CN112562960B - 超导磁体系统、核磁共振设备以及核磁共振设备冷却方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种超导磁体系统、核磁共振设备以及核磁共振设备冷却方法。超导磁体系统包括：超导磁体，包括超导线圈以及支撑超导线圈的支架；壳体，设置在超导线圈的外周，与超导线圈或支架共同构成一容纳腔，容纳腔内置有冷却介质，通过冷却介质对超导线圈进行降温；以及热连接导件，具有第一端和第二端，第一端热耦合冷却介质，第二端延伸至冷源处，用于传导冷量至冷却介质，对冷却介质进行降温。在超导磁体系统中，由于热连接导件可以传递冷量至冷却介质，故冷却介质逐渐发生固化，且固化后的冷却介质均匀包覆超导线圈表面，进而形成良好的热接触。因此，冷却介质可以平复超导线圈上的局部升温现象，从而降低了超导磁体的失超风险。

Description

超导磁体系统、核磁共振设备以及核磁共振设备冷却方法

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，特别是涉及超导磁体系统、核磁共振设备以及核磁共振设备冷却方法。

背景技术

现有磁共振成像设备中，通常使用以铌钛芯铜为基材的超导线绕制超导磁体。因此，超导磁体的整体温度需要降至液氦温区(4.2K)附近以维持超导工作状态。为了达到上述温度，通常采用液氦浸泡超导线圈，但该方法成本较高。

此外，热传导方式同样可以降低超导线圈的温度。热传导方式是采用导热材料将制冷机端的冷量传导至超导线圈，该方法通常采用的具有良好热导率的高纯铜材料。然而，由于高纯铜材料的绝缘保护与良好的热导率互相矛盾，在保证绝缘性的同时会影响超导线圈降温过程，进而存在一定的失超风险。最后，热传导方式中的金属材质导热网络分布不均时，容易引起超导磁体内部的涡流发热，从而导致热量在超导线圈中导热较差的区域累积，同样导致整个超导磁体存在失超风险。

发明内容

基于此，有必要针对热传导方式存在的失超风险大的问题，提供一种超导磁体系统、核磁共振设备以及核磁共振设备冷却方法。

本申请提供一种超导磁体系统，包括：

超导磁体，包括超导线圈以及支撑所述超导线圈的支架；

壳体，设置在所述超导线圈的外周，与所述超导线圈或所述支架共同构成一容纳腔，所述容纳腔内置有冷却介质，通过所述冷却介质对所述超导线圈进行降温；以及

热连接导件，具有第一端和第二端，所述第一端热耦合所述冷却介质，所述第二端延伸至冷源处，用于传导冷量至所述冷却介质，对所述冷却介质进行降温。

在其中一个实施例中，所述壳体为弧形片状结构，且沿所述超导线圈外周延伸。

在其中一个实施例中，所述壳体为圆环结构，且套设于所述超导线圈外周，所述壳体开设有通孔，所述热连接导件的所述第一端穿过所述通孔进入所述容纳腔内，并浸入所述冷却介质中。

在其中一个实施例中，所述壳体的材料为金属，所述热连接导件的所述第一端连接所述壳体。

基于同一发明构思，本申请还提供一种超导磁体系统，包括：

支架；

多个超导线圈，设置在所述支架上；

壳体，设置在所述多个超导线圈的外周，且所述壳体与所述支架形成容纳腔，所述容纳腔内填充冷却介质，且所述冷却介质至少与所述多个超导线圈的部分接触；以及

制冷机，通过热传导的方式与所述冷却介质进行热量交换。

在其中一个实施例中，所述制冷机与所述壳体之间设置热连接导件，所述热连接导件的第一端接触所述冷却介质，所述热连接导件的第二端热耦合所述制冷机。

在其中一个实施例中，每个超导线圈的外周设置所述壳体，以形成多个容纳腔，且所述多个容纳腔相连通。

基于同一发明构思，本申请还提供一种核磁共振设备，包括：

超导磁体，其包括支架和设置在所述支架上的多个超导线圈；

壳体，设置在所述多个超导线圈的外周，且所述壳体与所述支架形成容纳腔，所述容纳腔内填充冷却介质，所述冷却介质至少与所述多个超导线圈的部分接触；

外真空容器，形成容置腔以容置所述超导磁体、所述壳体；以及

制冷机，设置在所述外真空容器上，且所述制冷机的冷头延伸至所述容置腔内部，以通过热传导的方式与所述冷却介质进行热量交换。

在其中一个实施例中，所述制冷机与所述壳体之间设置热连接导件，所述热连接导件为管状结构且内部填充有液氦。

基于同一发明构思，本申请还提供一种核磁共振设备冷却方法，所述核磁共振设备包括：

超导磁体，其包括支架和设置在所述支架上的多个超导线圈；

壳体，设置在所述多个超导线圈的外周，且所述壳体与所述支架形成容纳腔；

外真空容器，形成容置腔以容置所述超导磁体、所述壳体；以及

制冷机，设置在所述外真空容器上，且所述制冷机的冷头延伸至所述容置腔内部；

所述方法包括：向所述容纳腔内灌注液态冷却介质；

利用所述制冷机通过热传导方式对所述液态冷却介质降温，以转换为固态冷却介质。

所述超导磁体系统，在所述壳体和所述超导线圈或所述支架构成的所述容纳腔内灌注所述冷却介质。由于所述冷却介质具有液体的流动性，故其在所述容纳腔内分布均匀。由于所述热连接导件可以传递冷量至所述冷却介质，故所述冷却介质逐渐发生固化，且固化后的所述冷却介质均匀包覆所述超导线圈表面，进而形成良好的热接触。因此，所述冷却介质可以平复所述超导线圈上的局部升温现象，从而降低了所述超导磁体的失超风险。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种超导磁体系统结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种超导磁体系统中一个超导线圈及其对应的壳体的剖面结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种核磁共振设备结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种核磁共振设备结构示意图。

附图标号

100 超导磁体系统

10 超导磁体

110 超导线圈

111 屏蔽线圈

112 主线圈

120 支架

20 壳体

210 容纳腔

30 热连接导件

310 第一端

320 第二端

40 制冷机

410 冷头

411 一级冷头

412 二级冷头

50 外真空容器

510 容置腔

60 服务塔

70 加强筋

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

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。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/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。

本申请提出一种超导磁体系统100，其包括由支架120和设置在支架120上的多个超导线圈110形成的超导磁体10。在多个超导线圈110的外周还设置壳体20，且壳体20与支架120形成容纳腔210，容纳腔210内填充冷却介质，且冷却介质与多个超导线圈110的部分或全部接触。超导线圈110的外部设置制冷机40，通过热传导的方式与冷却介质进行热量交换，冷却介质可由液态变为固态。

请参见图1和图2，本申请提供一种超导磁体系统100。该超导磁体系统100可以是无液氦的超导结构，其包括由超导线圈110以及支撑超导线圈110的支架120形成的超导磁体10、壳体20和热连接导件30。超导线圈110可包括主线圈112和屏蔽线圈111，且屏蔽线圈111形成圆环的半径大于主线圈112形成圆环的半径。壳体20设置在超导线圈110的外周，壳体20可与支撑超导线圈110的支架120或者超导线圈110共同构成一容纳腔210，容纳腔210内灌注有冷却介质。冷却介质可以是液态，经过低温传导可由液态变为固态，且固态冷却介质至少与超导线圈110部分热接触，通过冷却介质对超导线圈110进行降温。热连接导件30具有第一端310和第二端320，其中：第一端310热耦合冷却介质；第二端320延伸至冷源处，用于传导冷量至冷却介质，以对冷却介质进行降温。例如，热连接导件30的第一端310可浸入冷却介质中，用于传导冷量至冷却介质，对冷却介质进行降温。又例如，热连接导件30的第一端310可连接壳体20，用于传导冷量至壳体20，壳体20再传导冷量至冷却介质，即热连接导件30可以通过壳体20间接对冷却介质进行降温。

可以理解，壳体20可以从超导线圈110的下方，由下至上包围部分或者全部线圈的外周，且壳体20和超导线圈110之间的空隙形成容纳腔210，不同容纳腔210之间可互相联通。壳体20和超导线圈110连接的部分可以进行密封处理，即容纳腔210可以容纳液体。此外，本申请对容纳腔210的形状不作限定，容纳腔210的形状可以取决于壳体20的形状，且容纳腔210的大小可以取决于壳体20与超导线圈110之间的距离。进一步地，容纳腔210的形状和大小也可以综合考虑超导线圈110的大小以及冷却介质固化后将超导线圈110降温至液氦温区所需的时间和成本。在其中一个实施例中，由于冷却介质降温发生固化后体积可能会增大，故容纳腔210内可以灌注体积小于容纳腔210容积的冷却介质，以避免固化后的冷却介质在超导磁体系统100断电后溢出容纳腔210。

在其中一个实施例中，冷却介质的初始温度在液氦温度至室温之间。可以理解，冷却介质在初始状态下为液态，具有一定的流动性。因此，冷却介质在容纳腔210内可以均匀分布，即冷却介质可以均匀包围部分或者全部超导线圈110。随着冷量的不断输入，冷却介质温度逐渐降低并发生固化，例如结冰。而固化后的冷却介质作为导热网络，可以均匀包围部分或者全部超导线圈110，进而形成良好的热接触。可以理解，本申请可以合理地控制冷却介质的降温速率，以便于浸入于冷却介质中的热连接导件30和固化后的冷却介质固体之间具有良好的热接触。因此，冷却介质由于自身的物理特性，固化后可以具有良好的热导率，从而可以避免超导磁体10的局部升温现象，进而降低超导磁体系统100的失超风险。

可以理解，本申请对热连接导件30与壳体20的对应关系不作限定。在其中一个实施例中，由于多个超导线圈110相互之间的空间不连通，同时多个超导线圈110在传热路径上也相距较远。因此，每个容纳腔210可以分别对应一个热连接导件30。每个容纳腔210中的热连接导件30可以在冷却介质固化后冻结于冷却介质中，从而提高传输冷量至超导线圈110的效率。在其中一个实施例中，综合考虑成本和冷量传输效率，也可以在每个容纳腔210中设置多个热连接导件30。在其中一个实施例中，在满足冷量传输效率的基础上，可以连通传热路径较近的两个或者几个容纳腔210，并在连通后的其中一个容纳腔210中设置一个热连接导件30。可以理解，每个热连接导件30均与制冷机40的冷端相连。随着热连接导件30不断传导冷量至固化后的冷却介质，超导线圈110可以逐渐降温至液氦温区附近。

超导磁体系统100，在壳体20和超导线圈110或支架120构成的容纳腔210内灌注冷却介质。由于冷却介质具有液体的流动性，故其在容纳腔210内分布均匀。由于热连接导件30可以传递冷量至冷却介质，冷却介质逐渐发生固化，且固化后的冷却介质均匀包覆超导线圈110表面，进而形成良好的热接触，超导线圈110的外周面以及相对的两个侧面与固态冷却介质可连续接触。可以理解，冷却介质可以平复超导线圈110上的局部升温现象，从而降低了超导磁体系统100的失超风险。因此，超导磁体系统100具有结构简单和稳定性强的优点。

在其中一个实施例中，超导磁体系统100包括多个超导线圈110和多个壳体20，且壳体20与超导线圈110一一对应。可以理解，冷却介质降温并固化后具有显著的热容，而继续将固化后的冷却介质降温至液氦温区需要一定的时间成本和降温成本。因此，在满足超导线圈110降温至液氦温区的前提下，可以通过控制容纳腔210内冷却介质的体积和质量节省时间成本和降温成本。在本实施例中，通过设定壳体20和超导线圈110的一一对应关系，可以确保容纳腔210内灌注的冷却介质充分包覆超导线圈110，从而提高冷却介质的利用率，进而降低将固化后的冷却介质降温至液氦温区的时间成本和降温成本。

可以理解，超导线圈110和壳体20的对应关系并不局限于一一对应。在满足超导线圈110降温至液氦温区所需的降温效率的前提下，超导磁体系统100也可以包括多个超导线圈110和数量少于超导线圈110的壳体20。在其中一个实施例中，可以将多个超导线圈110分组，且每组超导线圈110可以对应一个壳体20。因此，超导线圈110和壳体20的对应关系可以综合考虑装置成本、时间成本、降温成本等实际情况进行设置。

在其中一个实施例中，壳体20为弧形片状结构，且沿超导线圈110外周延伸。可以理解，弧形片状结构可以包覆超导线圈110的部分外周，壳体20上方可以为敞口，且该敞口与超导磁体系统100的其他部分保持连通。壳体20上方的敞口设计可以避免固化后的冷却介质体积增大，进而超出容纳腔210的容积。此外，敞口设计还可以方便向容纳腔210内灌注冷却介质。在其中一个实施例中，弧形片状结构可以包覆超导线圈110的部分外周，且壳体20上方可以封闭，仅开设有一通孔以便于设置热连接导件30。可以理解，封闭壳体20上方可以防止冷却介质的因振动或其他意外情况发生外溢。在本实施例中，容纳腔210内灌注的冷却介质的体积需要考虑其固化后体积增大的问题，即灌注于容纳腔210的冷却介质的体积可以小于容纳腔210的容积，以便为冷却介质固化后体积增大预留空间。

在其中一个实施例中，壳体20为圆环结构，且套设于超导线圈110外周，壳体20开设有通孔，热连接导件30一端穿过通孔进入容纳腔210内，并浸入冷却介质中。可以理解，壳体20可以与超导线圈110外周的凸缘固定连接，且圆柱状结构的壳体20可以覆盖超导线圈110的全部外周。此时，在容纳腔210中灌注的冷却介质可以最大程度包覆超导线圈110的外周，可以进一步提高超导线圈110的降温效率。但是，在本实施例中，容纳腔210内灌注的冷却介质的体积同样需要考虑其固化后体积增大的问题，即灌注于容纳腔210的冷却介质的体积可以小于容纳腔210的容积，以便为冷却介质固化后体积增大预留空间。

在其中一个实施例中，壳体20的材料为金属，热连接导件30的第一端310连接壳体20。可以理解，金属的强度较高，可以适用超导磁体系统100的内部环境。此外，本申请壳体20的材料不局限于金属。在其中一个实施例中，壳体20的材料还可以为强度较高的塑料。可以理解，壳体20采用的材料不同，其与超导线圈110外周凸缘的连接方式不同。在其中一个实施例中，热连接导件30可以先将冷量传输给壳体20，再通过壳体20给冷却介质降温，进而可以增大冷量与冷却介质的接触面积。

在其中一个实施例中，采用焊接或粘结的方式将壳体20与包含超导线圈110的超导磁体10固定连接。可以理解，本申请对壳体20与超导磁体10的连接方式不作限定，只要两者连接稳定，且形成的容纳腔210可以容纳冷却介质即可。在本实施例中，壳体20在其宽度方向，即弧形片状结构的较短边长延伸方向或环状结构的轴线方向，的两侧可以与超导线圈110外周凸缘通过焊接或者粘接等方式固定连接。可以理解，通过焊接或粘接连接壳体20和超导线圈110外周凸缘可以避免冷却介质漏液，从而提高超导磁体系统100结构的完整性。

在其中一个实施例中，冷却介质为纯水或乙醇水溶液。可以理解，纯水随着温度的降低会结冰，根据其物理特性参数，冰的热传导率在液氦温区的附近可以达到较高的数值(>100W m^-1k^-1)，该数值与导热性较好的纯铜的热导率处于同一水平。但是，相比于高纯铜材料构成的导热网络，采用纯水作为冷却介质具有极高的价格优势。

当采用纯水作为冷却介质时，首先向容纳腔210内灌注纯水，并通过缓慢降温将容纳空间210内的纯水转换为固体冰。可以理解，当纯水结冰后，预先浸入纯水内部的热连接导件30被并包覆，和固体冰之间可以形成良好的热接触。每个容纳腔210内延伸出来的热连接导件30可以全部连接汇总至制冷机40的冷端。通过全部的热连接导件30以及低温下具有良好热导率的固体冰，可以将制冷机40产生的冷量有效的传导至每个超导线圈110，从而使得超导线圈110降温至液氦温区。可选地，制冷机40的类型可以时GM制冷机。

在另外一个实施例中，冷却介质还可以为30％的乙醇水溶液。可以理解，乙醇水溶液在低温下的强度比纯水高，且具体强度与乙醇水溶液的乙醇百分比有关。可以理解，本申请冷却介质的种类并不局限于纯水或者乙醇水溶液，采用的冷却介质只要可以在低温下具有良好的导热性即可。在其中一个实施例中，可以通过在其他类型水溶液或纯水中添加不同添加物，以得到满足超导磁体系统100需求的冷却介质。

可以理解，相比于高纯铜材料构成的导热网络，采用纯水或者乙醇水溶液固化形成的导热网络成本低廉。这是由于纯水、乙醇水溶液或其他类似液体具有良好的流动性且容易获得，该优点使得采用上述冷却介质包覆超导线圈110的成本极低。其次，由于液体的特性，固化后的纯水、乙醇水溶液或其他类似液体可以均匀地包覆超导线圈110的大部分表面，并且形成很好的热接触，具有平复超导线圈110局部升温的效果。最后，由于传统的金属型导热网络导电性较强，故通常需要在金属导热网络和超导线圈110之间制作高等级绝缘层，而绝缘层会降低金属导热网络的导热效果。而本申请中采用的纯水、乙醇水溶液或其他类似液体固化后形成的导热网络本身具有绝缘性，因此可以使冷却介质固化后形成的导热网络与超导线圈110充分接触而无需在接触面上进行任何绝缘处理，从而进一步简化了超导磁体系统100的结构并降低了成本。

基于同一发明构思，本申请还提供了一种超导磁体系统100。超导磁体系统100包括上述任一实施例中的超导磁体系统100和制冷机40，制冷机40的冷端与热连接导件30远离冷却介质的一端连接，通过热连接导件30将产生的冷量传递给超导磁体10。超导磁体系统100包括支架120、设置于支架120上的多个超导线圈110和壳体20。壳体20设置在多个超导线圈110的外周，且壳体20与支架120形成容纳腔210。容纳腔210内填充有冷却介质，冷却介质至少与超导线圈110部分接触。制冷机40与壳体20之间设置热连接导件30，热连接导件30的第一端310接触冷却介质，第二端320热耦合制冷机40。可以理解，本申请对制冷机40的类型不作限定，只要其可以提供足够超导磁体系统100中的超导线圈110降温至液氦温区即可。可以理解，本申请对制冷机40的冷头410的位置不作限定。在其中一个实施例中，制冷机40的冷头410可以设置于靠近超导线圈110的位置，从而可以减少冷量的传输路径，进而降低传输路径中的热损耗，并提高超导线圈110的降温效率。在其中一个实施例中，制冷机40可以设置于超导线圈110的支撑结构上。

基于同一发明构思，本申请还提供了一种核磁共振设备。核磁共振设备包括上述任一实施例中的超导磁体系统100。

请一并参见图3，图3为本申请一实施例所示的核磁共振设备。该核磁共振设备包括由支架120和设置在支架120上的多个超导线圈110组成的超导磁体10，超导线圈110可分为主线圈112和屏蔽线圈111。壳体20设置在多个超导线圈110的外周，且壳体20与支架120形成容纳腔210，容纳腔210内填充冷却介质，固态冷却介质至少与多个超导线圈110的部分接触。外真空容器50形成容置腔510以容置超导磁体10和壳体20。壳体20开设有通孔，热连接导件30第一端310穿过通孔进入容纳腔210内，并浸入冷却介质中。制冷机40设置在外真空容器50上/上表面。制冷机40的压缩机设置在容置腔510外部，制冷机的二级冷头420延伸至容置腔510内部，以通过热传导的方式与固态冷却介质进行热量交换。在外真空容器50上表面，还设置有服务塔60，服务塔60内在密封方式上采用法兰对接紧固压缩法兰沟槽内密封圈的形式，将制冷机40与服务塔60之间的空间与外界环境隔离开来，且该种封闭结构形成冷屏结构，以实现对制冷机40一级冷头410的热屏蔽，减少热负荷。外真空容器50的外表面还设置有加强筋70。

上述结构的制冷过程为：外部的压缩机和装配在磁体上的冷头410工作，使在磁体内部的冷头410的冷却端提供4.2K温度和此温度下稳定的冷量，从而带动冷却与冷却端通过热连接件相连的盛装于每个超导线圈110周围空间内的液体。随着温度降至液体的凝固点以下，这些液体都变成固体，包围着大部分的超导线圈110表面，同时将来自于冷头410冷却端的冷量以较好的热传导方式传递给超导线圈110。

请一并参见图4，图4为本申请另一实施例所示的核磁共振设备结构示意图。与图3的不同之处在于，热连接导件30为管状结构。热连接导件30的第一端310连接壳体20，壳体20再传导冷量至冷却介质。

制冷机40与壳体20之间设置热连接导件30，热连接导件30为管状结构且内部填充有液氦。在其中一个实施例中，热连接导件30可以为双层真空管状结构，管壁具有沿径向间隔开的内壁和外壁，管内部设有低温冷却介质(液氦)，低温冷却介质置于内壁围成的内腔体中。

可以理解，核磁共振成像设备中的超导磁体10进行临床扫描时，超导线圈110上会产生局部涡流发热。采用纯水或者乙醇水溶液作为冷却介质时，固化后的固体冰或者固体乙醇溶液冰具有良好的热导率，可以与超导线圈110表面进行充分接触，进而迅速带走超导线圈110产生的热量。

综上所述，本申请提供的超导磁体系统100具有价格低廉和结构简单的优点，同时可以均匀向超导线圈110传递制冷机40的冷量。在核磁共振设备中使用超导磁体系统100时，可以稳定地在核磁共振成像序列扫描过程中保证所有超导线圈110上不易累积出具有失超风险的发热点，进而提高超导磁体系统100的稳定性。

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

Claims (8)

1.一种超导磁体系统，其特征在于，包括：

超导磁体，包括多个超导线圈以及支撑所述超导线圈的支架；

多个壳体，设置在所述超导线圈的外周，多个所述壳体与所述超导线圈共同构成多个容纳腔，所述壳体和所述超导线圈之间的空隙形成所述容纳腔，所述壳体和所述超导线圈连接的部分进行密封处理，且至少两个所述容纳腔不连通，所述容纳腔内置有冷却介质，通过所述冷却介质对所述超导线圈进行降温；以及

热连接导件，具有第一端和第二端，所述第一端浸入所述冷却介质，所述第二端延伸至制冷机的冷头，用于传导冷量至所述冷却介质，对所述冷却介质进行降温；

其中，所述冷却介质为纯水或者乙醇水溶液，经过低温传导所述冷却介质降温并固化；

固化后的所述冷却介质同时热接触所述超导线圈的外周面、以及所述超导线圈相对的两个侧面，且固化后的所述冷却介质将所述制冷机的所述冷头的冷量以热传导方式传递给所述超导线圈；

其中，所述热连接导件为双层真空管状结构，管壁具有沿径向间隔开的内壁和外壁，液氦置于内壁围成的内腔体中；

其中，超导线圈包括内侧的主线圈和外侧的屏蔽线圈，且所述屏蔽线圈形成圆环的半径大于所述主线圈形成圆环的半径；所述制冷机的冷头设置于靠近所述超导线圈的位置；

其中，在所述壳体与所述超导线圈为一一对应关系的情况下，所述容纳腔内灌注的所述冷却介质包覆所述超导线圈；在所述超导线圈的数量多于所述壳体的数量的情况下，将多个所述超导线圈分组，每组超导线圈对应一个壳体。

2.根据权利要求1所述的超导磁体系统，其特征在于，所述壳体为弧形片状结构，且沿所述超导线圈外周延伸。

3.根据权利要求1所述的超导磁体系统，其特征在于，所述壳体为圆环结构，且套设于所述超导线圈外周，所述壳体开设有通孔，所述热连接导件的所述第一端穿过所述通孔进入所述容纳腔内，并浸入所述冷却介质中。

4.根据权利要求1所述的超导磁体系统，其特征在于，所述壳体的材料为金属。

5.一种超导磁体系统，其特征在于，包括：

支架；

多个超导线圈，设置在所述支架上；

多个壳体，设置在所述多个超导线圈的外周，且多个所述壳体与所述超导线圈形成多个容纳腔，所述壳体和所述超导线圈之间的空隙形成所述容纳腔，所述壳体和所述超导线圈连接的部分进行密封处理，且至少两个所述容纳腔不连通所述容纳腔内填充冷却介质，且所述冷却介质至少与所述多个超导线圈的部分接触；以及

制冷机，通过热传导的方式与所述冷却介质进行热量交换；其中，所述冷却介质为纯水或者乙醇水溶液，经过低温传导所述冷却介质降温并固化；

固化后的所述冷却介质同时热接触所述超导线圈的外周面、以及所述超导线圈相对的两个侧面，且固化后的所述冷却介质将所述制冷机的冷头的冷量以热传导方式传递给所述超导线圈；

其中，超导线圈包括内侧的主线圈和外侧的屏蔽线圈，且所述屏蔽线圈形成圆环的半径大于所述主线圈形成圆环的半径；所述制冷机的冷头设置于靠近所述超导线圈的位置；

其中，在所述壳体与所述超导线圈为一一对应关系的情况下，所述容纳腔内灌注的所述冷却介质包覆所述超导线圈；在所述超导线圈的数量多于所述壳体的数量的情况下，将多个所述超导线圈分组，每组超导线圈对应一个壳体；

所述制冷机与所述壳体之间设置热连接导件，所述热连接导件的第一端接触所述冷却介质，所述热连接导件的第二端热耦合所述制冷机；所述热连接导件为双层真空管状结构，管壁具有沿径向间隔开的内壁和外壁，液氦置于内壁围成的内腔体中。

6.根据权利要求5所述的超导磁体系统，其特征在于，所述容纳腔的形状取决于所述壳体的形状，且所述容纳腔的大小取决于所述壳体与所述超导线圈之间的距离。

7.一种核磁共振设备，其特征在于，包括：

超导磁体，其包括支架和设置在所述支架上的多个超导线圈；

多个壳体，设置在所述多个超导线圈的外周，且所述壳体与所述超导线圈形成多个容纳腔，所述壳体和所述超导线圈之间的空隙形成所述容纳腔，所述壳体和所述超导线圈连接的部分进行密封处理，且至少两个所述容纳腔不连通，所述容纳腔内填充冷却介质，所述冷却介质至少与所述多个超导线圈的部分接触；

外真空容器，形成容置腔以容置所述超导磁体、所述壳体；以及

制冷机，设置在所述外真空容器上，且所述制冷机的冷头延伸至所述容置腔内部，以通过热传导的方式与所述冷却介质进行热量交换；

其中，所述冷却介质为纯水或者乙醇水溶液，经过低温传导所述冷却介质降温并固化；

固化后的所述冷却介质同时热接触所述超导线圈的外周面、以及所述超导线圈相对的两个侧面，且固化后的所述冷却介质将所述制冷机的冷头的冷量以热传导方式传递给所述超导线圈；

所述制冷机与所述壳体之间设置热连接导件，所述热连接导件为管状结构且内部填充有液氦；

热连接导件，具有第一端和第二端，所述第一端浸入所述冷却介质，所述第二端延伸至制冷机的冷头，用于传导冷量至所述冷却介质，对所述冷却介质进行降温；

其中，所述热连接导件为双层真空管状结构，管壁具有沿径向间隔开的内壁和外壁，液氦置于内壁围成的内腔体中；

其中，超导线圈包括内侧的主线圈和外侧的屏蔽线圈，且所述屏蔽线圈形成圆环的半径大于所述主线圈形成圆环的半径；所述制冷机的冷头设置于靠近所述屏蔽线圈的位置；

其中，在所述壳体与所述超导线圈为一一对应关系的情况下，所述容纳腔内灌注的所述冷却介质包覆所述超导线圈；在所述超导线圈的数量多于所述壳体的数量的情况下，将多个所述超导线圈分组，每组超导线圈对应一个壳体。

8.一种如权利要求7所述的核磁共振设备的冷却方法，所述核磁共振设备包括：

超导磁体，其包括支架和设置在所述支架上的多个超导线圈；

多个壳体，设置在所述多个超导线圈的外周，且所述壳体与所述超导线圈形成多个容纳腔，所述壳体和所述超导线圈之间的空隙形成所述容纳腔，所述壳体和所述超导线圈连接的部分进行密封处理，且至少两个所述容纳腔不连通；

外真空容器，形成容置腔以容置所述超导磁体、所述壳体；以及

制冷机，设置在所述外真空容器上，且所述制冷机的冷头延伸至所述容置腔内部；

其特征在于，所述方法包括：

向所述容纳腔内灌注液态冷却介质；

利用所述制冷机通过热传导方式对所述液态冷却介质降温，以转换为固态冷却介质；

其中，所述冷却介质为纯水或者乙醇水溶液，经过低温传导所述冷却介质降温并固化；

固化后的所述冷却介质同时热接触所述超导线圈的外周面、以及所述超导线圈相对的两个侧面，且固化后的所述冷却介质将所述制冷机的冷头的冷量以热传导方式传递给所述超导线圈；

其中，所述热连接导件为双层真空管状结构，管壁具有沿径向间隔开的内壁和外壁，液氦置于内壁围成的内腔体中；

其中，超导线圈包括内侧的主线圈和外侧的屏蔽线圈，且所述屏蔽线圈形成圆环的半径大于所述主线圈形成圆环的半径；所述制冷机的冷头设置于靠近所述超导线圈的位置；

其中，在所述壳体与所述超导线圈为一一对应关系的情况下，所述容纳腔内灌注的所述冷却介质包覆所述超导线圈；在所述超导线圈的数量多于所述壳体的数量的情况下，将多个所述超导线圈分组，每组超导线圈对应一个壳体。