一种用于磁共振成像的窄通道冷却超导磁体结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于磁共振成像的窄通道冷却超导磁体结构，包括线圈骨架，线圈骨架的两端设有骨架端板，线圈骨架上设有由超导带材绕制而成的多层超导线圈，超导线圈构成超导磁体本体，超导磁体本体内设有液氦冷却通道，骨架端板的内侧面上设有导液凹槽，液氦冷却通道与导液凹槽相连通。通过液氦冷却通道在超导磁体的绕组中引入一定的液氦，使液氦可以与超导带材部分表面直接接触，大大增加液氦对于超导磁体内瞬态热源的冷却能力，能够及时地吸收由导线运动及其他原因所释放的能量，改善超导磁体内部的导冷条件，提高磁共振成像超导磁体的稳定性和克服“锻炼”效应。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于磁共振成像(MRI)的超导磁体
，尤其涉及一种用于磁共振成像的窄通道冷却超导磁体结构。
技术介绍
磁共振成像(又称MRI)技术已经成为现代医学成像的主要手段之一，MRI设备更具有巨大的市场潜力，尤其是高场MRI成像系统。随着磁体设计和制造工艺的不断发展，采用绝热稳定的超导磁体制造技术也取得了很大的进步，但随着磁体尺寸和储能的增大，超导磁体的“锻炼”效应越来越难以避免，没有充分的把握使每一个采用绝热稳定方式的磁体能顺利地达到其设计性能。尤其对用于全身人体磁共振成像的超导磁体，每次“锻炼”效应都要损失数量可观的用于对超导磁体进行冷却的液氦。因为绝热稳定的超导磁体散热条件所限，其抵抗外部干扰的能力较弱，对于运行中的超导磁体，当受到一定强度的外部干扰时，将会产生正常区并往外传播直到整个磁体完全失超，严重影响超导磁体的运行稳定性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种用于磁共振成像的窄通道冷却超导磁体结构，以降低磁共振成像用超导磁体的“锻炼”效应，并大大提高超导磁体的稳定性。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是一种用于磁共振成像的窄通道冷却超导磁体结构，包括线圈骨架，所述线圈骨架的两端设有骨架端板，所述线圈骨架上设有由超导带材绕制而成的多层超导线圈，所述超导线圈构成超导磁体本体，所述超导磁体本体内设有液氦冷却通道，所述骨架端板的内侧面上设有导液凹槽，所述液氦冷却通道与所述导液凹槽相连通。作为一种优选的技术方案，在所述超导线圈中，层与层之间设有沿超导线圈的轴向布置的垫条，设置有所述垫条的相邻的两层之间的空间构成所述液氦冷却通道。作为另一种优选的技术方案，所述超导带材的表面螺旋缠绕有绝缘带，相邻的两圈绝缘带之间设有间隔，所述间隔为超导带材的未被缠绕部分，绕制后所述超导带材的未被缠绕的部分所围成的空间形成所述液氦冷却通道。作为又一种优选的技术方案，所述超导带材的横截面呈矩形，所述超导带材至少一个侧面上设有沿其长度方向设置的横向凹槽，所述的至少一个侧面上还设有沿其厚度方向间隔设置的竖向凹槽，绕制后所述横向凹槽与竖向凹槽形成所述液氦冷却通道。作为再一种优选的技术方案，所述超导带材的横截面大致呈矩形，所述矩形的四个角处设有倒角或者圆角，所述超导带材至少一个侧面上设有沿其厚度方向间隔设置的竖向凹槽，绕制后所述倒角或者圆角与竖向凹槽形成所述液氦冷却通道。由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是由于所述的用于磁共振成像的窄通道冷却超导磁体结构，包括线圈骨架，所述线圈骨架的两端设有骨架端板，所述线圈骨架上设有由超导带材绕制而成的多层超导线圈，所述超导线圈构成超导磁体本体，所述超导磁体本体内设有液氦冷却通道，所述骨架端板的内侧面上设有导液凹槽，所述液氦冷却通道与所述导液凹槽相连通。通过所述导液凹槽与液氦冷却通道在超导磁体的超导线圈绕组中引入一定的液氦，使液氦可以与超导带材部分表面直接接触，大大增加液氦对于超导磁体内瞬态热源的冷却能力，能够及时地吸收由导线运动及其他原因所释放的能量， 改善超导磁体内部的导冷条件，大大提高超导磁体的抗干扰能力，提高磁共振成像超导磁体的稳定性和克服“锻炼”效应。以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。附图说明图1是本技术实施例一的结构示意图；图2是图1中A处的局部放大示意图；图3是本技术实施例二中超导带材的结构示意图；图4是本技术实施例三中超导带材的结构示意图；图5是本技术实施例四中超导带材的结构示意图；图中01-骨架端板；02-导液凹槽；03-垫条；04-超导线圈；05-液氦冷却通道； 06-超导带材；07-间隔；08-绝缘带；09-倒角；10-竖向凹槽；11_横向凹槽。具体实施方式实施例一如图1、图2共同所示，一种用于磁共振成像的窄通道冷却超导磁体结构，包括线圈骨架，所述线圈骨架的两端设有骨架端板01，所述线圈骨架上设有由超导带材绕制而成的多层超导线圈04，所述超导线圈04构成超导磁体本体，所述超导磁体本体内设有液氦冷却通道，所述骨架端板01的内侧面上刻有适当数量及适当深度和宽度的导液凹槽02，所述液氦冷却通道与所述导液凹槽02相连通。本实施例中，相邻的所述超导线圈04之间设有沿超导线圈的轴向布置的若干垫条03，其中，所述垫条03可以是包有绝缘的铜条或者环氧片等其它能满足要求的材料；相邻的两层超导线圈04与相邻的垫条03之间的空间共同围成所述液氦冷却通道05，所述液氦冷却通道05与所述的导液凹槽02相连通。由于结构是重复的，所以图1中只画了一部分。本实施例中，并不局限于在每相邻的两层超导线圈04之间都设置所述垫条03，根据实际需要，也可以隔几层超导线圈04后，再在相邻的两层超导线圈04之间设置垫条03。其中，所述垫条03可以在超导线圈04的绕制过程中采用粘贴的方式布置，每绕一层超导线圈04就粘贴宽厚合适、数量适当的垫条03 ；也可以绕几层超导线圈04后再粘贴宽厚合适、数量适当的垫条03。实施倒二 如图3所示，本实施例中绕制超导线圈所用的超导带材06的表面按螺旋形结构均勻地、紧紧地缠绕有具有一定厚度的绝缘带08，相邻的两圈绝缘带08之间设有间隔07，该间隔07即为超导带材06的未被缠绕部分，选定合适的占空比，使露出的超导带材表面即间隔07小于或等于被包部分即绝缘带08的宽度，就可以保证有液氦接触到每根超导带材06 的同时，不会降低超导线圈层间及匝间的绝缘性能；使用这种不完全包绝缘的超导带材06 绕制成超导线圈后，该超导带材06的未被缠绕部分即自动形成所述的液氦冷却通道。实施例三如图4所示，所述超导带材06的横截面呈矩形，所述超导带材06至少一个侧面上设有沿其长度方向设置的横向凹槽11，所述的至少一个侧面上还设有沿其厚度方向间隔设置的竖向凹槽10，绕制后，所述横向凹槽11与竖向凹槽10即形成所述液氦冷却通道。其中，所述竖向凹槽10的横截面可以是弧形、矩形或其他任何合理的形状。当然，也可以在超导带材06相对的两侧面上都设置横向凹槽11，在超导带材06相对的两侧面上都设置竖向凹槽10。使用这种结构的超导带材06绕制线超导线圈后，所述的横向凹槽11即成为设置在超导线圈表面的螺旋状的冷却通道；所述的竖向凹槽10即成为沿超导线圈的轴向设置的冷却通道；上述冷却通道相互连通自动形成所述的液氦冷却通道。实施例四如图5所示，实施例四与实施例三的构思基本相同，所述超导带材06的横截面大致呈矩形，所述矩形的四个角处设有倒角09，也可以是圆角，即将矩形超导带材的四条棱边进行倒角或者圆角处理，所述超导带材06至少一个侧面上设有沿其厚度方向设置的竖向凹槽10。当然，最好在超导带材06相对的两侧面上都设置竖向凹槽10。使用这种结构的超导带材06绕制线超导线圈后，所述的竖向凹槽10即成为沿超导线圈的轴向设置的冷却通道；超导线圈的相邻两匝之间的倒角09或圆角处即形成超导线圈表面的螺旋状的冷却通道；上述冷却通道相互连通自动形成所述的液氦冷却通道。上述各实施例中，由于在超导磁体内设有狭窄的液氦冷却通道，通过所述的液氦冷却通道在超导磁体的超导线圈绕组中引入一定的液氦，使液氦可以与超导带材部分表面直接接触，大大增加液氦对于超导磁体内瞬态热源的冷却能力，能够及时本文档来自技高网...

【技术保护点】
侧面上设有导液凹槽，所述液氦冷却通道与所述导液凹槽相连通。１．一种用于磁共振成像的窄通道冷却超导磁体结构，包括线圈骨架，所述线圈骨架的两端设有骨架端板，所述线圈骨架上设有由超导带材绕制而成的多层超导线圈，所述超导线圈构成超导磁体本体，其特征在于：所述超导磁体本体内设有液氦冷却通道，所述骨架端板的内

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张国庆，朱自安，赵玲，杜晓纪，王美芬，马文彬，姚卫超，侯治龙，宁飞鹏，王兆连，李培勇，胡金刚，
申请(专利权)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，
类型：实用新型
国别省市：11