专利名称：超导磁体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及超导磁体装置，上述超导磁体装置在利用由超导线圈产生静磁场的静 磁场源(以下，称为主线圈)内发生的磁共振现象的医疗用断层摄像装置(以下，称为MRI 装置)中，具有用于对MRI摄像带来不良影响的干扰磁场进行补偿的线圈(以下，称为干扰 磁场补偿线圈)。
背景技术：
作为产生MRI装置所需要的静磁场的静磁场源，一般可列举出永磁体、常导磁体、 及超导磁体等，但现状是若从静磁场的大小或时间的稳定性等的观点来考虑，超导磁体已 成为主流。在利用超导磁体的静磁场源中，由于产生的磁场为强力磁�。虼酥饕捎昧街� 方式来作为防止磁场向外部泄漏的方法，由此，磁体的种类可大致分为两种。一种是以铁体 覆盖磁体主体的方法(无源屏蔽)，另一种是配置极性相反的超导线圈以取代铁体的方法 (有源屏蔽)。其中，关于有源屏蔽方式的磁体，由于其主体的重量轻、紧凑性等而成为主 流。另一方面，MRI装置的设置场所、环境各不相同，有与道路相邻的情况，也有接近电 车或供电用的电力电缆等的情况。在这种情况下，由于接近较大的铁体、或交流磁场的影响 等，而在MRI摄像中从外部向摄像空间内流入大小无法忽视的变动磁场(以下，称为干扰磁 场)。若是上述无源屏蔽方式的超导磁体时，则由于铁体具有自屏蔽效果，因而大多不出现 问题，若是有源屏蔽方式的超导磁体时，如果照原来的样子，则大部分的干扰磁场会流入摄 像空间，可能会对MRI摄像带来较大的不良影响。因此，为了抑制(补偿)上述的干扰磁场的影响，除了主线圈之外，而配置有干扰 磁场补偿专用的超导线圈(干扰磁场补偿线圈)。干扰磁场补偿线圈是在干扰磁场流入的 情况下，在干扰磁场补偿线圈内感应出电流来产生补偿磁�。ü蒙鲜龈扇糯懦〔钩� 线圈进行的补偿和利用主线圈进行的补偿(尽管比较微弱)来进行抵消，能将摄像空间内 的磁场变动量抑制为流入的干扰磁场量的百分之几以下。上述主线圈是超导线圈，通常以持续电流模式流过大电流，但是若由于某种理由 而使超导状态被破坏(以下，称为失超)，则一下子会放出很大的能量。尽管该能量的大部 分作为热量而放出，但在主线圈和干扰磁场补偿线圈发生磁耦合的情况下，将以电磁感应 的形式对干扰磁场补偿线圈放出能量。此时，在干扰磁场补偿线圈中，也根据磁耦合的程度感应出比较大的电流，由于此 时主线圈产生的磁场大多尚未充分衰减，因此对干扰磁场补偿线圈主体施加非常大的电磁 力。其原因在于，干扰磁场补偿线圈由于成本或设置空间等问题而比主线圈的匝数少，因而 根据情况干扰磁场补偿线圈中可能感应出主线圈的电流(例如400至700A)以上的电流。 尽管如此，由于干扰磁场补偿线圈的匝数少、体积�。虼四岩蕴峁┳愎坏那慷�。因此，为了尽量不在干扰磁场补偿线圈中感应出较大的电流，需要使其例如不流 过数IOA以上的电流等的措施。然而，由于干扰磁场补偿线圈通常由超导线圈构成，因此即
3使使用性能非常低的超导线材，仍然很容易地流过数10A。用超导线圈来构成的原因在于 即，由于干扰磁场在铁体接近时也可照原样保持静止不变等的状况，因此若采用铜线等来 构成，则感应出的电流迅速衰减，因而无法进行长时间补偿。干扰磁场补偿线圈也考虑了这 样的衰减时间常数来进行构成。因而，重要的是尽量在设计阶段就尽可能减小主线圈和干扰磁场补偿线圈的磁耦 合。此外，由于MRI用超导磁体要求较高的静磁场的均勻性，因此主线圈大多由多个线圈串 联构成。另外，与此相应的是，干扰磁场补偿线圈也几乎具有相同数量的线圈，它们一般也 是串联的。此外，上述主线圈和干扰磁场补偿线圈构成相互独立的闭合电路。为了减小主线圈和干扰磁场补偿线圈的磁耦合，拉开相互的距离也是一种方法， 但由于空间或结构构件的问题，基本上以相互电绝缘的状态进行配置，使(干扰磁场补偿 线圈)重叠于各主线圈上，通过适当地选择主线圈和干扰磁场补偿线圈的卷绕匝数(卷绕 匝数比)，来减小磁耦合(参照专利文献1)。表1表示上述的一个例子。此外，在本例中，主线圈及干扰磁场补偿线圈分别具有 6对的数量，配置所有的干扰磁场补偿线圈，使其重叠于主线圈之上。(未记载详细的位置 尺寸) 表1有技术中的主线圈和干扰磁场补偿线圈的各自的卷绕匝数例此时，若根据干扰磁场补偿线圈No. 1至No. 6的相对匝数比来进行理论计算，则摄 像空间内的磁场变动量为流入的干扰磁场量的约4. 2%，满足一般的目标值5%以下。另外此时，主线圈和干扰磁场补偿线圈的自感及互感分别如下所示。主线圈的自感37.790H(亨利)干扰磁场补偿线圈的自感3. 095H (亨利)两个线圈的互感0.014H(亨利)图7示出了在主线圈失超后的、流过各线圈内的电流变化的示意图。如上所述，由 于两个线圈的互感非常�。缭谖榷ㄊ绷鞴�500A的电流的主线圈发生了失超而变为OA 时，即使不考虑由热量引起的消耗等，也仅在干扰磁场补偿线圈中感应出约2. 3A的电流， 因此几乎没有上述那样的由感应电流而产生的电磁力的烦恼。接着，根据图8来说明已有的超导磁体的主要结构。图中，该超导磁体100具有主 线圈200和干扰磁场补偿线圈310，上述主线圈200在MRI装置的摄像空间内产生静磁�。� 上述干扰磁场补偿线圈310对流入摄像空间内的干扰磁场的影响进行抑制(补偿)，它们分 别由超导线圈构成。主线圈200、干扰磁场补偿线圈310都构成闭合环路，且相互电绝缘。 干扰磁场补偿线圈310基本上配置于主线圈200的各线圈上。此外，图中记入在主线圈200 及干扰磁场补偿线圈310的各线圈内的标号[+]、[_]表示各线圈的卷绕方向。主线圈200使用二极管221来分割为由能量比较小的线圈组210(线圈201a、201b、202a、202b、203a、203b、204a、204b)、和能量比较大的线圈组 211 (线圈 205a,205b, 206a、206b)构成的两个电路，由此降低用体积(热容量)较小的线圈来消耗较大能量的危 险性，对失超时产生的电压或能量消耗(线圈的发热)进行保护。然而，无论哪个线圈发生失超，都无可否认在两个二极管电路中会产生很大的电 流差。该电流差由于发生失超的线圈、及失超消除方式等而各不相同，图9示出了在主线圈 发生失超后的两个线圈的电流示意图的一个例子。在本例中，将表1中的No. 1至NO. 4作 为能量较小的线圈组，将No. 5、No. 6作为能量较大的线圈组，但是在这种情况下，从图中可 知，能量较大的组和能量较小的组的电流差最大可达到300A左右。由此，在干扰磁场补偿 线圈中也过渡性地感应出较大的电流，最大可达到200A左右。即已知，无论如何减小主线圈和干扰磁场补偿线圈的磁耦合(互感)，但若主线圈 的能量较小的线圈组及能量较大的线圈组分别和干扰磁场补偿线圈的磁耦合(互感)较 大，则在发生失超时，暂时在干扰磁场补偿线圈内也感应出较大的电流。在本例中，主线圈 的各线圈组和干扰磁场补偿线圈的互感如下所示。主线圈的能量较小的线圈组和干扰磁场补偿线圈的互感2. 206H(亨利)主线圈的能量较大的线圈组和干扰磁场补偿线圈的互感-2. 192H(亨利)(总计)主线圈和干扰磁场补偿线圈的互感0.014H(亨利)由上述结果可知，主线圈的各组和干扰磁场补偿线圈的互感的大小为主线圈和干 扰磁场补偿线圈的互感的约160倍。由此，在干扰磁场补偿线圈中最大可感应出200A左右 的电流。此时，对干扰磁场补偿线圈产生有较大的电磁力，表2示出了该具体例。 表2已有的失超例中的向干扰磁场补偿线圈施加的最大电磁力从表2中可知，No. 6线圈的R方向电磁力特别大。No. 6线圈由于配置的关系，大 多在外周部无多余的空间，因而难以采取R方向电磁力的措施，因此将谋求降低该电磁力 作为最优先的课题。另外，根据表1，No. 6的干扰磁场补偿线圈的卷绕匝数为515匝，同样 由于空间上的问题，而将降低该卷绕匝数也列为课题。然而，在通常的干扰磁场补偿线圈的 设计中，若希望减小其与主线圈的磁耦合，则无论如何都会导致No. 6线圈的卷绕数匝成为 比较大的值，而难以降低。另一方面，根据上述内容，虽说希望减小主线圈的能量较小的线圈组及能量较大 的线圈组分别与干扰磁场补偿线圈的磁耦合(互感)，可是也希望同时减小主线圈(整体) 和干扰磁场补偿线圈的互感。其原因在于，对干扰磁场补偿线圈而言，不仅需要将主线圈发 生失超时所感应出的电流作为考虑对象，也需要将对主线圈进行励磁或消磁时、或在设置 于超导磁体内的持续电流开关(PCS) 220 (参照图8)的超导部发生失超时所感应出的电流
5作为考虑对象，在这种情况下，由主线圈(整体)和干扰磁场补偿线圈的互感来决定感应电 流。专利文献专利文献1日本国专利第3043478号
发明内容
如上述说明的那样，在包括用于抑制从MRI装置外部流入的变动磁场的干扰磁场 补偿线圈的超导磁体装置中，存在以下问题即，例如即使为了使主线圈发生失超时所产生 的感应电流最小、而使主线圈整体和干扰磁场补偿线圈的互感为最小，但在主线圈具有多 个保护二极管电路的情况下，由于当失超时在各二级管电路间产生电流差，因此导致由于 各二极管电路和干扰磁场补偿线圈的互感而产生较大的感应电流。本发明的目的在于解决上述那样的问题，在主线圈发生失超的情况下，尽可能安 全地保护干扰磁场补偿线圈，并使其不易发生不良情况。本发明所涉及的超导磁体装置，其特征在于，具有主线圈和干扰磁场补偿线圈，上 述主线圈用于在摄像空间内产生静磁场，上述干扰磁场补偿线圈在摄像空间中抑制(补 偿)从外部流入的变动磁场的影响，上述主线圈可至少分割为两个二级管电路，上述干扰 磁场补偿线圈至少具有一个反绕线圈，以使得与上述主线圈的各二极管电路的互感为最 小。根据本发明，由于不仅能降低主线圈整体和干扰磁场补偿线圈的磁耦合，还能降 低主线圈内的各二极管电路和干扰磁场补偿线圈的磁耦合，因此即使在主线圈发生失超、 各二极管间产生电流差的情况下，也由于能抑制在干扰磁场补偿线圈中感应出的电流，还 能抑制随之而产生的电磁力，因而不易向干扰磁场补偿线圈产生特别的机械上的不良情 况。另外，由于通过干扰磁场补偿线圈中感应的电流下降，也能降低干扰磁场补偿线 圈本身发生失超的可能性，因此也能减轻随之进行的热、电处理。
图1是表示使用本发明的超导磁体的MRI装置的结构的示意图。图2是表示本发明的实施方式1的超导磁体的结构的示意电路图。图3是表示本发明的实施方式2的超导磁体的结构的示意电路图。图4是表示本发明的实施方式3的超导磁体的结构的示意电路图。图5是表示本发明的实施方式4的超导磁体的结构的示意电路图。图6是本发明的实施方式1中的主线圈发生失超后的各线圈组的电流示意图(两 个二极管电路的情况)。图7是表示已有技术中的主线圈发生失超后的主线圈的电流示意图(一个二极管 电路的情况)。图8是表示已有的超导磁体的结构的示意电路图。图9是表示已有的主线圈发生失超后的各线圈组的电流示意图(两个二极管电路 的情况)的一个例子。
标号说明
10患者(受检者)
100超导磁体
200主线圈
210,211线圈组
221 二极管
300干扰磁场补偿线圈
400真空隔热容器
500冷却容器
600倾斜磁场线圈
700RF发送线圈
800RF接收线圈
900控制装置
具体实施例方式实施方式1以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。图1是表示使用本发明的超导磁体 的MRI装置的结构的示意图。超导磁体100容纳于真空隔热容器400内的冷却容器500内。 一般在插入到超导磁体100所产生的静磁场内的摄像空间中的患者(受检者)10的周围配 置有倾斜磁场线圈600、RF发送线圈700、及RF接收线圈800，它们由控制装置900进行控 制。控制装置900具有倾斜磁场电源901、RF发送系统902、RF接收系统903、序列发生器 904、CPU905、及显示器、键盘等的控制台906等。图2是表示如上所述的MRI装置中所使用的超导磁体100的结构的示意电路图。 该超导磁体100包括主线圈200和干扰磁场补偿线圈300，上述主线圈200在MRI装置的 摄像空间内产生静磁�。鲜龈扇糯懦〔钩ハ呷�300对流入摄像空间内的干扰磁场的影响 进行抑制(补偿)，各电路分别电绝缘。主线圈200是超导线圈，构成一个闭合环路。主线 圈200通常在冷却容器500内浸入到液体氦等的制冷剂中而成为超导状态，由此在MRI装 置的摄像空间内产生强力且稳定的静磁场。在主线圈200的超导环路内，配置有超导开关 220(PCS =Persistent Current Switch 持续电流开关)，尽管未图示，但在用外部的静磁场 电源使主线圈200产生磁场后，起到断开静磁场电源、在主线圈200内封闭电流的作用。主线圈200有时由于微小的破裂所引起的内部发热等而从超导状态转移到常导 状态，成为所谓的失超状态。主线圈200由于失超所生成的电阻而急剧产生电压，且由于线 圈内的能量消耗而发热。为了防止由此而引起的主线圈200内的不良情况，而使用二极管 221进行保护。以两个方向为一组设置二极管221，使其在任一方向上都进行动作。此外，在 图2中，为了方便起见，各电路、各方向上都分别各配置一个二极管221，但并不限于一个， 可也根据用二极管控制的电压而串联多个来进行配置。还有，在此处，主线圈200利用上述二极管221而分割为能量比较小的线圈组210 和能量比较大的线圈组211这两个电路。由此可降低用体积(热容量)较小的线圈来消耗 较大的能量的危险性。能量比较小的线圈组210具有总计8个线圈201a、201b、202a、202b、203a、203b、204a、204b，能量比较大的线圈组211具有总计4个线圈205a、205b、206a、206b。 各线圈的a及b分别沿主线圈200的轴向对称配置，成对地作为静磁场输出。另一方面，干扰磁场补偿线圈300也是超导线圈，构成一个闭合环路。干扰磁场 补偿线圈300也和主线圈200相同，具有总计12个超导线圈301a、301b、302a、302b、303a、 303b、304a、304b、305a、305b、306a、及306b，基本上配置于主线圈200的各个线圈上。但是， 仅仅是结构上配置于主线圈200上，而是电绝缘。此处，之所以将干扰磁场补偿线圈300配 置于主线圈200上，是为了尽量简化超导磁体100的结构，但并不一定需要将其配置于主线 圈200上。另外，尽管未图示，但有时对干扰磁场补偿线圈300也与主线圈200相同，配置 超导开关及保护用二极管。如上所述，干扰磁场补偿线圈300是根据来自超导磁体外部的干扰磁场而自动地 感应出电流，对摄像空间中的影响进行补偿。另一方面，若从摄像空间的磁场均勻性的观点 来看，若在干扰磁场补偿线圈300中感应出电流，则由此产生的误差磁场可能会引起摄像 空间的磁场均勻性的恶化。根据通常所能考虑的干扰磁场的量，虽然其感应电流非常�。� 在长期使用超导磁体的期间中，感应电流发生聚积，可能迟早会带来无法忽视的不良影响。干扰磁场补偿线圈300通常在初始状态时不流过电流，仅在从外部流入变动磁场 的情况下而感应出相抵电流以补偿变动磁场。一般设计该电流，使得即使在变动磁场流入 的情况下也只有IA以下的微小电流。另外，由于由干扰磁场补偿线圈对摄像空间的磁场均 勻性的影响并未在设计方面进行考虑，且若干扰磁场补偿线圈中流过电流，则非�？赡芑� 成为搅乱磁场均勻性的因素，因此最好使初始状态的电流为零。因此，尽管未图示，但可在 干扰磁场补偿线圈的环路的某处，仅以热接触的方式来设置具有足够的电阻以使电流为零 的加热器，从而使得初始状态下的电流为零。再有，由于随着继续运行MRI装置，而有时在 干扰磁场补偿线圈中感应出的电流发生重叠并增大，因此有时采用定期地对加热器进行通 电、以使电流为零的方法。本来，若能对干扰磁场补偿线圈进行优化设计，使其不对摄像空间的磁场均勻性 带来影响，则不会有特别的问题，但在实际的现状中，极难实现高度的优化设计。然而，已有的干扰磁场补偿线圈采用全部由正绕构成，但若使其中的一部分线圈 为反绕，则利用正绕和反绕，由于在原理上也产生消除误差磁场的效果，因此可能可以较好 地消除产生的误差磁场。因而，本实施方式1的干扰磁场补偿线圈300，通过配置反绕的干扰磁场补偿线 圈，以实现综合性的优化，使得既降低了其与主线圈的磁耦合，且也只生成不对摄像空间带 来不良影响的范围内的误差磁场。此外，记入在图1中的主线圈200及干扰磁场补偿线圈300的各线圈内的[+]、[-] 的标号，表示各线圈的卷绕方向。[+]是正方向卷绕的线圈(正绕线圈)，在电流流过时，在 摄像空间内产生正方向(与静磁场的方向相同)的磁场。另一方面，[_]是反方向卷绕的 线圈(反绕线圈)，在电流流过时，在摄像空间内产生负方向(与静磁场的方向相反)的磁 场。与图8的已有的干扰磁场补偿线圈310相比，本实施方式1的干扰磁场补偿线圈 300的不同点在于，将303a、303b作为反绕线圈，并将它们分别配置于正绕线圈203a、203b 之上。表3中示出了本实施方式中的主线圈200和干扰磁场补偿线圈300的卷绕方向及卷
8绕匝数的例子。由于主线圈200及干扰磁场补偿线圈300如上所述分别具有12个(6对沿 轴向对称)的线圈，因此，在表3中，记为No. 1至No. 6这6对。在表3中，主线圈的各No. 1至No. 6分别对应于201(a&b)、202(a&b)、203(a 及b)、204 (a及b)、205 (a及b)、及206 (a及b)，干扰磁场补偿线圈的各No. 1至No. 6分别 对应于 301 (a 及 b)、302 (a 及 b)、303 (a 及 b)、304 (a 及 b)、305 (a 及 b)、及 306 (a 及 b)。另
外，表内的[_]标号表示反绕的线圈。
负表示反方向 的卷绕匝 总计840匝X2 干扰磁场补偿 线圈表3本发明的实施方式1中的主线圈和干扰磁场补偿线圈的各自的卷绕匝数的例子。另一方面，在已有的技术中，如表1及图8所示的那样，干扰磁场补偿线圈310不 具有反绕的线圈。此外，为了明确地比较本发明和已有的技术的差异，表1和表3的主线圈 是完全相同的线圈，且使干扰磁场补偿线圈的总计卷绕匝数相同。此时，若从干扰磁场补偿线圈No. 1至No. 6的相对匝数比来进行理论计算，则相对 于从外部流入的变动磁场的摄像空间内的磁场变动量为约4. 45%，与表1的已有的技术例 相同，满足一般的目标值5%以下。另外，主线圈200和干扰磁场补偿线圈300的自感及互 感分别如下所示。主线圈的自感37. 790H (亨利)干扰磁场补偿线圈的自感1. 37IH(亨利)两个线圈的互感-0.015H(亨利)如上所述，与已有的技术例相同，两个线圈的互感非常�。谥飨呷�200发生失 超、从稳定时的500A降为OA的情况下，可计算出在干扰磁场补偿线圈300中只感应出约 5. 5A的电流。但是，这是在主线圈200的电流同样减少的情况、且未考虑由热量等引起的能 量消耗的情况下得出的。接着说明上述实施方式1的超导磁体装置的动作。如上所述，本发明中的主线圈200为了保护失超时的线圈，而具有能量比较小的 线圈组210和能量比较大的线圈组211这两个二极管电路。在由于某种原因而引起主线圈 200的任一个线圈发生失超的情况下，在发生了失超的线圈中产生电阻，由于发热而消耗主 线圈200内部的能量，同时主线圈200的电流发生衰减。同时，利用与其他线圈的互感而使 能量分散，因而在各处产生不同的电压。利用该电压，在二极管221进行动作(导通)的情 况下，各线圈组210及211内的电流产生差异，同时电流进一步衰减。另一方面，由于此时干扰磁场补偿线圈300成为闭合环路，因此即使其与主线圈 200的磁耦合非常�。谄溆胂呷ψ�210或211具有某种程度的磁耦合的情况下，伴随着 线圈组210及211内的电流差异而对干扰磁场补偿线圈300感应出电流。图6示出了这种
No.lNo.2No.3No.4No.5No.6主线圈247546969-4202700-1376干扰磁场补偿线圈26143“15590104322
9情况下的主线圈发生了失超后的各线圈的电流变化。图6与已有技术的图9相同，示出了 各种失超事例中、对干扰磁场补偿线圈产生最大电磁力的事例。表4示出了对此时的干扰磁场补偿线圈300产生的电磁力。表4对应于表2中示 出的已有例。通过比较表2和表4可知，在已有例(表2)中特别大的No. 6线圈的R方向 电磁力在本发明(表4)中降低为约70%，电磁力降低了约24. 3吨。此外，在比较图9和图 6的情况下，本发明的图6的干扰磁场补偿线圈300中产生的感应电流虽然略大，但另一方 面由于No. 6线圈的匝数较小，因此结果是电磁力降低。 表4本发明的实施方式1中的图5的失超例中的向干扰磁场补偿线圈施加的最大 电磁力由此，对于R方向电磁力的结构性、机械性的措施变简单，另一方面，也不易生成 伴随着该电磁力而产生的不良情况。此外，尽管本发明会在其他线圈中产生较大的电磁力， 但是由于远小于No. 6线圈的R方向电磁力，因而容易应对，不会特别成为问题。另外，No. 6线圈由于配置的关系，大多在线圈上部不太有多余的空间，因此从设置 空间的观点来看，也最好像本发明例那样使匝数大幅地减少至约63%。由此，如本实施方式1那样，通过将图1中的303a、303b那样的反绕的干扰磁场补 偿线圈配置于203a、203b那样的正绕的主线圈上，不仅能使各线圈组210、211和干扰磁场 补偿线圈的磁耦合最佳(最小)，还由于能容易地实现减少已有技术中配置于反绕的主线 圈206a、206b上的干扰磁场补偿线圈306a、306b的匝数的设计，因此能减少设置空间。实施方式2接着，基于图3说明本发明的实施方式2。根据本发明的实施方式2，不仅是像实施方式1那样将反绕的干扰磁场补偿线圈 (303a、303b)配置于正绕的主线圈(203a、203b)上，还将反绕的干扰磁场补偿线圈(304a、 304b)配置于反绕的主线圈(204a、204b)上。其原因在于，若仅用干扰磁场补偿线圈303a、303b来优化与主线圈的磁耦合，则 可能会导致线圈的宽度所要求的匝数过多、或过少而使绕线性显著下降。例如，在优先考虑 绕线性而过度减小由303a、303b所进行的磁耦合等的情况下，通过进一步使304a、304b作 为反绕并将其配置于反绕的主线圈(204a、204b)上，来进行增大其与主线圈的磁耦合等的 调整，从而能实现优化。实施方式3接着，基于图4说明本发明的实施方式3。如上所述，由于本发明中的干扰磁场补偿线圈300形成为一个闭合环路，因此需
要将各线圈(301a、301b、…、306a、306b)进行串联。但是，由于连接操作其本身需要一定
的时间，因此从成本上来考虑而尽可能减少连接部位也很重要。因此，最好尽可能地不切断
导线而连续地卷绕多个线圈。但是，若如本发明那样混和存在反绕的干扰磁场补偿线圈，则只能进行切断，需要在线圈绕线后进行连接。由于干扰磁场补偿线圈300与各线圈的连接顺序无关，因此若如图4所示的那样， 分别统一地连续对正绕的线圈和反绕的线圈进行绕线并连接，则能以最少的连接部位数来 完成。另外，若对实施方式2的情况也实施相同的连接方法，则能相同地用最少的连接部位 数来完成。此外，在这种情况下，干扰磁场补偿线圈的功能、动作与实施方式1(图1)所示 的线圈完全相同。实施方式4接着，基于图5说明本发明的实施方式4。如上所述，即使进行设计以使得主线圈整体和干扰磁场补偿线圈的磁耦合为最 小，但在主线圈发生失超的情况下，由于各二极管电路的电流差而在干扰磁场补偿线圈中 感应出较大的电流，因此也需要减小主线圈的各二极管电路和干扰磁场补偿线圈的磁耦 合，因而叙述了反绕的干扰磁场补偿线圈是有用的的情况。但是，在对主线圈进行励磁或消磁的情况下，由于各二级管电路不发生电流差，因 此在干扰磁场补偿线圈中感应出的电流由主线圈整体和干扰磁场补偿线圈的磁耦合所决 定。在该磁耦合较大的情况下，在主线圈的励磁或消磁中，感应电流对干扰磁场补偿线圈发 生聚积，干扰磁场补偿线圈迟早会发生失超。尽管由于失超而引起电流暂时衰减，但由于在 衰减而回复到超导状态后、感应电流再次进行聚积，因此根据情况有可能在一次的励磁或 消磁中，干扰磁场补偿线圈发生数次失超。一般而言，线圈频繁地发生失超也会导致热应力 频繁地产生，对线圈而言并不是最好。另外，如上所述那样的状况中，主线圈的励磁能量的一部分由干扰磁场补偿线圈 吸收，该能量也可由于失超而作为热能来消耗，能量效率也不是很好。因此，有时也在主 线圈的励磁或消磁中，利用设置在干扰磁场补偿线圈的一部分的加热器来预先产生常导状 态，使得感应电流不会过大。然而，由于对加热器进行持续通电会导致对于低温容器增加热量，并牵连到过量 地消耗制冷剂，因此尽可能应该避免。如上所述，尽管也希望如本发明那样将主线圈整体和干扰磁场补偿线圈的磁耦合 减至最�。谡庵智榭鱿拢词谷缫延屑际�(图8)那样使干扰磁场补偿线圈全部都为正 绕，但由于主线圈中有反绕的线圈，因此使磁耦合成为最小本身是可能的。但是，为此需要 在图8的206a、206b那样的能量较大的反绕的线圈上配置匝数比较多的干扰磁场补偿线圈 (316a,316b)。另一方面，在像206a、206b那样的用于降低向磁体外部泄漏的磁场而配置的反绕 的线圈上，大多没有多余的空间。因此，也需要尽可能减少上述干扰磁场补偿线圈的需要的 匝数。因此，在本实施方式4中，通过增加图5所示的303a、303b的反绕的线圈的匝数， 使其多于其他实施例，由此能够降低其与主线圈整体的磁耦合，因此，该增加的部分是减少 306a,306b 的匝数。
权利要求
一种超导磁体装置，其特征在于，包括主线圈，所述主线圈用于在摄像空间内产生静磁场；及干扰磁场补偿线圈，所述干扰磁场补偿线圈在摄像空间中抑制从外部流入的变动磁场的影响，所述主线圈可至少分割为两个二极管电路，所述干扰磁场补偿线圈具有至少一个反绕线圈，以降低与各所述二极管电路的互感。
2.如权利要求项1所述的超导磁体装置，其特征在于，优化所述主线圈和干扰磁场补偿线圈的互感，以降低所述主线圈整体和干扰磁场补偿 线圈的磁耦合，并降低所述主线圈内的各二极管电路和干扰磁场补偿线圈的磁耦合。
3.如权利要求项1所述的超导磁体装置，其特征在于，所述主线圈具有包括正绕或反绕的多个线圈的闭合环路，将所述反绕的干扰磁场补偿 线圈配置于所述正绕的主线圈上。
4.如权利要求项1所述的超导磁体装置，其特征在于，所述主线圈具有包括正绕或反绕的多个线圈的闭合环路，将所述反绕的干扰磁场补偿 线圈配置于所述反绕的主线圈上。
5.如权利要求项1至4的任一项所述的超导磁体装置，其特征在于，所述干扰磁场补偿线圈在将所有的正极性匝的线圈作为第一组进行串联绕线或连接、 且将所有的反极性匝的线圈作为第二组进行串联绕线或连接的基础上，将第一组和第二组 相互串联。
6.如权利要求项1至5的任一项所述的超导磁体装置，其特征在于，所述干扰磁场补偿线圈减少了配制空间少的线圈的匝数，而不是增加了反极性匝线圈 的匝数。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种超导磁体装置，该超导磁体装置在主线圈发生失超的情况下，尽可能安全地保护干扰磁场补偿线圈，使其不易发生不良的情况。所述超导磁体装置包括主线圈和干扰磁场补偿线圈，所述主线圈用于产生摄像空间内的静磁�。龈扇糯懦〔钩ハ呷υ谏阆窨占渲幸种拼油獠苛魅氲谋涠懦〉挠跋欤鲋飨呷芍辽俜指钗礁龆豆艿缏罚龈扇糯懦〔钩ハ呷χ辽倬哂幸桓龇慈频南呷Γ沟糜胨鲋飨呷Φ母鞫艿缏返幕ジ形钚�。
文档编号G01R33/20GK101900794SQ20101012095
公开日2010年12月1日 申请日期2010年1月26日 优先权日2009年6月1日
发明者田边肇 申请人:三菱电机株式会社
专业数控铣床产品供应商
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