎo)主磁體漏熱，盡量減少MRI主磁體的熱負載，從而有效的減緩液氦揮發(fā)，如果使MRI主磁體漏熱量與制冷功率相匹配，可以提供穩(wěn)定的低溫超導(dǎo)環(huán)境，并且能保持MRI主磁體自供液氦和零蒸發(fā)，可使超導(dǎo)設(shè)備在無補液狀態(tài)下可以正常運行。目前，為了降低MRI主磁體漏熱量，減少液氦揮發(fā)率，提高MRI主磁體的使用性能，MRI主磁體采用絕熱性能好的真空杜瓦包裹超導(dǎo)線圈以減少漏熱，并采用制冷機來制冷。杜瓦為多層杜瓦層包裹液氦的結(jié)構(gòu)，最內(nèi)層的杜瓦包裹浸于液氦中的超導(dǎo)線圈，溫度較低，約為4. 2K，杜瓦最外層裸露于空氣中，溫度為常溫，在內(nèi)、外杜瓦層之間開設(shè)置有一層冷屏，冷屏根據(jù)具體設(shè)計可以控制到40K，也可以根據(jù)不同的設(shè)計控制為50K或60K。杜瓦的內(nèi)外各層間溫差較大，必然存在磁體漏熱的情況。杜瓦內(nèi)部具有一些必要的連接各層杜瓦的層間連接件，由于各層間具有溫度差，層間連接件上存在溫度梯度，使得熱量通過層間連接件向低溫杜瓦層傳導(dǎo)，增加其熱負載。如果磁體的漏熱量較大，就需要提高制冷功率或被動的通過液氦揮發(fā)來保證超導(dǎo)線圈的低溫運行環(huán)境，這兩種情況都會使設(shè)備的運行及維護成本升聞。因此，如何改變各層杜瓦之間的層間連接件的溫度梯度，減少漏熱量，降低所需制冷功率和液氦揮發(fā)率，以便降低設(shè)備的運行及維護的成本，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供了一種MRI主磁體及其杜瓦，以改變各層杜瓦之間的層間連接件的溫度梯度，減少漏熱量，降低所需制冷功率和液氦揮發(fā)率，使設(shè)備的運行及維護成本降低。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案本實用新型提供了一種杜瓦，用于包裹超導(dǎo)線圈，包括靠近所述超導(dǎo)線圈的內(nèi)杜瓦、遠離所述超導(dǎo)線圈的外杜瓦、連接各層杜瓦的層間連接件和設(shè)置于內(nèi)杜瓦與外杜瓦之間冷屏組成，其重點在于，還包括導(dǎo)冷帶，所述導(dǎo)冷帶一端與所述層間連接件導(dǎo)溫連接，另一端與所述冷屏導(dǎo)溫連接，所述溫度節(jié)點的溫度高于所述冷屏的溫度。優(yōu)選的，所述導(dǎo)冷帶為銅質(zhì)導(dǎo)冷帶。優(yōu)選的，還包括連接固定所述導(dǎo)冷帶的導(dǎo)冷鼻。優(yōu)選的，所述導(dǎo)冷鼻為銅質(zhì)導(dǎo)冷鼻。優(yōu)選的，所述導(dǎo)冷鼻設(shè)置于所述導(dǎo)冷帶的兩端。優(yōu)選的，所述導(dǎo)冷帶與所述冷屏通過螺栓連接。優(yōu)選的，所述導(dǎo)冷帶與所述層間連接件通過螺栓連接。優(yōu)選的，所述導(dǎo)冷帶與所述冷屏連接的連接部為鍍有導(dǎo)溫層的連接部。優(yōu)選的，所述導(dǎo)冷帶與所述層間連接件的溫度節(jié)點連接的連接部為鍍有導(dǎo)溫層的 連接部。本實用新型還提供了一種MRI主磁體，包括杜瓦和超導(dǎo)線圈，所述杜瓦為上述方案任一項所述的杜瓦。從上述的技術(shù)方案可以看出，本實用新型提供的一種MRI主磁體及其杜瓦，將冷屏與層間連接件通過導(dǎo)冷帶導(dǎo)溫連接，使得層間連接件上溫度節(jié)點與冷屏的溫度基本一致，達到改變層間連接件溫度節(jié)點溫度的作用，從而改變層間連接件的溫度梯度，減少了冷屏與內(nèi)杜瓦的漏熱量，降低了設(shè)備正常運行所需制冷功率的同時降低了液氦揮發(fā)率，從而降低設(shè)備的運行及維護成本。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型實施例提供的MRI主磁體及其杜瓦的示意圖。
具體實施方式
本實用新型公開了一種MRI主磁體及其杜瓦，以改變各層杜瓦之間的層間連接件的溫度梯度，減少漏熱量，降低所需制冷功率和液氦揮發(fā)率，使設(shè)備的運行及維護成本降低。下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。請參考圖1，圖I為本實用新型實施例提供的MRI主磁體及其杜瓦的示意圖。本實用新型提供了一種杜瓦，用于包裹超導(dǎo)線圈，包括靠近超導(dǎo)線圈的溫度較低的內(nèi)杜瓦I、遠離超導(dǎo)線圈的溫度較高的外杜瓦3、連接各層杜瓦的層間連接件4和設(shè)置于內(nèi)杜瓦I與外杜瓦3之間冷屏2組成，其重點在于，還包括導(dǎo)冷帶5，導(dǎo)冷帶5 —端與層間連接件4的溫度節(jié)點導(dǎo)溫連接，另一端與冷屏2導(dǎo)溫連接，溫度節(jié)點的溫度高于冷屏2的溫度。[0025]本實用新型提供的杜瓦，將冷屏2與層間連接件4上的溫度節(jié)點通過導(dǎo)冷帶5導(dǎo)溫連接，使得層間連接件4上的溫度節(jié)點與冷屏2的溫度基本相同，達到降低層間連接件4的溫度節(jié)點的溫度作用，從而改變層間連接件4的溫度梯度，減少冷屏2向內(nèi)杜瓦I的漏熱量，降低了設(shè)備正常運行所需制冷功率的同時降低了液氦揮發(fā)率，從而降低設(shè)備的運行及維護成本。在實際安裝過程中，層間連接件4上的溫度階段的選取非常重要，通常需要經(jīng)漏熱計算和軟件模擬在層間連接件4上找出一個點，當(dāng)這個點與冷屏2的溫度相同時冷屏2與內(nèi)杜瓦I通過層間連接件4的固體傳導(dǎo)漏熱量最小，即選取這個點為溫度節(jié)點。通過導(dǎo)冷帶5將層間連接件4的溫度節(jié)點與冷屏2導(dǎo)溫連接，使兩者溫度基本相同，促使層間連接件4的溫度梯度改變，進而降低冷屏2到內(nèi)杜瓦I的漏熱量。在本實施例中，導(dǎo)冷帶5的導(dǎo)冷截面積的選取也是需要經(jīng)過計算得出的。在具體應(yīng)用中，根據(jù)導(dǎo)冷帶5選取的材料性能及安裝位置經(jīng)過一系列計算，在節(jié)省材料的前提下計算出導(dǎo)冷帶5的導(dǎo)冷截面積。為了提高導(dǎo)冷效果的同時降低裝置成本，本實施例中，選取價格相對便宜且導(dǎo)溫效果較好的銅材料做導(dǎo)冷帶5。在本實施例中，還可包括連接固定導(dǎo)冷帶5的導(dǎo)冷鼻。在具體實施方式
中，可以根據(jù)導(dǎo)冷帶5所需安裝的杜瓦部分的結(jié)構(gòu)來決定導(dǎo)冷鼻的結(jié)構(gòu)形狀，一邊更好的固定導(dǎo)冷帶5。如果杜瓦與導(dǎo)冷帶5的安裝位置較小，也可以通過直接焊接或捆綁的方法達到連接固定導(dǎo)冷帶5的作用。為了進一步使導(dǎo)冷帶5便于安裝，在本實施例中，導(dǎo)冷帶5的兩個連接端均設(shè)置有導(dǎo)冷鼻。也可以只在導(dǎo)冷帶5 —端連接導(dǎo)冷鼻，另外一端焊接或直接捆扎于所需連接的位置上；或者兩端都不使用導(dǎo)冷鼻，采用一定的手段將導(dǎo)冷帶5與溫度節(jié)點接觸良好，起到導(dǎo)冷作用，具體做法根據(jù)具體結(jié)構(gòu)形式的不同而采用合適的方法。在本實施例中，導(dǎo)冷帶5的導(dǎo)冷鼻與層間連接件4和冷屏2均通過螺栓連接。通過連接螺栓可以簡單方便的將導(dǎo)冷帶5固定連接，且連接穩(wěn)定性較高。也可選用焊接或捆扎的方法將導(dǎo)冷鼻與層間連接件4或冷屏2連接，使導(dǎo)冷鼻貼附于杜瓦壁上，達到了導(dǎo)冷帶5與杜瓦連接的同時保證了兩者間的良好導(dǎo)溫性能。在連接處通常存在連接結(jié)構(gòu)不緊密或具有連接縫隙等問題，易影響導(dǎo)溫效果，為了降低這種影響，提高導(dǎo)冷帶5在層間連接件4與冷屏2間的導(dǎo)溫效果，本實施例在導(dǎo)冷帶5與層間連接件4的溫度節(jié)點連接的連接部及導(dǎo)冷帶5與冷屏2連接的連接部均鍍有導(dǎo)溫層。通過在連接處加鍍導(dǎo)溫材料，填補了連接縫隙的同時增強了導(dǎo)溫效果。此導(dǎo)溫層材料可以選用導(dǎo)溫效果好的脂或金屬。本實用新型還包括一種MRI主磁體，包括杜瓦和超導(dǎo)線圈，其重點在于，杜瓦為上述方案中的杜瓦。通過運用上述方案中的杜瓦，減少了漏熱量，降低了所需的制冷功率和液氦揮發(fā)率，減少液氦補充次數(shù)，降低設(shè)備的運行及維護成本。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的 情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種杜瓦，用于包裹超導(dǎo)線圈，所述杜瓦包括靠近所述超導(dǎo)線圈的內(nèi)杜瓦(I)、遠離所述超導(dǎo)線圈的外杜瓦(3)、連接各層杜瓦的層間連接件(4)和設(shè)置于所述內(nèi)杜瓦(I)與所述外杜瓦⑶之間的冷屏⑵組成，其特征在于，還包括導(dǎo)冷帶(5)，所述導(dǎo)冷帶(5) —端與所述層間連接件(4)的溫度節(jié)點導(dǎo)溫連接，另一端與所述冷屏(2)導(dǎo)溫連接，所述溫度節(jié)點的溫度高于所述冷屏(2)的溫度。
2.如權(quán)利要求I所述的杜瓦，其特征在于，所述導(dǎo)冷帶(5)為銅質(zhì)導(dǎo)冷帶。
3.如權(quán)利要求I所述的杜瓦，其特征在于，還包括連接固定所述導(dǎo)冷帶(5)的導(dǎo)冷鼻。
4.如權(quán)利要求3所述的杜瓦，其特征在于，所述導(dǎo)冷鼻為銅質(zhì)導(dǎo)冷鼻。
5.如權(quán)利要求3所述的杜瓦，其特征在于，所述導(dǎo)冷鼻設(shè)置于所述導(dǎo)冷帶(5)的兩個連接端。
6.如權(quán)利要求I所述的杜瓦，其特征在于，所述導(dǎo)冷帶(5)與所述冷屏(2)通過螺栓連接。
7.如權(quán)利要求I所述的杜瓦，其特征在于，所述導(dǎo)冷帶(5)與所述層間連接件(4)通過螺栓連接。
8.如權(quán)利要求I所述的杜瓦，其特征在于，所述導(dǎo)冷帶(5)與所述冷屏(2)連接的連接部為鍍有導(dǎo)溫層的連接部。
9.如權(quán)利要求I所述的杜瓦，其特征在于，所述導(dǎo)冷帶(5)與所述層間連接件⑷的溫度節(jié)點連接的連接部為鍍有導(dǎo)溫層的連接部。
10.一種MRI主磁體，包括杜瓦和超導(dǎo)線圈，其特征在于，所述杜瓦為權(quán)利要求1-9中任一項所述的杜瓦。
專利摘要本實用新型提供了一種杜瓦，用于包裹超導(dǎo)線圈，所述杜瓦包括內(nèi)杜瓦、外杜瓦、層間連接件和冷屏組成，還包括導(dǎo)冷帶，所述導(dǎo)冷帶一端與所述層間連接件的溫度節(jié)點導(dǎo)溫連接，另一端與所述冷屏導(dǎo)溫連接，所述溫度節(jié)點的溫度高于所述冷屏的溫度。本實用新型還提供了一種MRI主磁體，杜瓦為上述方案中的杜瓦。本實用新型提供的一種MRI主磁體及其杜瓦，將低溫的冷屏與層間連接件通過導(dǎo)冷帶導(dǎo)溫連接，達到降低層間連接件的溫度節(jié)點的溫度作用，從而改變層間連接件的溫度梯度，減少向內(nèi)杜瓦的漏熱量，降低了設(shè)備正常運行所需制冷功率的同時降低了液氦揮發(fā)率，從而降低設(shè)備的運行及維護成本。
文檔編號G01R33/3815GK202473465SQ20122009369
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者于麗娟, 張錫凱, 朱自安, 李培勇, 王兆連, 王美芬, 胡金剛, 趙玲, 齊玉寧 申請人:中國科學(xué)院高能物理研究所, 濰坊新力超導(dǎo)磁電科技有限公司