专利名称：Mri主磁体及其杜瓦的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及核磁共振设备技术领域，特别涉及一种MRI主磁体及其杜瓦。
背景技术：
MRI (Magnetic Resonance Imaging,磁共振成像)仪器作为医学影像领域最先进、最昂贵的诊断设备，应用规模日益扩大。MRI主磁体是整个MRI仪器中的一个关键组成部分，用以产生一个高均匀度的恒定的主磁场。在各种主磁体中，超导主磁体在磁场强度以及磁场均匀度和稳定性等方面相比其它主磁体都有着明显的优势，成为MRI仪器中MRI主磁体的最佳选择之一。MRI主磁体通常是由多个螺线管线圈组合而成的。MRI主磁体设备冷却励磁及正常工作状态都是在低温环境下进行的，一般情况采用液氦来保持超导线圈所需的低温。在实现低温超导过程中面临最大的技术难题之一是尽可能减少超导主磁体漏热，尽量减少MRI主磁体的热负载，从而有效的减缓液氦挥发，如果使MRI主磁体漏热量与制冷功率相匹配，可以提供稳定的低温超导环境，并且能保持MRI主磁体自供液氦和零蒸发，可使超导设备在无补液状态下可以正常运行。目前，为了降低MRI主磁体漏热量，减少液氦挥发率，提高MRI主磁体的使用性能，MRI主磁体采用绝热性能好的真空杜瓦包裹超导线圈以减少漏热，并采用制冷机来制冷。杜瓦为多层杜瓦层包裹液氦的结构，最内层的杜瓦包裹浸于液氦中的超导线圈，温度较低，约为4. 2K，杜瓦最外层裸露于空气中，温度为常温，在内、外杜瓦层之间开设置有一层冷屏，冷屏根据具体设计可以控制到40K，也可以根据不同的设计控制为50K或60K。杜瓦的内外各层间温差较大，必然存在磁体漏热的情况。杜瓦内部具有一些必要的连接各层杜瓦的层间连接件，由于各层间具有温度差，层间连接件上存在温度梯度，使得热量通过层间连接件向低温杜瓦层传导，增加其热负载。如果磁体的漏热量较大，就需要提高制冷功率或被动的通过液氦挥发来保证超导线圈的低温运行环境，这两种情况都会使设备的运行及维护成本升闻。因此，如何改变各层杜瓦之间的层间连接件的温度梯度，减少漏热量，降低所需制冷功率和液氦挥发率，以便降低设备的运行及维护的成本，是本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种MRI主磁体及其杜瓦，以改变各层杜瓦之间的层间连接件的温度梯度，减少漏热量，降低所需制冷功率和液氦挥发率，使设备的运行及维护成本降低。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案本实用新型提供了一种杜瓦，用于包裹超导线圈，包括靠近所述超导线圈的内杜瓦、远离所述超导线圈的外杜瓦、连接各层杜瓦的层间连接件和设置于内杜瓦与外杜瓦之间冷屏组成，其重点在于，还包括导冷带，所述导冷带一端与所述层间连接件导温连接，另一端与所述冷屏导温连接，所述温度节点的温度高于所述冷屏的温度。优选的，所述导冷带为铜质导冷带。优选的，还包括连接固定所述导冷带的导冷鼻。优选的，所述导冷鼻为铜质导冷鼻。优选的，所述导冷鼻设置于所述导冷带的两端。优选的，所述导冷带与所述冷屏通过螺栓连接。优选的，所述导冷带与所述层间连接件通过螺栓连接。优选的，所述导冷带与所述冷屏连接的连接部为镀有导温层的连接部。优选的，所述导冷带与所述层间连接件的温度节点连接的连接部为镀有导温层的 连接部。本实用新型还提供了一种MRI主磁体，包括杜瓦和超导线圈，所述杜瓦为上述方案任一项所述的杜瓦。从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的一种MRI主磁体及其杜瓦，将冷屏与层间连接件通过导冷带导温连接，使得层间连接件上温度节点与冷屏的温度基本一致，达到改变层间连接件温度节点温度的作用，从而改变层间连接件的温度梯度，减少了冷屏与内杜瓦的漏热量，降低了设备正常运行所需制冷功率的同时降低了液氦挥发率，从而降低设备的运行及维护成本。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本实用新型实施例提供的MRI主磁体及其杜瓦的示意图。
具体实施方式
本实用新型公开了一种MRI主磁体及其杜瓦，以改变各层杜瓦之间的层间连接件的温度梯度，减少漏热量，降低所需制冷功率和液氦挥发率，使设备的运行及维护成本降低。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。请参考图1，图I为本实用新型实施例提供的MRI主磁体及其杜瓦的示意图。本实用新型提供了一种杜瓦，用于包裹超导线圈，包括靠近超导线圈的温度较低的内杜瓦I、远离超导线圈的温度较高的外杜瓦3、连接各层杜瓦的层间连接件4和设置于内杜瓦I与外杜瓦3之间冷屏2组成，其重点在于，还包括导冷带5，导冷带5 —端与层间连接件4的温度节点导温连接，另一端与冷屏2导温连接，温度节点的温度高于冷屏2的温度。[0025]本实用新型提供的杜瓦，将冷屏2与层间连接件4上的温度节点通过导冷带5导温连接，使得层间连接件4上的温度节点与冷屏2的温度基本相同，达到降低层间连接件4的温度节点的温度作用，从而改变层间连接件4的温度梯度，减少冷屏2向内杜瓦I的漏热量，降低了设备正常运行所需制冷功率的同时降低了液氦挥发率，从而降低设备的运行及维护成本。在实际安装过程中，层间连接件4上的温度阶段的选取非常重要，通常需要经漏热计算和软件模拟在层间连接件4上找出一个点，当这个点与冷屏2的温度相同时冷屏2与内杜瓦I通过层间连接件4的固体传导漏热量最�。囱∪≌飧龅阄露冉诘�。通过导冷带5将层间连接件4的温度节点与冷屏2导温连接，使两者温度基本相同，促使层间连接件4的温度梯度改变，进而降低冷屏2到内杜瓦I的漏热量。在本实施例中，导冷带5的导冷截面积的选取也是需要经过计算得出的。在具体应用中，根据导冷带5选取的材料性能及安装位置经过一系列计算，在节省材料的前提下计算出导冷带5的导冷截面积。为了提高导冷效果的同时降低装置成本，本实施例中，选取价格相对便宜且导温效果较好的铜材料做导冷带5。在本实施例中，还可包括连接固定导冷带5的导冷鼻。在具体实施方式
中，可以根据导冷带5所需安装的杜瓦部分的结构来决定导冷鼻的结构形状，一边更好的固定导冷带5。如果杜瓦与导冷带5的安装位置较�。部梢酝ü苯雍附踊蚶Π蟮姆椒ù锏搅庸潭ǖ祭浯�5的作用。为了进一步使导冷带5便于安装，在本实施例中，导冷带5的两个连接端均设置有导冷鼻。也可以只在导冷带5 —端连接导冷鼻，另外一端焊接或直接捆扎于所需连接的位置上；或者两端都不使用导冷鼻，采用一定的手段将导冷带5与温度节点接触良好，起到导冷作用，具体做法根据具体结构形式的不同而采用合适的方法。在本实施例中，导冷带5的导冷鼻与层间连接件4和冷屏2均通过螺栓连接。通过连接螺栓可以简单方便的将导冷带5固定连接，且连接稳定性较高。也可选用焊接或捆扎的方法将导冷鼻与层间连接件4或冷屏2连接，使导冷鼻贴附于杜瓦壁上，达到了导冷带5与杜瓦连接的同时保证了两者间的良好导温性能。在连接处通常存在连接结构不紧密或具有连接缝隙等问题，易影响导温效果，为了降低这种影响，提高导冷带5在层间连接件4与冷屏2间的导温效果，本实施例在导冷带5与层间连接件4的温度节点连接的连接部及导冷带5与冷屏2连接的连接部均镀有导温层。通过在连接处加镀导温材料，填补了连接缝隙的同时增强了导温效果。此导温层材料可以选用导温效果好的脂或金属。本实用新型还包括一种MRI主磁体，包括杜瓦和超导线圈，其重点在于，杜瓦为上述方案中的杜瓦。通过运用上述方案中的杜瓦，减少了漏热量，降低了所需的制冷功率和液氦挥发率，减少液氦补充次数，降低设备的运行及维护成本。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的 情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种杜瓦，用于包裹超导线圈，所述杜瓦包括靠近所述超导线圈的内杜瓦(I)、远离所述超导线圈的外杜瓦(3)、连接各层杜瓦的层间连接件(4)和设置于所述内杜瓦(I)与所述外杜瓦⑶之间的冷屏⑵组成，其特征在于，还包括导冷带(5)，所述导冷带(5) —端与所述层间连接件(4)的温度节点导温连接，另一端与所述冷屏(2)导温连接，所述温度节点的温度高于所述冷屏(2)的温度。
2.如权利要求I所述的杜瓦，其特征在于，所述导冷带(5)为铜质导冷带。
3.如权利要求I所述的杜瓦，其特征在于，还包括连接固定所述导冷带(5)的导冷鼻。
4.如权利要求3所述的杜瓦，其特征在于，所述导冷鼻为铜质导冷鼻。
5.如权利要求3所述的杜瓦，其特征在于，所述导冷鼻设置于所述导冷带(5)的两个连接端。
6.如权利要求I所述的杜瓦，其特征在于，所述导冷带(5)与所述冷屏(2)通过螺栓连接。
7.如权利要求I所述的杜瓦，其特征在于，所述导冷带(5)与所述层间连接件(4)通过螺栓连接。
8.如权利要求I所述的杜瓦，其特征在于，所述导冷带(5)与所述冷屏(2)连接的连接部为镀有导温层的连接部。
9.如权利要求I所述的杜瓦，其特征在于，所述导冷带(5)与所述层间连接件⑷的温度节点连接的连接部为镀有导温层的连接部。
10.一种MRI主磁体，包括杜瓦和超导线圈，其特征在于，所述杜瓦为权利要求1-9中任一项所述的杜瓦。
专利摘要本实用新型提供了一种杜瓦，用于包裹超导线圈，所述杜瓦包括内杜瓦、外杜瓦、层间连接件和冷屏组成，还包括导冷带，所述导冷带一端与所述层间连接件的温度节点导温连接，另一端与所述冷屏导温连接，所述温度节点的温度高于所述冷屏的温度。本实用新型还提供了一种MRI主磁体，杜瓦为上述方案中的杜瓦。本实用新型提供的一种MRI主磁体及其杜瓦，将低温的冷屏与层间连接件通过导冷带导温连接，达到降低层间连接件的温度节点的温度作用，从而改变层间连接件的温度梯度，减少向内杜瓦的漏热量，降低了设备正常运行所需制冷功率的同时降低了液氦挥发率，从而降低设备的运行及维护成本。
文档编号G01R33/3815GK202473465SQ20122009369
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者于丽娟, 张锡凯, 朱自安, 李培勇, 王兆连, 王美芬, 胡金刚, 赵玲, 齐玉宁 申请人:中国科学院高能物理研究所, 潍坊新力超导磁电科技有限公司
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