CN110739115B - 一种超导磁体的电流引线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超导磁体的电流引线，装配于超导磁体上，包括固定设置于所述超导磁体中4K容器内部或4K容器上的固定电流引线及活动设置于所述300K容器上的插拔式电流引线，所述固定电流引线引出至300K容器并与所述300K容器绝缘，所述固定电流引线与所述超导磁体的超导线圈连接；所述插拔式电流引线可与所述固定电流引线适配。通过设置固定电流引线及插拔式电流引线适配不同型号的超导磁体以避免超导磁体在励磁与退场时的失超风险，且固定电流引线及插拔式电流引线可结合使用也可单独使用，提升了产品使用的通用性同时保证了超导磁体的稳定性。

Description

一种超导磁体的电流引线

技术领域

本发明涉及超导磁体技术领域，尤其涉及一种超导磁体的电流引线。

背景技术

超导磁体是超导核磁共振成像系统的核心部件。电流引线连接了4K超导线圈和励磁电源，实现励磁闭环电路。MR超导磁体的电流引线行业内主要分固定式和插拔式两种形式。

固定电流引线由于预留在磁体内部，金属引线会引入额外的漏热，所以为了满足静态漏热，金属的导热需要限制在百毫瓦的量级，因此引线的导电率或横截面和长度的比值都受到苛刻限制，这导致在励磁过程中，固定电流引线产生大量焦耳热，局部出现高温。这对磁体的低温环境是非常不利的，因此不同型号的磁体对电流引线设计都需要做相对应的优化设计，尤其1.5T和3T磁体，很难同时兼顾。同时，固定电流引线由于发热量大，液氦损耗相对也较高。

插拔式电流引线因为只在励磁时插入磁体，设计上优先考虑励磁时的焦耳热和温度，保证励磁时稳定的热环境。但缺点是励磁或降场前必须将磁体泄压，打开服务塔电流引线堵头进行冷操作。需要操作人员具备熟练的低温操作技能。而且对于4K磁体来说，频繁的开塔，电流引线容易进冰，4K接头进冰后又会影响电流引线的接触电阻，产生额外发热，破坏磁体热稳定性。

因此需要一种兼顾固定式和插拔式电流引线的优势，做到模块化设计以适用不同型号的超导磁体。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种便于使用的超导磁体的电流引线。

为实现上述目的，本发明提供一种超导磁体的电流引线，装配于超导磁体上，所述超导磁体包括颈管。该超导磁体的电流引线包括固定设置于所述超导磁体中4K容器内部或4K容器上的固定电流引线，所述固定电流引线安装在所述颈管内部，并穿过所述颈管引出至引出至300K容器并与所述300K容器绝缘，所述固定电流引线设置为中空管状结构；所述固定电流引线还包括设置于超导磁体4K容器上或4K容器内部的底座，所述底座与所述超导磁体的超导线圈连接；及活动设置于所述300K容器上的插拔式电流引线，所述插拔式电流引线可与所述固定电流引线适配；其中，当需所述插拔式电流引线来满足超导磁体励磁时，所述插拔式电流引线可以插入所述固定电流引线内，并和所述底座连接。通过设置固定电流引线及插拔式电流引线适配不同型号的超导磁体以避免超导磁体在励磁与退场时的失超风险，且固定电流引线及插拔式电流引线可结合使用也可单独使用，提升了产品使用的通用性同时保证了超导磁体的稳定性。

进一步地，所述固定电流引线的正、负极为金属材质的中空管状结构；所述固定电流引线还包括设置于超导磁体4K容器上或4K容器内部的底座，所述底座与所述超导线圈通过柔性导线连接。将所述固定电流引线设置为中空管状结构有利于引导插拔式电流引线进入，将固定电流引线的底座设置于4K容器或4K容器内部有利于降低励磁或降场过程中超导磁体失超的风险。

进一步地，所述固定电流引线和柔性导线焊接固定。将固定电流引线与柔性导线焊接以达成固定的效果能降低二者接触形成的电阻值。

进一步地，所述底座上设有与所述插拔式电流引线的头部适配的连接口，所述连接口的截面为倒梯形结构。将所述连接口设置为具有倒梯形结构的截面形状使得插拔式电流引线插入所述底座的过程中具有更好的引导，同时确保二者结合紧密具有较小的结合电阻不会产生大量的热。

进一步地，所述连接口的外侧设有沿轴向贯穿所述底座的排气通孔以对所述底座及电流引线降温。设置排气通孔对所述底座及电流引线降温以避免励磁或降场过程中失超的风险。

进一步地，所述固定电流引线安装在超导磁体的颈管内部，且所述固定电流引线的轴线和颈管的轴线平行。

进一步地，所述固定电流引线和/或插拔式电流引线可与设置于所述300K容器外的励磁电源连接形成电气闭环。操作简单使用方便。

进一步地，所述固定电流引线的正、负极分别与所述插拔式电流引线的正、负极并联后与设置于所述300K容器外的励磁电源连接形成电气闭环。固定电流引线与插拔式电流引线的正、负极并联后与励磁电源连接提升了产品的适用性。

进一步地，所述固定电流引线及所述插拔式电流引线的中间位置和50K级热连接并与50K级绝缘。将固定电流引线及插拔式电流引线的中间位置和50K级热连接且绝缘能降低热量在内部的传导。

进一步地，所述300K容器外设置有泄压装置。设置泄压装置提升了产品使用的安全性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过设置固定电流引线及插拔式电流引线增强了产品的适用性，同时能更好的避免单一电流引线使用过程中存在超导磁体在励磁及降场过程中的失超现象。

附图说明

图1是本申请一实施例超导磁体单独使用固定电流引线的立体剖视示意图；

图2是图1中超导磁体颈管50K处的剖视示意图；

图3是本申请另一实施例超导磁体使用固定电流引线及插拔式电流引线的立体剖视示意图；

图4是图3中超导磁体颈管50K处的剖视示意图；

图5是图3的局部放大示意图；

图6是本申请一实施例超导磁体的电路连接示意图。

附图标记

超导磁体的电流引线100

4K容器1

固定电流引线10

底座11

连接口110

排气通孔111

柔性导线12

颈管13

50K级14

泄压装置15

300K容器2

插拔式电流引线20

超导线圈3

励磁电源4

波纹管5

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

下面结合附图，对本发明的一种超导磁体的电流引线进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

参照图1至图6所示，本发明一种超导磁体的电流引线100，装配于超导磁体上，包括固定设置于所述超导磁体中4K容器1内部或4K容器1上的固定电流引线10及活动设置于所述300K容器2上的插拔式电流引线20。所述固定电流引线10引出至300K容器并与所述300K容器绝缘。所述固定电流引线10与所述超导磁体的超导线圈3连接；所述插拔式电流引线20可与所述固定电流引线10适配。通过设置固定电流引线10及插拔式电流引线20适配不同型号的超导磁体以避免超导磁体在励磁与退场时的失超风险，且固定电流引线10及插拔式电流引线20可结合使用也可单独使用，提升了产品使用的通用性同时保证了超导磁体的稳定性。

所述固定电流引线10的正、负极为金属材质的中空管状结构；所述固定电流引线10还包括设置于超导磁体4K容器1上或4K容器1内部的底座11。所述底座11与所述超导线圈3通过柔性导线12连接。将所述固定电流引线10设置为中空管状结构有利于引导插拔式电流引线20进入，将固定电流引线10的底座11设置于4K容器1或4K容器1内部有利于降低励磁或降场过程中超导磁体失超的风险。诚然，所述固定电流引线也可以设置为U形槽状，以具有引导插拔式电流引线20插入的结构设置为限，本申请对此不做特别限定。所述固定电流引线的金属材料不具体限定；但电流引线的横截面/长度需要进行优化设计，兼顾静态漏热和励磁时的焦耳热，避免出现高温烧毁引线或其他部件。所述底座采用高导电率金属材料，可以是无氧铜等。

在一实施例中，所述固定电流引线10和柔性导线12焊接固定。将固定电流引线10与柔性导线12焊接以达成固定的效果能降低二者接触形成的电阻值。在另一实施例中，所述固定电流引线10和柔性导线12采用电阻率等效于焊接的其他连接工艺。

所述底座11上设有与所述插拔式电流引线20的头部适配的连接口110，所述连接口110的截面为倒梯形结构。将所述连接口110设置为具有倒梯形结构的截面形状使得插拔式电流引线20插入所述底座11的过程中具有更好的引导，同时确保二者结合紧密具有较小的结合电阻不会产生大量的热。诚然，在另一实施例中，所述连接口也可以是螺纹连接或其他连接方式以实现二者结合紧密且结合电阻较小的方式为限。

所述连接口110的外侧设有沿轴向贯穿所述底座11的排气通孔111以对所述底座11及电流引线降温。设置排气通孔111对所述底座11及电流引线降温以避免励磁或降场过程中失超的风险。

所述固定电流引线10安装在超导磁体的颈管13内部，且所述固定电流引线10的轴线和颈管13的轴线平行。所述固定电流引线10和/或插拔式电流引线20可与设置于所述300K容器外的励磁电源4连接形成电气闭环。操作简单使用方便。即当需插拔式电流引线来满足超导磁体励磁时，插拔式电流引线可以拆入固定电流引线管，并和底座连接。

所述固定电流引线10的正、负极分别与所述插拔式电流引线20的正、负极并联后与设置于所述300K容器外的励磁电源4连接形成电气闭环。固定电流引线10与插拔式电流引线20的正、负极并联后与励磁电源4连接提升了产品的适用性。

所述固定电流引线10及所述插拔式电流引线20的中间位置和50K级14热连接并与50K级14绝缘。将固定电流引线10及插拔式电流引线20的中间位置和50K级14热连接且绝缘能降低热量在内部的传导。

所述300K容器外设置有泄压装置15。设置泄压装置15提升了产品使用的安全性能。

所述颈管与4K容器之间通过波纹管5连接，所述波纹管5的顶端与所述颈管的底端焊接固定，所述波纹管5的底端焊接至所述4K容器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种超导磁体的电流引线，装配于超导磁体上，所述超导磁体包括颈管，其特征在于，包括：

固定设置于所述超导磁体中4K容器内部或4K容器上的固定电流引线，所述固定电流引线安装在所述颈管内部，并穿过所述颈管引出至300K容器外，并与所述300K容器绝缘，所述固定电流引线设置为中空管状结构；所述固定电流引线还包括设置于超导磁体中4K容器上或4K容器内部的底座，所述底座与与所述超导磁体的超导线圈连接；及

活动设置于所述300K容器上的插拔式电流引线，所述插拔式电流引线与所述固定电流引线适配；

其中，当需所述插拔式电流引线来满足超导磁体励磁时，所述插拔式电流引线插入所述中空管状结构内，并和所述底座连接。

2.根据权利要求1所述的超导磁体的电流引线，其特征在于，所述固定电流引线的正、负极为金属材质的中空管状结构，所述底座与所述超导线圈通过柔性导线连接。

3.根据权利要求2所述的超导磁体的电流引线，其特征在于，所述固定电流引线和柔性导线焊接固定。

4.根据权利要求3所述的超导磁体的电流引线，其特征在于，所述底座上设有与所述插拔式电流引线的头部适配的连接口，所述连接口的截面为倒梯形结构。

5.根据权利要求4所述的超导磁体的电流引线，其特征在于，所述连接口的外侧设有沿轴向贯穿所述底座的排气通孔以对所述底座及电流引线降温。

6.根据权利要求5所述的超导磁体的电流引线，其特征在于，所述固定电流引线的轴线和颈管的轴线平行。

7.根据权利要求1至6任一项所述的超导磁体的电流引线，其特征在于，所述固定电流引线和/或插拔式电流引线与设置于所述300K容器外的励磁电源连接形成电气闭环。

8.根据权利要求1至6任一项所述的超导磁体的电流引线，其特征在于，所述固定电流引线的正、负极分别与所述插拔式电流引线的正、负极并联后与设置于所述300K容器外的励磁电源连接形成电气闭环。

9.根据权利要求8所述的超导磁体的电流引线，其特征在于，所述固定电流引线及所述插拔式电流引线的中间位置和50K级热连接并与50K级绝缘。

10.根据权利要求9所述的超导磁体的电流引线，其特征在于，所述300K容器外设置有泄压装置。

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