CN109546620A - 超导保护方法、超导保护装置及超导系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超导保护方法、超导保护装置及超导系统，超导保护方法包括以下步骤：获取超导体的工作参数；将所述超导体的工作参数与预设值进行比较，当所述超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，所述指令用于使所述超导体降场。上述超导保护方法，可将超导体的工作参数与预设值进行比较，当超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，使超导体降场，消减超导体内的能量，防止超导体失超时过热，且通过设定预设值，可保证在超导体发生失超风险之前即开始降场操作。

Description

超导保护方法、超导保护装置及超导系统

技术领域

本发明涉及磁共振成像设备技术领域，特别是涉及一种超导保护方法、超导保护装置及超导系统。

背景技术

超导磁体在现代工业及科研中应用广泛，而最常见的一种是用于磁共振成像系统(Magnetic Resonance Imaging，MRI)的超导磁体，它是MRI的重要组成部分，主要作用是为MRI的工作提供高强度、高稳定性的背景磁场，便于实现快速、高对比度和高清晰度的成像。

在超导磁体工作的过程中，超导体中存在着较大储能，如果发生失超，将会使得更多的能量在磁体内部消耗，产生内部温度过高等诸多的高风险后果。防止超导磁体失超风险最有效的措施就是超导磁体降场，使磁体消磁。但传统的处理方法不能及时使磁体消磁，可能发生超导磁体失超时过热的情况。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种可有效防止超导体失超时过热的超导保护方法、超导保护装置及超导系统。

其技术方案如下：

一种超导保护方法，包括以下步骤：

获取超导体的工作参数；

将所述超导体的工作参数与预设值进行比较，当所述超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，所述指令用于使所述超导体降场。

上述超导保护方法，可将超导体的工作参数与预设值进行比较，当超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，使超导体降场，消减超导体内的能量，防止超导体失超时过热，且通过设定预设值，可保证在超导体发生失超风险之前即开始降场操作。

在其中一个实施例中，所述超导体的工作参数为超导体所在腔体内的吸热介质的液面高度，所述预设值为预设液面高度，上述当超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，具体包括以下步骤：

当吸热介质的液面高度低于预设液面高度时，发出指令。

在其中一个实施例中，所述超导体的工作参数为超导体所在腔体内的温度，所述预设值为预设温度，上述当超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，具体包括以下步骤：

当腔体内的温度高于预设温度时，发出指令。

在其中一个实施例中，所述超导体的工作参数为对吸热介质进行制冷的制冷器的停机时间，所述预设值为预设停机时间，上述当超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，具体包括以下步骤：

当制冷器的停机时间大于预设停机时间时，发出指令。

一种超导保护装置，包括：

获取模块，用于获取超导体的工作参数；

处理模块，用于将所述超导体的工作参数与预设值进行比较，当所述超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，所述指令用于使所述超导体降场。

上述超导保护装置，获取模块可获取超导体的工作参数，并利用处理模块将超导体的工作参数与预设值进行比较，当超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，使超导体降场，消减超导体内的能量，防止超导体失超时过热，且通过设定预设值，可保证在超导体发生失超风险之前即开始降场操作。

一种超导系统，包括超导体、腔体、降场组件及如上述的超导保护装置，所述腔体内设有容纳腔，所述容纳腔内设有吸热介质，所述超导体设于所述容纳腔内，所述超导保护装置与所述降场组件电性连接，所述降场组件用于使所述超导体降场。

上述超导系统，获取模块可获取超导体的工作参数并利用处理模块将超导体的工作参数与预设值进行比较，当超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，使超导体降场，则通过超导保护装置可实现对超导体的监控并自动进行降场操作，防止超导体失超时过热，且由于将超导体的工作参数与预设值进行比较，可通过设定预设值，保证在超导体发生失超风险之前即开始降场操作。

在其中一个实施例中，所述降场组件包括超导开关、加热器及泄能器，所述超导开关与所述超导体串联设置，所述泄能器与所述超导开关并联设置，所述加热器与所述处理模块电性连接，所述处理模块的指令用于开启所述加热器，所述加热器用于加热所述超导开关。

在其中一个实施例中，所述超导开关设于所述容纳腔内，所述加热器贴设于所述超导开关上。

在其中一个实施例中，上述超导系统还包括指示器，所述指示器与所述处理模块电性连接，当所述降场组件降场结束后，所述处理模块开启所述指示器。

在其中一个实施例中，上述超导系统还包括用于对所述超导体的工作参数进行检测的检测件，所述检测件与所述获取模块电性连接，所述检测件包括液位传感器、温度传感器或计时器。

附图说明

图1为本发明实施例所述的超导保护方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所述的超导系统的结构示意图。

附图标记说明：

100、超导体，200、超导保护装置，210、获取模块，220、处理模块，310、超导开关，320、加热器，330、泄能器，400、制冷器，500、指示器，610、电流引线接口，620、磁体监控接口，630、超导开关加热器接口。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1所示，一实施例公开了一种超导保护方法，包括以下步骤：

S10、获取超导体100的工作参数；

S20、将超导体100的工作参数与预设值进行比较，当超导体100的工作参数超过预设值时，发出指令，指令用于使超导体100降场。

上述超导保护方法，可将超导体100的工作参数与预设值进行比较，当超导体100的工作参数超过预设值时，发出指令，使超导体100降场，消减超导体100内的能量，防止超导体100失超时过热，且通过设定预设值，可保证在超导体100发生失超风险之前即开始降场操作。

具体地，“降场”即消耗超导体100内的能量。

在其中一个实施例中，超导体100的工作参数为超导体100所在腔体内的吸热介质的液面高度，预设值为预设液面高度，上述当超导体100的工作参数超过预设值时，发出指令，具体包括以下步骤：

当吸热介质的液面高度低于预设液面高度时，发出指令。

吸热介质可对超导体100进行吸热，使超导体100处于超导状态，当腔体内的吸热介质的液面高度低于预设液面高度时，对超导体100的吸热效果变差，会导致超导体100失超，则当吸热介质的液面高度低于预设液面高度时，发出指令，使超导体100降场，消减超导体100内的能量，防止超导体100在失超时过热，造成吸热介质的损失。

可选地，使超导体100达到失超的临界状态时的液面高度为最低液面高度，预设液面高度可高于或等于上述最低液面高度。此时可提前降场。

在其中一个实施例中，超导体100的工作参数为超导体100所在腔体内的温度，预设值为预设温度，上述当超导体100的工作参数超过预设值时，发出指令，具体包括以下步骤：

当腔体内的温度高于预设温度时，发出指令。

当腔体内的温度过高时，会导致超导体100失超，因此通过预设温度，并将超导体100所在腔体的温度与预设温度比较，当腔体内的温度高于预设温度时，发出指令，使超导体100降场，消减超导体100内的能量，防止超导体100在失超时过热。

可选地，使超导体100达到失超的临界状态时的温度为最高温度，预设温度低于或等于上述最高温度。此时可提前降场。

在其中一个实施例中，超导体100的工作参数为对吸热介质进行制冷的制冷器400的停机时间，预设值为预设停机时间，上述当超导体100的工作参数超过预设值时，发出指令，具体包括以下步骤：

当制冷器400的停机时间大于预设停机时间时，发出指令。

制冷器400可维持腔体内的温度，因此制冷器400的停机会导致腔体内的温度升高，因此可将制冷器400的停机时间与预设停机时间进行对比，当制冷器400的停机时间大于预设停机时间时，可发出指令，使超导体100降场，消减超导体100内的能量，防止超导体100在失超时过热。

可选地，使超导体100达到失超的临界状态时的停机时间为最长停机时间，预设停机时间小于或等于上述最长停机时间。此时可提前降场，降场的效果更好。

可选地，超导体100的工作参数可为对吸热介质进行制冷的制冷器400的停机时间、超导体100所在腔体内的温度或超导体100所在腔体内的吸热介质的液面高度中的至少一种。具体地，超导体100的工作参数包括对吸热介质进行制冷的制冷器400的停机时间、超导体100所在腔体内的温度或超导体100所在腔体内的吸热介质的液面高度。此时可更全面的获取超导体100的工作参数，降场更及时，可更好的防止超导体100失超时过热。

可选地，超导体100的工作参数为对超导体100所在电路的电流，预设值为预设电流，上述当超导体100的工作参数超过预设值时，发出指令，具体包括以下步骤：

如图2所示，一实施例公开了一种超导保护装置200，包括：

获取模块210，用于获取超导体100的工作参数；

处理模块220，用于将超导体100的工作参数与预设值进行比较，当超导体100的工作参数超过预设值时，发出指令，指令用于使超导体100降场。

上述超导保护装置200，获取模块210可获取超导体100的工作参数，并利用处理模块220将超导体100的工作参数与预设值进行比较，当超导体100的工作参数超过预设值时，发出指令，使超导体100降场，消减超导体100内的能量，防止超导体100失超时过热，且通过设定预设值，可保证在超导体100发生失超风险之前即开始降场操作。

如图2所示，一实施例公开了一种超导系统，包括超导体100、腔体、降场组件及如上述的超导保护装置200，腔体内设有容纳腔，容纳腔内设有吸热介质，超导体100设于容纳腔内，超导保护装置200与降场组件电性连接，降场组件用于使超导体100降场。

上述超导系统，获取模块210可获取超导体100的工作参数并利用处理模块220将超导体100的工作参数与预设值进行比较，当超导体100的工作参数超过预设值时，发出指令，使超导体100降场，则通过超导保护装置200可实现对超导体100的监控并自动进行降场操作，防止超导体100失超时过热，且由于将超导体100的工作参数与预设值进行比较，可通过设定预设值，保证在超导体100发生失超风险之前即开始降场操作。

本具体实施例中，吸热介质为液氦，但根据超导体100的材料不同，吸热介质也可为液氮或其他能够使超导体100进入超导状态的介质。

在其中一个实施例中，如图2所示，降场组件包括超导开关310、加热器320及泄能器330，超导开关310与超导体100串联设置，泄能器330与超导开关310并联设置，加热器320与处理模块220电性连接，处理模块220的指令用于开启加热器320，加热器320用于加热超导开关310。当处理模块220需要通过降场组件使超导体100降场时，处理模块220控制加热器320开启，加热器320对超导开关310进行加热，超导开关310由于温度的升高而失超，此时超导开关310由于自身电阻增大等同于断路状态，使超导体100与泄能器330变为串联状态，泄能器330可用于消耗超导体100内蕴含的能量，防止由于超导体100失超且超导体100内能量过多，导致超导体100过热。

可选地，泄能器330可为二极管组或电阻等。可对超导体100内的能量进行消耗。

在其中一个实施例中，如图2所示，超导开关310设于容纳腔内，加热器320贴设于超导开关310上。此时超导开关310与超导体100在工作状态时均处于超导状态，且加热器320贴设于超导开关310上可保证对超导开关310的加热效果，使超导开关310更迅速的切换到断路状态。

可选地，上述超导保护结构还包括显示器，显示器与获取模块210电性连接。显示器可显示获取模块210监控到的超导体100的工作参数，方便人工对超导体100的工作状态进行监控。

可选地，上述超导保护结构还包括人工开关，人工开关与处理模块220电性连接。此时也可通过人工发出指令，对超导体100进行降场操作。

在其中一个实施例中，如图2所示，超导系统还包括指示器500，指示器500与处理模块220电性连接，当降场组件降场结束后，处理模块220开启指示器500。此时当降场组件降场结束后，可通过指示器500提醒。

可选地，指示器500可为警示灯或警示喇叭等，通过灯光或声音等方式提醒。

可选地，可利用处理模块220对流过超导体100的电流进行监控，当流过超导体100的电流为0时，则说明超导体100的降场已结束，此时处理模块220可开启指示器500。

可选地，超导体100为超导储能部件。本具体实施例中，超导体100为超导磁体线圈。

在其中一个实施例中，上述超导系统还包括用于对超导体100的工作参数进行检测的检测件，检测件与获取模块220电性连接，检测件包括液位传感器、温度传感器或计时器。则可通过液位传感器获取容纳腔内的吸热介质的液面高度，通过温度传感器获取容纳腔内的温度，通过计时器获取制冷器400的停机时间。

可选地，液位传感器设于容纳腔内，液位传感器与获取模块210电性连接。用于获取容纳腔内的吸热介质的液面高度。

可选地，温度传感器设于容纳腔内，温度传感器与获取模块210电性连接。用于获取容纳腔内的温度。

可选地，计时器分别与制冷器400及获取模块210电性连接。用于获取制冷器400的停机时间。

可选地，如图2所示，上述超导保护结构还包括安装件，泄能器330与处理模块220集成安装于安装件上，安装件上设有电流引线接口610、磁体监控接口620及超导开关加热器接口630，其中，泄能器330与电流引线接口610电性连接，电流引线接口610用于将处理模块220与超导开关310并联，磁体监控接口620用于接入监控单元，处理模块220通过磁体监控接口620与监控单元电性连接，超导开关加热器接口630用于接入加热器320，处理模块220通过超导开关310加热器320与加热器320典型连接。此时安装件、泄能器330及处理模块220可作为独立装置适用于不同的超导系统中。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超导保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取超导体的工作参数；

将所述超导体的工作参数与预设值进行比较，当所述超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，所述指令用于使所述超导体降场。

2.根据权利要求1所述的超导保护方法，其特征在于，所述超导体的工作参数为超导体所在腔体内的吸热介质的液面高度，所述预设值为预设液面高度，上述当超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，具体包括以下步骤：

当吸热介质的液面高度低于预设液面高度时，发出指令。

3.根据权利要求1所述的超导保护方法，其特征在于，所述超导体的工作参数为超导体所在腔体内的温度，所述预设值为预设温度，上述当超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，具体包括以下步骤：

当腔体内的温度高于预设温度时，发出指令。

4.根据权利要求1所述的超导保护方法，其特征在于，所述超导体的工作参数为对吸热介质进行制冷的制冷器的停机时间，所述预设值为预设停机时间，上述当超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，具体包括以下步骤：

当制冷器的停机时间大于预设停机时间时，发出指令。

5.一种超导保护装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取超导体的工作参数；

处理模块，用于将所述超导体的工作参数与预设值进行比较，当所述超导体的工作参数超过预设值时，发出指令，所述指令用于使所述超导体降场。

6.一种超导系统，其特征在于，包括超导体、腔体、降场组件及如权利要求5所述的超导保护装置，所述腔体内设有容纳腔，所述容纳腔内设有吸热介质，所述超导体设于所述容纳腔内，所述超导保护装置与所述降场组件电性连接，所述降场组件用于使所述超导体降场。

7.根据权利要求6所述的超导系统，其特征在于，所述降场组件包括超导开关、加热器及泄能器，所述超导开关与所述超导体串联设置，所述泄能器与所述超导开关并联设置，所述加热器与所述处理模块电性连接，所述处理模块的指令用于开启所述加热器，所述加热器用于加热所述超导开关。

8.根据权利要求7所述的超导系统，其特征在于，所述超导开关设于所述容纳腔内，所述加热器贴设于所述超导开关上。

9.根据权利要求6所述的超导系统，其特征在于，还包括指示器，所述指示器与所述处理模块电性连接，当所述降场组件降场结束后，所述处理模块开启所述指示器。

10.根据权利要求6所述的超导系统，其特征在于，还包括用于对所述超导体的工作参数进行检测的检测件，所述检测件与所述获取模块电性连接，所述检测件包括液位传感器、温度传感器或计时器。