CN104407314A - 一种永磁体抗涡流组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁体抗涡流组件，其永磁体由极板（1）、抗涡流层（2）、气隙（3）和匀场环（4）所组成；气隙（3）在极板（1）和匀场环（4）之间，抗涡流层（2）为相同的实心柱体排列成蜂窝状结构。本发明在基本不影响MRI装置磁场均匀性的前提下，能显著降低梯度磁场所产生的涡流，以提高MRI装置成像的清晰度。采用柱状体呈蜂窝状单层排布，能从X/Y/Z三个方向阻断涡流，并且三个方向阻断涡流的效果等同，极大地提高了MRI成像的质量。装置取材容易，价格便宜，安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及到抗涡流装置，尤其涉及到一种用于磁共振成像系统设备的抗涡流装置的永磁体抗涡流组件。
背景技术
为了快速得到清晰真实的图像对患者进行准确诊断，磁共振成像系统要求其中的磁体能够提供一个在大范围内非常均匀的空间磁场分布的同时尽量减小成像过程中在磁体上产生的涡流，对于有极板的磁体而言为达此目的最关键的是磁体极板的设计。
磁共振成像系统在成像过程中，由电磁感应定律可知，当施加脉冲磁场时，处于变化的电磁场中的导体内会产生电磁感应（即涡流），涡流的大小与梯度磁场的时间变化率及导体的结构有关，对于永磁体和电磁体，所述的导体就是磁体的极板。高强度高时间变化率的梯度磁场是核磁共振成像系统所要求的，对于永磁体和电磁体而言，要抑制极板中的涡流一种方法是设计带有源屏蔽的梯度线圈，另一种方法是改进磁体极板的结构。比较而言，前一种方法比较复杂，并且会使磁共振成像系统的成本增加很多，后一种方法比较经济。传统结构的永磁体中，极板通常用一整块高磁导率的纯铁制成，这种结构的极板既是磁的良导体又是电的良导体，会导致很强的涡流。为了减少极板中的涡流，以往采用两种方法来降低涡流的影响。第一种是在极板表面涂刷具有一定消除涡流效果的非晶金属混合物涂料活用非金属材料来制作极板，这种方法消除涡流的效果较好，但价格昂贵、工艺复杂、成本极高，难以普遍推广；第二种方法是在极板表面用硅钢片叠层叠加的方法，这种方法抗涡流效果显著，缺点是加工工艺复杂，安装和拆卸不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于磁共振成像系统设备的抗涡流装置的永磁体抗涡流组件，该组件在不影响MRI装置磁场均匀性的前提下，能显著降低梯度磁场所产生的涡流，以提高MRI装置成像的清晰度。
为了解决上述技术问题，本发明提供了本发明一种永磁体抗涡流组件，它由极板、抗涡流层、气隙和匀场环组成；所述气隙设置于极板和匀场环之间，抗涡流层为相同的实心柱体排列成蜂窝状结构。
所述抗涡流层表面经化学或热处理，所述实心柱体为正六棱柱体、圆柱体、椭圆柱体、三棱柱体、四棱柱体结构及以上多边形棱柱体结构，当实心柱为正六棱柱体时，正六棱柱体直径为10～30mm，正六棱柱体之间的缝隙在0.1～0.2mm，正六棱柱体的高度在10～30mm，正六棱柱体呈蜂窝状单层排布，按编号拼装方式是：中心是1，第1周是2、3、4、5、6、7，第二周是8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、………-第N周。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明在工作空间一定区域内能产生均匀磁场分布的、由两组相对而置的磁性材料分布阵、两个一面朝向所说的工作空间，另一面与所说的磁性材料分布阵相连的极板组件、两个一端与一组所说的磁性材料分布阵的另一端相连朝向外部空间的疏导磁轭的连接磁轭组成的永磁体的极板组件由极板体、抗涡流层、匀场环和极板之间的气隙以及匀场环组成。
本发明采用在极板表面单层排布抗涡流材料的办法，既能达到有效降低涡流的目的，又能解决以往传统办法降低涡流所带来的缺点。使涡流达到比较理想的状态，要使抗涡流层和极板体之间必须有较高的电阻和较低的磁阻。且在基本不影响MRI装置磁场均匀性的前提下，能显著降低梯度磁场所产生的涡流，以提高MRI装置成像的清晰度。采用柱状体呈蜂窝状单层排布，能从X/Y/Z三个方向阻断涡流，并且三个方向阻断涡流的效果等同，极大地提高了MRI成像的质量。抗涡流层中正六棱柱体之间的缝隙以及正六棱柱体的表面可采用化学或热处理的方法来提高抗涡流层整体的电阻降低磁阻，并提高正六棱柱体彼此之间的绝缘性能。装置取材容易，价格便宜，安装方便。
附图说明
图1是本发明一种永磁体抗涡流组件结构示意图。
图2本发明一种永磁体抗涡流组件中正六棱柱体的一种固定拼装方式图。
图3本发明一种永磁体抗涡流组件中正六棱柱体位置和间隔图
图4本发明一种永磁体抗涡流组件正六棱柱体的高度图。
图5本发明一种永磁体抗涡流组件正六棱柱排布图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，不能理解为是对本发明的限制；
根据图1、2、3、4和5所示，极板1由纯铁制成，其形状成圆形，抗涡流层2由纯铁材料加工成正六角块儿体；或由硅钢材料加工成正六角块儿体；或由非晶材料加工成正六角块儿体；或由纳米晶材料加工成正六角块儿体。
抗涡流层2的核心部分是由正六棱柱体通过螺丝固定安装在极板上拼装而成。抗涡流层的形状基本呈蜂窝状结构；抗涡流层中正六棱柱体之间的缝隙以及正六棱柱体的表面可采用化学或热处理的方法来提高抗涡流层整体的电阻降低磁阻，并提高正六棱柱体彼此之间的绝缘性能。正六棱柱体呈蜂窝状单层排布，按编号拼装方式是：中心是1，第1周是2、3、4、5、6、7，第二周是8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、………-第N周。正六棱柱体直径为10～30mm，正六棱柱体之间的缝隙在0.1～0.2mm，正六棱柱体的高度在10～30mm。相邻正六棱柱体的接触面要相互平行，相邻的正六棱柱体之间相互绝缘。所说的抗涡流层的核心部分不限于前面所述的四种材料中的一种，只要是剩余磁感应强度较高矫顽力较低磁化曲线方形度较好的软磁材料都可以。
匀场环和极板之间的气隙由高电阻高磁阻的绝缘材料制成；所说的匀场环由纯铁加工制成；所说的极板体由纯铁加工制成；磁体设计时应使极板处于不饱和状态，本发明所说的处理方法适用于有极板的有减小涡流要求的磁体。
本发明在工作空间一定区域内能产生均匀磁场分布的、由两组相对而置的磁性材料分布阵、两个一面朝向所说的工作空间，另一面与所说的磁性材料分布阵相连的极板组件、两个一端与一组所说的磁性材料分布阵的另一端相连朝向外部空间的疏导磁轭的连接磁轭组成的永磁体的极板组件由极板体、抗涡流层、匀场环和极板之间的气隙以及匀场环组成。
实心柱体可以改用圆柱体、椭圆柱体、三棱柱体、四棱柱体结构及以上多边形棱柱体结构。
Claims (5)
1.一种永磁体抗涡流组件，其特征在于：它由极板（1）、抗涡流层（2）、气隙（3）和匀场环（4）组成；所述气隙（3）设置于极板（1）和匀场环（4）之间，抗涡流层（2）为相同的实心柱体排列成蜂窝状结构。
2.根据权利要求1所述的永磁体抗涡流组件，其特征在于：所述抗涡流层（2）表面经化学或热处理。
3.根据根据权利要求1所述的永磁体抗涡流组件，其特征在于：所述实心柱体为正六棱柱体、圆柱体、椭圆柱体、三棱柱体、四棱柱体结构及以上多边形棱柱体结构。
4.根据权利要求3所述的永磁体抗涡流组件，其特征在于：当实心柱为正六棱柱体时，正六棱柱体直径为10～30mm，正六棱柱体之间的缝隙在0.1～0.2mm，正六棱柱体的高度在10～30mm。
5.根据权利要求4所述的永磁体抗涡流组件，其特征在于：正六棱柱体呈蜂窝状单层排布，按编号拼装方式是：中心是1，第1周是2、3、4、5、6、7，第二周是8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、………-第N周。
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