本发明专利技术属于高温核磁共振探头冷却技术领域，并公开了一种高温核磁共振探头的冷却装置及其应用，其包括上冷却单元和下冷却单元，上冷却单元包括外筒结构和内筒结构，外筒结构套装在内筒结构的外部，且两者紧密配合，外筒结构的内表面或内筒结构的外表面上开设有多条均匀分布的蛇形通道，内筒结构上设有多组进水口和出水口，进水口和出水口分别与蛇形通道的两端导通；下冷却单元设于上冷却单元底部，包括彼此紧密配合的上盖和下盖，上盖或下盖内设有多条冷却通道，下盖上设有与冷却通道导通的进水口和出水口。应用时，冷却装置包裹在高温核磁共振探头的外部。本发明专利技术可对高温核磁共振探头实现全方位的冷却降温，保证其检测准确性及使用寿命。
A Cooling Device for High Temperature NMR Probe and Its Application
【技术实现步骤摘要】
一种高温核磁共振探头的冷却装置及其应用
本专利技术属于高温核磁共振探头冷却
，更具体地，涉及一种高温核磁共振探头的冷却装置及其应用。
技术介绍
高温核磁共振是在高温下实现核磁共振的技术，该技术在研究高温下物质的结构变化及化学反应有着重要的应用。目前，用于高温核磁共振的高温核磁共振探头一般包括位于内部的加热腔体以及包裹在加热腔体外部的隔热陶瓷，加热腔体内设置有共振线圈，使用时高温核磁共振探头置于核磁共振磁体中。目前，通用的核磁共振磁体一般是超导磁体，由于超导磁体腔体相较电磁体窄，并且在超导磁体腔体周围还围绕着一圈匀场线圈，如若高温核磁共振探头未进行合理的降温，将使得匀场线圈的温度过高，影响磁场的稳定性。同时，由于高温核磁共振探头内部加热腔体温度非常高，可达1500摄氏度以上，其将使得隔热陶瓷的内外温度梯度很大，在不同的温度下，隔热陶瓷的膨胀程度不同，因此在隔热陶瓷内外存在着一定的内应力，如若高温核磁共振探头未进行合理的冷却设计，致使隔热陶瓷四周温度分布不均，则隔热陶瓷由于内应力分布不均而破裂的可能性将会提高，使用寿命大大降低。此外，共振线圈一般从隔热陶瓷的底部穿出与共振电路相连，其使用一段时间后温度将升高，将损害共振电路，最终影响共振线圈反馈的信号，进而影响检测结果的准确性。因此，有必要对高温核磁共振探头的冷却结构进行合理设计，以使得高温核磁共振探头得到有效合理的降温。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种高温核磁共振探头的冷却装置及其应用，其通过对关键组件如上冷却单元和下冷却单元的具体结构及其具体布置方式的研究和设计，以获得适用于高温核磁共振探头的冷却装置，对高温核磁共振探头实现全方位的冷却降温，保证高温核磁共振探头的检测准确性及使用寿命。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提出了一种高温核磁共振探头的冷却装置，其包括上冷却单元和下冷却单元，其中：所述上冷却单元包括外筒结构和内筒结构，所述外筒结构套装在内筒结构的外部，且两者紧密配合，该外筒结构的内表面上或内筒结构的外表面上开设有多条蛇形通道，所述内筒结构上设置有多组与蛇形通道对应的进水口和出水口，所述进水口与蛇形通道的一端导通，所述出水口与蛇形通道的另一端导通，由此使得冷却介质经进水口进入蛇形通道，并在蛇形通道中经过先向下再向上的两个循环后经出水口排出；所述下冷却单元设于上冷却单元的底部，其包括彼此紧密配合的上盖和下盖，所述上盖或下盖内开设有多条冷却通道，所述下盖上开设有与冷却通道导通的进水口和出水口。作为进一步优选的，多条蛇形通道的进水口与出水口依次交替布置，以此使得出水口周围的温度与进水口周围的温度进行传导，保证温度的均匀性。作为进一步优选的，所述冷却通道优选为半圆环通道，且设置为两个，其中一个冷却通道的进水口靠近另一冷却通道的出水口，以保证温度的均匀性。作为进一步优选的，所述蛇形通道优选设置有四个，四个蛇形通道布满外筒结构的整个内表面或内筒结构的整个外表面。作为进一步优选的，所述外筒结构和内筒结构之间采用焊接或耐高温胶水粘合。作为进一步优选的，所述上盖和下盖之间采用焊接或耐高温胶水粘合。按照本专利技术的另一方面，提供了一种所述冷却装置在高温核磁共振探头中的应用，该高温核磁共振探头包括金属屏蔽层、共振线圈和隔热陶瓷，所述金属屏蔽层为上端封闭下端开口的腔体结构，所述隔热陶瓷包裹在所述金属屏蔽层的外部，且该隔热陶瓷的底部与金属屏蔽层的内部形成加热腔室，所述金属屏蔽层和隔热陶瓷之间设置有加热层，所述隔热陶瓷中还插装有热电偶；所述冷却装置的上冷却单元包裹所述隔热陶瓷的顶部和四周，以对隔热陶瓷的顶部和四周进行冷却，所述冷却装置的下冷却单元设于所述隔热陶瓷的底部，以对隔热陶瓷的底部进行冷却，所述共振线圈的上端位于所述加热腔体内，下端依次穿过所述隔热陶瓷和下冷却单元，并与共振电路相连。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本专利技术的冷却装置设计为包括上冷却单元和下冷却单元，且上冷却单元和下冷却单元均设计为多条冷却通道，上冷却单元中的每条冷却通道设计为具有两个循环的蛇形结构，使得每个冷却通道的水流从一端进入后经过向下向上两个循环后再排出，与只有一个上下循环和多个上下循环相比，在保证水流路径短的情况下覆盖了更多的圆筒面积，保证了接触导热的效率。2.本专利技术上冷却单元中的多条蛇形通道的进水口和出水口交替排列，保证出水口周围较高的温度与进水口周围较低的温度进行传导，从而提高整个圆筒(外筒或内筒)侧面温度的均匀性。3.本专利技术下冷却单元中的两条冷却通道的进水口和出水口交替排列，保证出水口周围较高的温度与进水口周围较低的温度进行传导，以提高底部温度的均匀性。4.本专利技术的冷却装置应用在高温核磁共振探头中时，可对高温核磁共振探头的顶部、四周及底部进行全方位的降温，使得超导磁体腔体中的匀场线圈的温度不会过高，保证均匀磁场的稳定性，并对线圈底部进行合理降温，保证共振线圈下方的共振电路，有效防止由于温度的升高损害共振电路和磁体，进一步保证检测的准确性。5.本专利技术的冷却装置使用时包裹在高温核磁共振探头的隔热陶瓷外部，通过本专利技术上述结构的冷却装置的使用，可使得隔热陶瓷中的内应力分布均匀，从而降低隔热陶瓷破裂的可能性，提高寿命。6.本专利技术的冷却装置通过合理设计沿圆筒(外筒或内筒)表面分布的蛇形通道以及底部的冷却通道，并使各冷却通道的进水口和出水口交替排列，可使得的待冷却处理的高温核磁共振探头的周围温度分布更为均匀，也能使高温核磁共振探头内部的温度分布更加均匀，有利于获得更好的核磁共振信号。附图说明图1是本专利技术实施例提供的冷却装置应用在高温核磁共振探头中的示意图；图2是本专利技术实施例提供的冷却装置的上冷却单元的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的下冷却单元中的上盖的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的下冷却单元中的下盖的结构示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-外筒结构，2-内筒结构，3-蛇形通道，4-进水口，5-出水口，6-上盖，7-下盖，8-冷却通道，9-共振线圈，10-加热腔体，11-隔热陶瓷，12加热层，13-热电偶，14-金属屏蔽层。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1-3所示，本专利技术实施例提供的一种冷却装置，其包括上冷却单元和下冷却单元，其中，上冷却单元包括外筒结构1和内筒结构2，外筒结构1套装在内筒结构2的外部，且两者紧密配合，该外筒结构1侧面的内表面上或内筒结构2侧面的外表面上开设有多条蛇形通道3，内筒结构2上设置有多组与蛇形通道3对应的进水口4和出水口5，即一个蛇形通道3对应设置有一组进水口4和出水口5，其中进水口4与蛇形通道3的一端导通，出水口5与蛇形通道3的另一端导通，并且每一蛇形通道3设置有两个先向下再向上的循环，由此使得冷却介质(例如冷却水)经进水口4进入蛇形通道3，并在蛇形通道3中按向下-向上-向下-向上的路径经本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高温核磁共振探头的冷却装置，其特征在于，包括上冷却单元和下冷却单元，其中：所述上冷却单元包括外筒结构(1)和内筒结构(2)，所述外筒结构(1)套装在内筒结构(2)的外部，且两者紧密配合，该外筒结构(1)的内表面上或内筒结构(2)的外表面上开设有多条蛇形通道(3)，所述内筒结构(2)上设置有多组与蛇形通道(3)对应的进水口(4)和出水口(5)，所述进水口(4)与蛇形通道(3)的一端导通，所述出水口(5)与蛇形通道(3)的另一端导通，由此使得冷却介质经进水口(4)进入蛇形通道(3)，并在蛇形通道(3)中经过先向下再向上的两个循环后经出水口(5)排出；所述下冷却单元设于上冷却单元的底部，其包括彼此紧密配合的上盖(6)和下盖(7)，所述上盖(6)或下盖(7)内开设有多条冷却通道(8)，所述下盖(7)上开设有与冷却通道(8)导通的进水口和出水口。
【技术特征摘要】
1.一种高温核磁共振探头的冷却装置，其特征在于，包括上冷却单元和下冷却单元，其中：所述上冷却单元包括外筒结构(1)和内筒结构(2)，所述外筒结构(1)套装在内筒结构(2)的外部，且两者紧密配合，该外筒结构(1)的内表面上或内筒结构(2)的外表面上开设有多条蛇形通道(3)，所述内筒结构(2)上设置有多组与蛇形通道(3)对应的进水口(4)和出水口(5)，所述进水口(4)与蛇形通道(3)的一端导通，所述出水口(5)与蛇形通道(3)的另一端导通，由此使得冷却介质经进水口(4)进入蛇形通道(3)，并在蛇形通道(3)中经过先向下再向上的两个循环后经出水口(5)排出；所述下冷却单元设于上冷却单元的底部，其包括彼此紧密配合的上盖(6)和下盖(7)，所述上盖(6)或下盖(7)内开设有多条冷却通道(8)，所述下盖(7)上开设有与冷却通道(8)导通的进水口和出水口。2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，多条蛇形通道(3)的进水口与出水口依次交替布置，以此使得出水口周围的温度与进水口周围的温度进行传导，保证温度的均匀性。3.如权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却通道(8)优选为半圆环通道，且设置为两个，其中一个冷却通道(8)的进水口靠近另一冷却通道(8)的出水口，以保证温度的均匀性。4.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭亮，于尧，柳林，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。