CN203117412U - 线圈电缆共模抑制器现场检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线圈电缆共模抑制器现场检测装置，包括控制器、PLL合成器、功率放大器、信号输出电流耦合器、信号输入电流耦合器、前端放大器、解调器、模数转换器以及数据传输接口，控制器触发PLL合成器发射指定频率的射频信号经功率放大器、信号输出电流耦合器注入被检测线圈一侧的线圈电缆；信号输入电流耦合器采集被检测线圈另一侧的线圈电缆的电流并通过前端放大器、解调器、模数转换器输入控制器，控制器根据输入和输出信号获取被检测线圈的指定频率阻抗并通过数据传输接口输出。本实用新型通过调节射频信号的指定频率即可实现对被检测线圈的非在线现场检测，具有线圈通用性好、检测方便快捷、结构简单、成本低廉的优点。

Description

线圈电缆共模抑制器现场检测装置

技术领域

本实用新型涉及磁共振系统领域，具体涉及一种线圈电缆共模抑制器现场检测装置。

背景技术

磁共振射频线圈是磁共振系统中重要的核心部件之一。人体在磁共振系统的激发下会自发辐射微弱的磁共振信号，该信号经射频线圈探测与放大送至谱仪进行解码处理。同时，射频线圈还会跟随谱仪的指令在调谐和非调谐状态间反复切换。通常，射频线圈由线圈主体、线缆和系统接头三大部分组成。由于射频信号波长和部件的尺寸（米量级）相当，发射线圈、接收线圈和系统(电磁)环境（如梯度线圈、电磁屏蔽壳等等）很容易产生相互干扰和耦合。不合适的设计会导致损耗更多的发射射频能量、对接收信号引入更大的噪声、对器械和病人导致损伤的射频发热等等问题。其中，发射线圈和接收线圈的线圈主体部分会和人体产生很强的容性耦合。同时，各线圈经接头最终接地。这样，从地开始、经过发射线圈、人体、接收线圈主体、系统电缆最终回到系统地形成了一个闭环回路。该回路中的射频电流直接流经人体，极易产生射频烧伤。该电流还会加热线圈主体或系统电缆。由于这些部件与人体几乎直接接触，一旦产生高温也会导致人体烧伤。

对接收线圈来说，这一电流表现为明显的共模特征。常见的共模信号抑制的器件是平衡至非平衡转换器。它们是磁共振线圈重要的具有保护病人降低使用风险的安全功能的装置。与其它领域设计不同（在其他领域中，它们可以是较为简单的电感或磁圈），在磁共振射频线圈中，它们实质是由电容和电感的组成并调谐到特定频率的并联谐振回路。这个并联回路对于差模信号有着极低的阻抗，而对共模信号有着很高的阻抗。对于差模信号的低阻效应是保证有用的射频信号通过，而对无用的共模信号的高阻是起到扼制可能导致不良效应的共模射频电流作用。这些装置理论上有着很好的效果，但是，很多记录报告和记录表明，由于这些装置失效引起病人灼伤事件常有发生。产生这个医疗器械的风险主要有两个原因。第一个原因是在设计时这些器件的可靠性被高估了。第二个原因是没有有效可行的方法监控这些器件的工作状态。在线圈生产时，这些安全器件在调试和组装到线圈后，其功能是否正常就不再受到监控和检查了。事实上故障调查的信息表明有很多机制可以导致这些器件失效，如电气损坏（如电容和电感等原器件由于过压、过流、过热和自身的可靠性等问题导致的损坏，等等）和机械损坏（如电感变形，等等）可能导致器件的工作频率偏移、或已不能形成谐振电路。另外，如果这些装置正常工作，具有有效扼制共模模式电流的作用,其中的并联谐振电路中电流和电感的应有足够大射频电流（一般在几个安培以上）。直接测量或监控这些电流实现难度和成本都较大，现有技术目前仍没有相关的可实践的探测或监控设计。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种线圈通用性好、检测方便快捷、结构简单、成本低廉的线圈电缆共模抑制器现场检测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种线圈电缆共模抑制器现场检测装置，包括控制器、PLL合成器、功率放大器、信号输出电流耦合器、信号输入电流耦合器、前端放大器、解调器、模数转换器以及数据传输接口，所述控制器触发PLL合成器发射指定频率的射频信号，所述射频信号经功率放大器放大后通过信号输出电流耦合器注入被检测线圈一侧的线圈电缆；所述信号输入电流耦合器采集被检测线圈另一侧的线圈电缆的电流并通过前端放大器放大后输入解调器，所述解调器将输入信号进行解调并经过模数转换器转换为数字信号后输入控制器，所述控制器根据发射射频信号的能量和模数转换器输入的电流计算被检测线圈的指定频率阻抗并通过数据传输接口输出。

作为本实用新型上述技术方案的进一步改进：

所述信号输出电流耦合器、信号输入电流耦合器均为电流耦合夹钳。

所述数据传输接口为USB数据接口

本实用新型具有下述优点：本实用新型包括控制器、PLL合成器、功率放大器、信号输出电流耦合器、信号输入电流耦合器、前端放大器、解调器、模数转换器以及数据传输接口，控制器触发PLL合成器发射指定频率的射频信号，射频信号经功率放大器放大后通过信号输出电流耦合器注入被检测线圈一侧的线圈电缆；信号输入电流耦合器采集被检测线圈另一侧的线圈电缆的电流并通过前端放大器放大后输入解调器，解调器将输入信号进行解调并经过模数转换器转换为数字信号后输入控制器，控制器根据发射射频信号的能量和探测到的电流计算该频点被检测线圈的阻抗并通过数据传输接口输出，通过调节射频信号的指定频率即可实现对被检测线圈的非在线现场检测，不管是何种巴伦设计，都可以计算器平均无故障运行时间，只要在小于该期间的周期内进行巴伦性能检测就可以保证接收线圈的安全，具有线圈通用性好、检测方便快捷、结构简单、成本低廉的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的框架结构示意图。

图2为本实用新型实施例的应用检测原理结构示意图。

图3为应用本实用新型实施例的检测得到的阻抗曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，本实施例的线圈电缆共模抑制器现场检测装置包括控制器1、PLL合成器2、功率放大器3、信号输出电流耦合器4、信号输入电流耦合器5、前端放大器6、解调器7、模数转换器8以及数据传输接口9，控制器1触发PLL合成器2发射指定频率的射频信号，射频信号经功率放大器3放大后通过信号输出电流耦合器4注入被检测线圈一侧的线圈电缆；信号输入电流耦合器5采集被检测线圈另一侧的线圈电缆的电流并通过前端放大器6放大后输入解调器7，解调器7将输入信号进行解调并经过模数转换器8转换为数字信号后输入控制器1，控制器1根据发射射频信号的能量和模数转换器输入的电流计算被检测线圈的指定频率阻抗并通过数据传输接口9输出。

本实施例中，信号输出电流耦合器4、信号输入电流耦合器5均为电流耦合夹钳；数据传输接口9为USB数据接口。此外，数据传输接口还可以根据需要选择包括RJ45接口、WLAN接口、蓝牙、RS232、RS485等类型的接口。

如图2所示，本实施例在使用时，构成检测环境由参考地平面、被检测线圈对地的容性耦合、本实施例的线圈电缆共模抑制器现场检测装置和被检测线圈构成，其中参考地平面、容性耦合、被检测线圈构成射频回路，其模式与被检测线圈的实际工作环境一致，射频回路的射频阻抗由被检测线圈中的巴伦决定。为了测试该回路的射频阻抗，通过控制器1触发PLL合成器2发射指定频率的射频信号，射频信号经功率放大器3放大后通过信号输出电流耦合器4注入被检测线圈一侧的线圈电缆，将定量的射频能量注入该射频回路，就产生了图1中沿箭头方向的射频电流。该电流的大小与巴伦性能成反比，即巴伦性能越好，电流越小。然后通过信号输入电流耦合器5采集被检测线圈另一侧的线圈电缆的电流并通过前端放大器6放大后输入解调器7，解调器7将输入信号进行解调并经过模数转换器8转换为数字信号后输入控制器1，控制器1根据发射射频信号的能量和探测到的电流计算该频点被检测线圈的阻抗并通过数据传输接口9输出。

控制器1控制射频信号的指定频率，就可得到下一频点上被检测线圈的阻抗，因此通过线性扫描巴伦工作频率附近频点就可得到如图3所示的巴伦阻抗特性曲线。本实施例中控制器1测设的控制和结果的显示可通过USB接口在计算机上实现，只要巴伦在线圈工作频率上表现出足够高的阻抗就表示该巴伦工作正常，可以安全运行至下次检测时限。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种线圈电缆共模抑制器现场检测装置，其特征在于：包括控制器、PLL合成器、功率放大器、信号输出电流耦合器、信号输入电流耦合器、前端放大器、解调器、模数转换器以及数据传输接口，所述控制器触发PLL合成器发射指定频率的射频信号，所述射频信号经功率放大器放大后通过信号输出电流耦合器注入被检测线圈一侧的线圈电缆；所述信号输入电流耦合器采集被检测线圈另一侧的线圈电缆的电流并通过前端放大器放大后输入解调器，所述解调器将输入信号进行解调并经过模数转换器转换为数字信号后输入控制器，所述控制器根据发射射频信号的能量和模数转换器输入的电流计算被检测线圈的指定频率阻抗并通过数据传输接口输出。

2.根据权利要求1所述的线圈电缆共模抑制器现场检测装置，其特征在于：所述信号输出电流耦合器、信号输入电流耦合器均为电流耦合夹钳。

3.根据权利要求1或2所述的线圈电缆共模抑制器现场检测装置，其特征在于：所述数据传输接口为USB数据接口。

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