CN101581941B - 控制气体从致冷剂容器的流出 - Google Patents

Abstract

一种用于控制气体从一个容纳超导磁体(10)的致冷剂容器(12)的流出的方法。一个控制器(30)接收指示所述致冷剂容器内的气体压力的数据；一个受控阀(40)控制致冷剂气体从所述致冷剂容器(12)的所述流出；且使所述控制器可使用指示磁体状态的数据。通过由所述控制器(30)响应于所述指示磁体状态的所述可用数据操作所述受控阀(40)，来控制致冷剂气体从所述致冷剂容器的流出。

Description

控制气体从致冷剂容器的流出

技术领域

本发明涉及用于调节容器内部的气体压力和来自容器的气流的控制设备和方法。其尤其涉及控制一致冷剂容器(例如已知用于冷却MRI成像系统中超导磁体线圈的冷冻剂容器)中的气体压力和来自致冷剂容器的气流。

背景技术

图1示意性地展示容纳在一个低温恒温器内的MRI成像磁体的横截面。如本领域中众所周知的那样，此类布置通常包括一组超导线圈10，其安装在一个线圈架(未图示)上，悬挂在一个部分用液态致冷剂14填充的致冷剂容器12中。液态致冷剂经选择以使得其沸点低于线圈10中所使用的线的超导转变温度。外部真空容器OVC 16包围致冷剂容器。OVC的内表面与致冷剂容器的外表面之间的空间18被抽空，以减少通过对流到达致冷剂容器的热流量。可在抽空空间中提供一个或一个以上热辐射屏蔽物19，以减少通过辐射到达致冷剂容器的热流量。也可在抽空空间内提供例如涂铝聚脂片19a的固体隔热层，以进一步减少热流量。复数个支撑和悬挂部件20的谨慎设计减少通过传导到达致冷剂容器的热流量。

通过穿过控制塔24导入致冷剂容器中的电流导线22向线圈10提供电流。引入电流的过程被称为加电(ramping)。控制塔通常还提供一个排放路径25以供致冷剂气体逃逸。有必要出于若干原因而允许致冷剂气体逃逸，这取决于磁体10的操作状态。本发明涉及经提供以允许如此排放致冷剂气体的设备和控制致冷剂气体排放的方法。需要排放致冷剂气体的情形的一些实例如下。在操作期间，致冷剂容器12必须抵靠空气入口保持密封，而致冷剂容器内的气体压力必须被准确控制以维持超导线圈的正确热环境。在加电期间，可能需要冷气体的准确受控释放，以冷却电流导线22。

在现有系统中，使用直接作用的机械阀来实现所有正常操作条件(致冷剂填充、加电、现场正常操作)期间对致冷剂气体排放的控制。已经证明，在这些变化的情形下实现所需控制精度困难且昂贵。不良控制的后果包括加电期间不够理想的线圈温度，其因此增加了失超的风险，且增加了致冷剂的损失。

在已知的MRI成像系统和类似物中，习惯提供一个磁体监控系统30，其从传感器32、34接收数据并控制磁体中的电流流动，且控制磁体系统的操作以一直(充电加电(ramping-up)期间、稳定状态操作中、成像期间、和放电加电(ramping-down)期间)保持最佳性能。

另一要求是需要在两个方向上较高程度的密封性。如果致冷剂气体从致冷剂容器漏出，那么将导致不可接受的致冷剂消耗，其可能导致对磁体10的加温，这可导致失超。如果例如空气或其它气体的污染物泄漏进入致冷剂中，那么其可冻结成固体沉积物，所述固体沉积物可引起失超，或可堵塞蒸发的致冷剂的离开通道，这在失超情况下可能是危险的。在失超期间，可从磁体排出碎屑，如果污染了阀26的座，那么可在任一方向上导致不可接受的泄漏。

当前使用的机械排放阀依赖于气体压力和弹簧力的平衡来调整阀板的打开。此类型的阀中的操作力较小，因此性能对于弹簧力、摩擦力、操作温度和一定范围制造公差上的小变化较敏感。可使用昂贵的校准和调节技术来减小这些效应，但尽管如此，压力控制性能仅仅刚够满足所述应用，且可靠性不佳。

尽管过去进行了大量开发工作，现有直接作用的机械排放阀(其中，阀板由弹簧/波纹管系统或类似物直接操作)仍不提供对MR成像所用超导磁体和类似设备的致冷剂容器压力的准确或最佳控制。由于苛刻的校准要求的缘故，此类阀制造起来也较昂贵，且操作上不可靠。

为了避免致冷剂容器的空气/冰污染的风险，例如通过磁体监控控制系统30根据来自一个绝对或表计压力变换器32的所测量数据控制低温致冷器，而将致冷剂容器内的压力正常维持在大气压以上。然而，在加电期间，应限制进一步的压力升高，以便通过允许液态致冷剂的增加的蒸发而维持可接受的磁体温度。由于这些相冲突的要求的缘故，要求排放阀40和压力控制系统(通常包括在控制器30内)提供对致冷剂容器压力的非常精确的控制和测量。

已发现难以提供具有有效且可靠开/关操作的机械阀系统。即使阀元件或阀座上少量污染也可能导致阀在关闭位置中的泄漏。另一方面，污染可阻止阀完全打开。在任一情况下，阀均不能维持容器内所需的压力，也不能允许来自容器的所需气流速率。

在替代布置中，通过装配有一致动装置的阀来控制排放，所述致动装置是使用一智能控制器来控制的。通过此布置，有可能准确地控制压力和排放气流速率。例如第GB2398874号英国专利申请案中(尤其参看所述文件的图6和权利要求15)以及第WO2006/021234号国际专利公开案中描述了此类布置。

通过使用此类受控阀，不需要准确校准的阀，这是因为可实现一个自行补偿控制回路。这允许在致冷剂容器内可靠地维持所选的压力，和/或可在内部绝对或表计压力达到某一值时操作气体的排放。可类似地提供如系统(系统包括致冷剂容器)操作所需的排放气流速率的准确和可预测的控制。

在例如磁体监控控制单元30的智能控制系统的控制下，机械阀26的功能可相应地由受控阀40代替。磁体监控控制单元30可用的数据输入可包括绝对致冷剂容器压力和/或致冷剂容器温度。在图2中说明的实例中，传感器32和34将指示致冷剂容器内的压力和来自致冷剂容器的气体排放的流动速率的数据提供到磁体监控单元30。

受控阀40可具有简单的循环开/关功能。通过改变阀的开/关状态的占空比来实现准确的压力控制，从而不需要阀的精确校准。在此类布置中，阀的确切流量不是特别重要，因为压力测量和占空比调节将补偿微小变化。在一些布置中，磁体监控控制系统30控制阀40以便通过控制器改变循环打开和关闭受控阀40的开一关时间比(占空比)，而维持所需的压力或所需的气流速率。通过使用适当尺寸的阀和操作频率，可将压力的变化维持在窄范围内。

举例来说，一种非常简单的控制方法可根据以下各项来操作：

(1)设置致冷剂容器内的所需绝对压力＝x；

(2)从常规提供的传感器32检测致冷剂容器内的实际压力p；

(3)如果p＞x，那么增加阀操作占空比的“打开”比例；以及

(4)如果p＜x，那么减小阀操作占空比的“打开”比例。

在需要对气流速率而非气体压力进行控制的情况下，所述控制方法可类似于：

(1)设置来自致冷剂容器的所需气流速率＝R；

(2)从常规提供的传感器34检测来自致冷剂容器的实际气流速率r；

(3)如果r＜R，那么增加阀操作占空比的“打开”比例；以及

(4)如果r＞R，那么减小阀操作占空比的“打开”比例。

所属领域的技术人员可容易地得到合适的控制信号和用于修改控制信号以提供所需操作的合适的布置。确切信号和所选的控制信号的变化对于本发明不是特别重要。

在替代布置中，受控阀40可具有可变开口，其由磁体监控控制系统30控制。举例来说，一个球阀可以可操作地连接到一个步进式马达，所述步进式马达将使阀球旋转到由发送到步进式马达的信号确定的位置。可通过控制阀40，例如通过操作相关联的步进式马达来改变可用气流路径的横截面，以获得所需效果，从而不需要阀的精确校准。由例如32和34处所示的传感器监视此变化的效果。在此类布置中，阀的确切流量不是特别重要，因为流动测量和占空比调节将补偿微小变化。举例来说，一种非常简单的控制方法可根据以下各项来操作：

(1)设置致冷剂容器内的所需绝对压力＝x；

(2)从常规提供的传感器32检测致冷剂容器内的实际压力p；

(3)如果p＞x，那么增加可用气流路径的横截面；以及

(4)如果p＜x，那么减小可用气流路径的横截面。

在需要对气流速率而非气体压力进行控制的情况下，所述控制方法可类似于：

(1)设置来自致冷剂容器的所需气流速率＝R；

(2)从常规提供的传感器34检测来自致冷剂容器的实际气体流动速率r；

(3)如果r＜R，那么增加可用气流路径的横截面；以及

(4)如果r＞R，那么减小可用气流路径的横截面。

各种控制策略可用于所述阀，且可在控制单元的软件中定义。受控阀布置的一个优点是，可在磁体监控控制系统30的软件中补偿阀硬件中的缺陷。可采用由此类传感器提供的数据来操作受控阀，以在需要时控制致冷剂容器内部的绝对压力。通过提供大气压力传感器，可控制致冷剂容器12内部的表计压力。

所属领域的技术人员可容易地得到由磁体监控控制系统30产生的用于由步进式马达操作的阀的控制信号。

对于当前MRI成像磁体系统，已发现给定系统的大小，低于1Hz的阀操作频率完全足够。尤其对于小得多的致冷剂槽，可发现较大频率的阀操作是必需的。

当然，所描述的控制方法将最有可能作为计算机程序或类似物来操作。通过此类控制布置，简单地改变所需压力x或所需气流速率r。

受控阀40本身应经选择以具有足以适应通常在加电期间致冷剂气体流出的最高预期速率的最大流量(在合适的适度压力升高的情况下)。然而，阀的流量不应冒着控制精度和密封效率降低的风险而不必要地大。

致冷剂(通常为氦)的使用表示了显著且增加的成本。此外，氦是有限的可消耗资源，现在需要减少氦的消耗的措施。

图2示意性地表示采用直接作用的机械阀的常规低温恒温器布置的阀布置。三个并联阀62、64、66从致冷剂容器12导向大气或一个致冷剂回收设施60。

第一阀62是被动式安全保护阀。如果致冷剂容器12内的压力超过某一值(低于最大安全值)，那么压力将作用于机械阀62的弹簧或重力偏置元件或等效物上，以将其打开到某一程度，从而允许致冷剂气体从致冷剂容器12逃逸到大气或回收设施60中。一旦致冷剂容器中的压力下降到某一值以下，阀就再次关闭。通常，欠压(即低于某一阈值的压力，通常是大气或回收设施60的压力)将作用于阀62的元件上以保持其牢固地关闭，从而防止或限制气体从大气或回收设施60进入到致冷剂容器12中。

第二阀64是失超阀。当致冷剂容器12内容纳的超导磁体中发生失超时，大量所存储的能量作为热量快速释放，从而导致大量致冷剂突然蒸发，伴随着致冷剂容器压力突然快速升高。此类事件相对较罕见，但被动式保护安全阀62通常太小而不能应付。失超阀64通常在比被动式保护安全阀62高的致冷剂容器压力下打开，且提供大得多的气体流出路径横截面。失超阀通常是经弹簧偏置、直接作用的机械阀。当致冷剂容器中的压力达到足够高的压力时，迫使失超阀抵制着弹簧的力打开，以提供大的气体流出路径，从而允许排放大量致冷剂，并防止致冷剂容器内的压力达到危险水平。当然，被动式保护安全阀62也将打开，在较低压力下启动。存在被动式保护安全阀62可能被失超事件期间从致冷剂容器排出的碎屑污染或损坏的风险。如果被动式保护安全阀62被损坏或污染，那么其可能在失超事件之后不能正确地关闭，从而导致致冷剂不受控制的损失，或可能在致冷剂容器内的压力再次超过某一值时不能打开。可用爆破片取代失超阀。不再使用弹簧阀元件，爆破片包括一个关闭失超气体流出路径的脆弱密封件。在失超的情况下，爆破片将被破裂，从而提供具有较大横截面面积的气体流出路径。一旦失超事件结束，必须移除爆破片的剩余部分且安装一个取代片。此爆破片与机械失超阀相比具有减小泄漏倾向的优点。

第三阀66是压力控制阀。此阀可直接以机械方式或通过使用者在控制系统处的干预而手动操作。在使用者希望有意减小致冷剂容器内的压力时使用此阀。举例来说，维修工程师可能需要在执行维修操作之前将致冷剂容器12内的压力减小到大气压力。通过手动操作的阀，存在以下风险：阀被保持打开太长时间，以致于致冷剂容器12内的压力下降到大气或回收设施60的压力以下，从而允许气体从大气或回收设施60进入到致冷剂容器12中。

发明内容

本发明提供在磁体操作期间的各个时刻控制致冷剂容器内的压力以及气流从致冷剂容器流出的速率的改进的方法，如下面将要描述的那样。

因此，本发明提供如所附权利要求书中界定的方法。

附图说明

结合附图，考虑仅借助实例给出的某些实施例的以下描述，本发明的以上和进一步的目的、特性和优点将更加清楚，附图中：

图1展示根据现有技术含有一MRI系统所用磁体的低温恒温器的示意横截面；

图2示意性地表示采用直接作用的机械阀的常规低温恒温器布置的阀布置；以及

图3示意性地表示本发明中所采用的低温恒温器布置的阀布置。

具体实施方式

图3示意性地表示本发明中所采用的低温恒温器布置的阀布置，其使用受控阀40。与图2中的特征相对应的特征拥有对应的附图标记。由磁体监控控制系统30根据某些压力和气体流出流动速率控制方法来控制受控阀40，所述方法中的一些形成本发明的若干方面。具体来说，受控阀40经布置以提供被动式压力控制功能，从而没有必要使用图2中的被动式保护安全阀62。主动受控阀40取代具有图2的已知布置的旁通阀66和压力控制阀62，从而提供用于两个功能的单个阀，而不是先前每一功能一个阀的布置。

受控阀40可通过打开某种程度以允许排放致冷剂气体来响应致冷剂容器内的过压，且受致冷剂容器中的欠压影响而保持其牢固地关闭，从而防止或限制气体从大气或回收设施60进入到致冷剂容器12中。举例来说，受控阀40可如由本申请人在与本申请案同一日期申请的第GB0808442.8号共同待决的英国专利申请案中所描述。

如可从图2与3的比较中容易观察到，使用如图所示的受控阀40避免了需要被动式安全保护阀62，从而简化了总体系统。

根据本发明的各方面，提供特定控制方法，通过磁体监控控制系统30控制阀40来操作。本发明的方法的性能可涉及由磁体监控控制系统30执行计算机程序。可由磁体监控控制系统30在需要时应用这些方法，且优选适于限制致冷剂流出到大气或回收设施60。

磁体监控系统30接收指示磁体操作状态的数据输入，和/或指示致冷剂容器内温度和/或压力的数据输入。磁体监控系统还可经由电信系统从远程用户接收数据输入。磁体监控控制系统根据此类输入数据来控制阀40。

磁体监控控制系统30对受控阀40的智能控制允许对线圈热环境的改进的控制。此改进的控制优选用以减少正常操作期间致冷剂的消耗，且进一步优选用以减小失超的可能性，因此减少可能的致冷剂损失。可根据本发明的方法操作受控阀，以控制气体流出流动速率，因此还控制线圈温度。根据本发明的各方面，受控阀可操作以优化致冷剂容器内压力和气体流出流动速率，以使致冷剂的消耗最小化。

本发明的方法可控制阀40，从而通过控制致冷剂容器内的压力而实行温度控制。可依据磁体操作和/或依据大气压力来控制致冷剂容器内的压力。现将详细地描述本发明的方法。

加电期间的额外排放

在将电流引入到磁体中(称为充电加电)期间，随着电流导线加热，致冷剂容器中的温度升高，引起致冷剂容器内的压力升高，从而导致致冷剂蒸发的速率增加。

类似地，在从磁体移除电流(称为放电加电)期间，随着电流再次流经电阻性电流导线，致冷剂容器中的温度升高。电流导线加热，这升高了致冷剂容器内的压力，从而导致致冷剂蒸发的速率增加。

在本描述内容中，术语“加电”和“加电过程”应理解为包括充电加电和放电加电两者。

磁体的加电通常由磁体监控控制系统30控制。因此，磁体监控控制系统30可根据正在进行的或计划的加电过程来控制受控阀40。当加电过程即将开始或在进行中时，受控阀40可保持完全打开，或使占空比的“打开”比例较大，或使可用气流路径的横截面较大，这取决于所使用的阀的特定类型。这确保蒸发的致冷剂容易流出，从而确保致冷剂容器内的压力较低且排放流平稳地变化。这又确保致冷剂容器内的温度升高是有限的而不是骤变，从而提供磁体的最佳热环境。因为当蒸发的致冷剂气体离开致冷剂容器时会冷却电流导线，所以发生有益的副作用。

在使用直接作用的机械阀的等效方法中，旁通阀66将在加电过程的持续时间期间保持打开。然而，这存在气体进入致冷剂容器中的风险，而在致冷剂消耗方面并非没有优化。

或者，磁体监控控制系统30可提供有指示加电正在进行中的数据输入(可以是电流输入导线处的简单的压力测量)和指示致冷剂容器12内以及大气或回收设施60内压力的数据输入。磁体监控控制系统30可根据发出加电是否正在进行中的信号的数据输入和指示致冷剂容器12内以及大气或回收设施60内压力的数据输入，来控制受控阀40。当加电正在进行中时，磁体监控控制系统30可以尽可能地打开控制阀40，同时仍在致冷剂容器内维持与大气或回收设施60相比超出一定量的压力。一旦加电结束(如相应的数据输入向磁体监控控制系统30所指示的那样)，磁体监控控制系统30就可回复到操作控制阀40的稳定例行程序，以在致冷剂容器12内维持某一压力。

加电期间的有限额外排放

或者，不在整个加电过程期间提供最大气体流出流，可在加电期间控制致冷剂容器压力和气体流出流，以在加电过程内的关键时刻提供最大冷却，并在其它时间提供减小但充足的冷却效果。此改进的方法将用以进一步减少加电过程期间的致冷剂消耗。作为此类改进的一实例，受控阀40的打开和所得气流速率可经选择，以产生用于冷却电流导线的优化的加电前的致冷剂流。磁体监控控制系统30用以控制加电过程，因此可通过甚至在加电完全开始之前就通过产生冷却导线的致冷剂气流而开始。

另外，磁体的线圈由于其经历变化的磁场强度和电流而经受变化的力。已知可能在其内部发生线圈的一些移动。在可能发生此加热或线圈移动时，所提供的额外冷却将在减小失超的可能性方面是有益的。

失超事件据信最有可能在接近充电加电开始时，当相对高的电流正流进磁体中且线圈可能没有牢固地处于其操作位置中时发生。

根据本发明的方法，致冷剂容器压力在加电期间随时间的变化可经优化，以在需要时提供冷却，同时减少总体致冷剂消耗。通过在致冷剂内积累增加的压力，可在减小致冷剂容器压力时提供对磁体的额外冷却。所释放的致冷剂气体可用于当其离开致冷剂容器时冷却电流导线。

常规上，致冷剂容器内的压力保持恒定，不允许在需要时产生额外冷却，并导致相对较高的致冷剂消耗。在根据本发明的一种方法中，致冷剂容器内的压力初始维持相对高，接着在稍后需要冷却的时候降低。致冷剂容器压力的相对快速减小致使温度对应地相对快速下降，其可经计时以与加电过程的热产生步骤重合，以与常规方法相比提供更有效的冷却和减少的致冷剂消耗。在本发明的改进的方法中，对压力执行逐渐地受控的减小，减小到稳定的减小后水平。压力的减小引起加电期间的额外冷却。通过逐渐地减小压力，增加的冷却效果可维持更长时间。

因此可在加电期间优化温度曲线图，以通过减小磁体任何部分温度增加到足以停止超导的风险，来减小失超的风险。通过测量磁体电流和致冷剂气体温度和/或压力，可实行闭环控制方法。

在正常操作期间避免泄漏

在超导磁体的正常操作期间，磁体监控控制系统30可在致冷剂容器12内的所需压力升高到正常操作的最大可容许值且受控阀40正常关闭的情况下操作。受控阀40的使用允许可靠、快速地响应于在致冷剂容器12内检测到的过量压力，因此有可能在致冷剂容器内具有比常规上认为是合意的操作压力高的正常操作压力。致冷剂容器12内部的压力由传感器32和磁体监控控制系统30监视，其将操作以在致冷剂容器12中的压力达到所设置的极限值的情况下打开受控阀40。常规的压力控制方法依赖于打开直接作用的机械阀来限制致冷剂容器内的最大压力。为了防止那些机械阀在正常操作期间泄漏，需要保持正常操作压力显著低于最大压力和打开机械阀所需的压力，但仍发生致冷剂泄漏。通过本发明用于操作受控阀40的方法，能够可靠地检测压力的相对小的增加，并通过打开受控阀40或增加受控阀40的打开而快速作出反应。借此与常规的压力控制方法相比减少了致冷剂的泄漏。

磁体监控控制系统可通过允许致冷剂气体排放到达到预定压力并接着关闭受控阀40，来控制致冷剂容器内的压力。磁体监控系统可监视压力传感器，以例如通过控制一个经布置以冷却致冷剂容器12的内部的低温致冷器的操作，而确保致冷剂容器中的压力不会变为低于大气压。

成像序列期间排出蒸发的气体

在一个包括超导磁体10的MRI系统的成像序列期间，使脉冲电流流经梯度线圈(未图示)以提供成像所需的磁场梯度。由于这些脉冲电流和所得的变化的磁场的缘故，可在低温恒温器的复数个部分中引发涡电流。这些涡电流可由于低温恒温器的电阻而导致加热。梯度线圈本身可由于脉冲电流而加热。总的来说，结果是成像序列期间到达致冷剂容器12的热流入量增加。这又将升高致冷剂容器12内的致冷剂气体的温度和压力(除非提供增加的排放)。根据本发明的一种方法，在需要致冷剂排放增加的期间，例如在相关联MRI系统的成像过程期间，磁体监控控制系统30控制受控阀40。不再简单地响应于致冷剂容器内的压力增加，本发明允许在成像周期导致蒸发增加之前开始增加冷却。由于磁体监控系统30控制成像序列，所以根据本发明的一实施例，其可操作受控阀40，以在成像序列导致蒸发增加之前或同时减小致冷剂容器12内的压力。

失超期间受控阀保持关闭以实现自身的保护

在失超事件中，非常大量的致冷剂在非常短的时间内逃逸。机械受控阀的常规布置被合适的偏置弹簧迫使进入关闭位置，以便在超过所需极限压力时打开，会在此事件期间遭受损害。在失超期间，致冷剂容器压力将急剧升高，简单的弹簧机械阀将会打开。从致冷剂容器排出的碎屑污染阀座的概率相对高。对阀的其它损坏也是可能的，尤其对于弹性阀密封件。

常规上向含有超导线圈的致冷剂容器提供单独的失超阀，该失超阀是简单的弹簧阀。在失超的情况下，此阀将打开以承载失超所引起的高流动速率，这是相当充分的。根据本发明的一种方法，控制系统30使受控阀40在失超事件期间保持在其关闭位置，因此避免碎屑污染阀座或对受控阀40的其它损坏的风险。失超事件的开始可由磁体监控控制系统30检测，如常规上在致冷剂容器内提供的传感器所指示那样(如所属领域的技术人员已知)。响应于失超事件的开始的检测，磁体监控控制系统30完全关闭受控阀40。由失超事件打开的失超阀将足以允许在需要时使致冷剂流出。通过保持受控阀40关闭，防止阀座污染和对受控阀40的其它损坏。使用现有技术的简单机械弹簧阀不能实现避免阀座在失超期间被污染的有利效果，因为其在失超事件中由于致冷剂容器内增加的压力的缘故也会打开。

在替代方案或补充的方法中，受控阀40可布置为安全阀，响应于检测到致冷剂容器内的过量压力而完全或大部分打开。举例来说，非常高的压力可以指示失超阀或爆破片未能打开，并且可通过打开受控阀来提供至少一些排放。

远程维修准备

本发明尤其有用的情形是准备致冷剂容器以供维修。现将具体参考对MRI成像系统容纳在致冷剂容器内的磁体的维修论述此类操作。然而，此类操作和优点可适用于其它类型的设备容纳在致冷剂容器内的情形。

如早先所提及，在磁体的正常操作期间通常将致冷剂容器内的压力维持在大气压以上。在维修工程师可对磁体10工作之前，必须将致冷剂容器12内的压力减小到大气压。常规上，这如下实行。维修工程师到达现场并手动打开旁通阀66以打开排放路径25。排放路径保持打开，气态致冷剂排放到大气或回收设施60，直到致冷剂容器内的气体压力已下降到大气压(表计压力＝0)为止。这在目前已知的系统的情况下通常花费约30分钟。其表示致冷剂的显著消耗，和维修工程师时间的低效使用。

在本发明的某些实施例中，远程控制阀40的操作。举例来说，磁体监控控制系统30可连接到例如因特网或电话系统或私有网络的网络，以经由此类网络接收命令。这(例如)对于维修人员尤其有用，维修人员可远程命令受控阀40在维修人员到达现场时将致冷剂容器置于某一状态。这使维修人员能够节省时间并改进其生产率，因为致冷剂容器将准备就绪以在其到达时进行维修。可减少致冷剂容器和相关联设备的所有者/操作者的维修成本。由于泄压步骤受到远程控制，所以其不需要与常规那样快速地执行。缓慢泄压(例如，经过几个小时)现在是可能的，而不会浪费维修工程师的时间。此外，缓慢泄压将使得更好地利用汽化的潜热来冷却磁体，因此减少排放过程中的致冷剂损失。

受控的打开可减少或消除先前使用手动泄压所遇到的“快速损失”，因此减少致冷剂消耗。

虽然已参考解决成像系统所用低温冷却磁体的使用中的独立阶段的各方法描述了本发明，但本发明的各方法共享以下特征：试图通过响应于磁体监控控制系统可用的数据(其指示磁体状态而不是致冷剂气体的特征(例如，温度、压力和流动速率))来控制排放，从而改进对从致冷剂容器排放致冷剂气体的控制，以便减少致冷剂的消耗。

可由控制器产生指示磁体状态的数据，以作为所述控制器控制磁体操作的功能的一部分；或可通过与磁体相关联的传感器，而使控制器可使用所述数据；或可通过到磁体复数个部分的电连接，而使控制器可使用所述数据。

在某些实施例中，受控阀包括一种由螺线管直接操作的阀元件。在替代实施例中，举例来说，可采用马达致动的球阀或气动启动的阀。所使用的阀的精确类型不是本发明的实质内容。

Claims (16)

1.一种用于控制气体从一容纳超导磁体(10)的致冷剂容器(12)的流出的方法，其中：

一控制器(30)接收指示所述致冷剂容器内气体压力的数据；

一受控阀(40)控制致冷剂气体从所述致冷剂容器(12)的流出；

其特征在于，

使所述控制器可使用指示磁体状态的数据；通过由所述控制器(30)响应于所述指示磁体状态的数据来操作所述受控阀(40)，来控制致冷剂气体从所述致冷剂容器的流出。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制器(30)通过以可变的占空比循环地打开和关闭所述受控阀来控制所述受控阀(40)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制器(30)通过部分打开所述受控阀以提供一气流路径来控制所述受控阀(40)，所述气流路径具有当所述受控阀处于完全打开位置时所提供的气流路径横截面的受控比例的横截面。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中响应于所述指示磁体状态的数据指示电流进入所述磁体中的加电处于进行中或即将开始，所述控制器(30)控制所述受控阀(40)完全打开，或使占空比的“打开”比例较大；或使所述气流路径横截面的打开比例较大。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在电流进入所述磁体中的加电期间，通过所述控制器(30)控制所述受控阀(40)以通过在所述加电过程内的一个或一个以上时刻减小所述致冷剂容器内的气体压力而提供额外冷却，来控制气体从所述致冷剂容器流出。

6.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中在电流进入磁体中的加电期间，通过所述控制器(30)控制所述受控阀(40)以通过在加电过程期间逐渐减小所述致冷剂容器内的气体压力而提供额外冷却，来控制气体 从所述致冷剂容器流出。

7.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中响应于所述指示磁体状态的数据指示所述磁体的正常稳定状态操作，所述控制器(30)控制所述受控阀(40)以使得所述受控阀保持关闭，除非所述压力达到如同向所述控制器(30)指示那样的设置的极限值。

8.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中响应于所述指示磁体状态的数据指示当前或计划的成像序列，所述控制器(30)控制所述受控阀(40)减小所述致冷剂容器内的压力，以提供冷却效应来抵消由成像过程引起的进入所述致冷剂容器中的热流入。

9.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中响应于所述指示磁体状态的数据指示失超开始，所述控制器(30)控制所述受控阀(40)以使得所述受控阀保持关闭，并且致冷剂气体通过一并联的失超阀(64)排放。

10.根据权利要求9所述的方法，其中响应于所述数据指示在失超事件期间所述致冷剂容器内的过高压力，所述控制器(30)控制所述受控阀(40)打开以提供致冷剂气体从所述致冷剂容器的排放。

11.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中所述指示磁体状态的数据由所述控制器产生，作为所述控制器控制所述磁体操作的功能的一部分。

12.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中通过与所述磁体相关联的传感器，使所述控制器可使用所述指示磁体状态的数据。

13.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中通过到所述磁体复数个部分的电连接，使所述控制器可使用所述指示磁体状态的数据。

14.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，其中响应于所述指示磁体状态的数据指示将执行维修操作，所述控制器(30)控制所述受控阀(40)以将所述致冷剂容器内的压力减小到近似于大气压力，同时确保所述致冷剂容器内的压力不下降到大气压力以下。 

15.根据权利要求14所述的方法，其中从远程位置接收所述指示将执行维修操作的所述指示磁体状态的数据。

16.根据权利要求14所述的方法，其中远程供应并经由电信网络接收所述指示将执行维修操作的所述指示磁体状态的数据。 

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