CN205825558U - 用于医疗设备的冷却系统及磁共振设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于医疗设备的冷却系统，用于对医疗设备的待冷却部件进行冷却，所述冷却系统包括水泵、换热器和管道，所述管道连通所述水泵和换热器，以提供水流的循环回路，所述换热器冷却所述循环回路中的水，所述冷却系统还包括：设置在所述管道上的传感器，检测管道内水压；与所述传感器耦接的控制器，根据所述水压，判断所述循环回路是否发生漏水。本实用新型在冷却系统的管道上设置传感器，可以实时监测管道内水压，判断循环回路是否发生漏水。同时，本实用新型的控制器可以根据管道水压的下降速度与预设阈值的比较结果，来判断、区分循环回路漏水和系统排气所引起的管道内水压的下降。

Description

用于医疗设备的冷却系统及磁共振设备

技术领域

本实用新型涉及冷却技术领域，尤其涉及一种用于医疗设备的冷却系统及具有该冷却系统的磁共振设备。

背景技术

磁共振(MR)设备是疾病诊断过程中经常用到的一种影像设备，通常包括磁体、梯度线圈、射频发射器及信号接收器，分别负责提供主磁场、梯度场、射频场和MR信号的接收。其中主磁场的产生依赖于超导磁体，为了维持磁体的超导，通常采用液氦来实现超导所需的低温环境。由于氦的沸点较低，在磁共振系统进行工作时，系统释放的热量会使得液氦蒸发，为了减小液氦的蒸发，磁共振系统通常会配置液氦压缩机，实现氦由气态到液态的转换，并进而将液氦输送到液氦储藏系统中。

位于磁体腔内的梯度线圈中通过电流而产生梯度场，当电流通过梯度线圈时，会产生电功率损耗，进而产生大量的热量，如果无法及时散热，将会给这些部件的正常工作带来不利影响，甚至影响图像质量；另外，由于梯度线圈设置于扫描通道周围，与磁共振的扫描通道同轴设置，距离患者的距离较近，因此过高的温度也会给位于磁共振扫描通道内的待扫描者带来不适，容易引起患者的紧张情绪。

除了液氦压缩机、梯度线圈以外，梯度功率放大器、射频功率放大器等部件在工作过程中，也会产生大量热量，导致磁共振系统温度升高。

基于上述原因，为了及时释放上述待冷却部件在工作过程中产生的大量热量，保证磁共振系统正常工作，现有的磁共振系统中通常会设置冷却系统，较为常见的冷却方式为水冷式冷却系统，所述冷却系统通常包括水泵、与水泵相连且设置在待冷却部件周围的冷却管道，以及与冷却管道相连的换热器形成的闭式冷却系统。其中，水泵为冷却系统的水循环提供动力，待冷却部件散发出的热量随着冷却管道中流动的冷媒带走，实现待冷却部件的冷却，经过待冷却部件的冷媒进入到热交换器进行冷热交换，实现冷媒的冷却，冷却后的冷媒通过冷却管道继续循环。

由于冷却系统通常由多节管道构成，各管道之间通过接头结合。因此当某一节管道破损，或某一个接头与管道脱离时，就会发生漏水现象，对冷却系统的冷却性能带来严重的影响，而且如果漏水量较大，甚至有可能导致其他系统的损坏。如何准确判断冷却系统是否发生漏水，是每个冷却系统都要考虑的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于医疗设备的冷却系统，用于对医疗设备的待冷却部件进行冷却，所述冷却系统包括水泵、换热器和管道，所述管道连通所述水泵和换热器，以提供水流的循环回路，所述换热器冷却所述循环回路中的水，所述冷却系统还包括：

设置在所述管道上的传感器，检测管道内水压；

与所述传感器耦接的控制器，根据所述水压，判断所述循环回路是否发生漏水。

可选的，在指定时间段内，当所述水压小于第一阈值时，判断为所述循环回路发生漏水。

可选的，当所述水压的下降速度大于第二阈值时，判断为所述循环回路发生漏水。

可选的，所述第二阈值为所述冷却系统未发生漏水时，循环回路水压的下降速度。

可选的，所述管道上与所述传感器对应的位置形成有支路管道，所述传感器固定连接于所述支路管道的末端。

可选的，所述水泵包括供水口和回水口，所述传感器设置在靠近所述回水口的管道上。

可选的，还包括定压器，平衡管道内的水压波动，所述定压器设置在所述回水口附近，所述传感器设置在所述回水口和所述定压器之间的管道上。

可选的，当判断为所述循环回路发生漏水时，所述控制器控制所述冷却系统停止工作。

可选的，所述管道穿过所述待冷却部件。

本实用新型中，在冷却系统的管道上设置压力传感器，通过压力传感器监测管道内水压，控制器根据管道内水压与预设的水压阈值的比对结果，来判断循环回路是否发生漏水，以及时提醒操作人员；另外为了区分管道内水压的降低是由循环回路发生漏水引起的，还是由于系统的正常排气过程引起的，本实用新型的控制器比对管道内水压的下降速度与预设的参考阈值，当管道内水压的下降速度高于预设的参考阈值时，即判断为循环回路发生漏水，同时控制器控制冷却系统停止工作。通过本实用新型提供的方案可以及时准确的判断循环回路是否发生漏水，以便操作人员及时采取措施，以免影响冷却系统的性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例一冷却系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一冷却系统的压力传感器与管道的连接示意图；

图3为本实用新型实施例二冷却系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例三冷却系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例四磁共振设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

正如背景技术所述，磁共振设备在正常工作时，存在很多待冷却部件，为了维持磁共振设备的正常性能，以及避免由于热量过高给位于扫描通道内的待扫描者带来不适，需要对待冷却部件进行冷却。本实施例提供用于对磁共振设备的待冷却部件进行冷却的冷却系统。

本实施例以用于磁共振设备的冷却系统为例，来说明冷却系统的结构和工作原理，但是本实施例的冷却系统，也可以用于计算机断层扫描设备(CT设备)、X-ray设备、正电子发射计算机断层成像设备(PET-CT设备)、放射治疗设备(RT设备)等医疗设备中，只要设备中存在散热部件，均可利用本实施例公开的冷却系统来对散热部件进行冷却。其中尤其是磁共振系统对磁场防干扰的要求特别高，适合本实用新型的液体冷媒冷却系统。

本实施例以水为冷媒为例进行说明，但不限于此，也可以采用其他液态冷媒。

实施例一

图1为本实用新型实施例一冷却系统的结构示意图，参考图1所示，本实施例的冷却系统包括水泵10，换热器20，管道30，集气罐40，排气阀50，压力传感器60以及控制器70。管道30连通水泵10和换热器20，以提供水流的循环回路，图中箭头方向代表管道30内的水流方向，换热器20实现流经换热器的水流的冷却；水泵10提供水在循环回路中流动的动力；集气罐40通过集气管路41与管道30相连，集气罐40上设置有排气阀50，管道30内水中的气体在循环的过程中与水相分离，通过集气管路41进入到集气罐40，进而通过排气阀50排出冷却系统。压力传感器60设置在管道30上，检测管道内水压；控制器70，与压力传感器60电气连接，根据压力传感器60测得的水压，判断循环回路是否发生漏水。

水泵10包括充水口、供水口和回水口。初始状态时，通过充水口向冷却系统内注水至预定水压后，关闭充水口。供水口上连接有连通水泵10和换热器20的管道30，通过供水口向管道30供水；管道30内的水通过回水口回流至水泵10中。

为了实现待冷却部件80的冷却，管道30穿过待冷却部件80，管道内的水流经待冷却部件80，被待冷却部件80散发的热量加热，再通过管道30流出，实现对待冷却部件的冷却和散热。可以理解的，由于磁共振系统的待冷却部件较多，每个待冷却部件内部都会穿设管道，因此需要在水泵供水口附近设置多路管道，每路管道上均设置有控制阀，通过控制阀来控制各路管道的导通或截断。

换热器20包括输入端和输出端，被待冷却部件80释放的热量加热后的水经由输入端流入换热器20，在换热器20内经过换热冷却以后，经过输出端输出，进入管道30内，在水泵10的动力下在循环回路中继续循环流动。

管道30上与压力传感器60对应的位置形成支路管道，压力传感器60与支路管道的末端固定连接。本实施例给出一种示例性的连接结构：管道30上与压力传感器60对应的位置形成有开口，所述管道30的管道壁在开口处向远离管道30一侧延伸，形成支路管道，且支路管道和压力传感器60上形成有相互配合使用的螺纹。图2为本实用新型实施例一冷却系统的压力传感器与管道的连接示意图，参考图2所示，本实施例还给出另外一种示例性的连接结构，管道30上与压力传感器60对应的位置形成有开口，在所述开口处固定连接一个螺纹底座61，所述螺纹底座61为两端开口的中空圆柱形结构，螺纹底座的一端开口与管道30的开口固定连接以形成支路管道，压力传感器60与螺纹底座61在另一端开口处相连接，从而使得压力传感器60与管道30内的水相接触，以检测管道30内的水压，且将水压信号转化为电信号，通过电缆传送给控制器70。

控制器70根据压力传感器60输出的电信号，判断循环回路是否发生漏水。控制器70可以进一步包括存储单元71和判断单元72，存储单元71预先存储水压阈值；判断单元72根据所述压力传感器60测得的管道内水压与所述水压阈值的比对结果判断循环回路是否发生漏水。当管道内水压小于所述水压阈值时，即判断为循环回路漏水。

所述水压阈值可以有多种确定方式，继续参考图1所示，为了排除冷却系统内部的空气，在冷却系统的顶部设置有集气罐40和排气阀50，当冷却水中的气泡集中到集气罐40中，并通过排气阀50排出时，管道内水压会减小，因此在设定水压阈值时必须考虑正常的排气过程所引起的管道内水压的减小。在循环回路未发生漏水时，首先，确定管道内初始水压P0，经过一定时间△T1后，检测管道内水压为P1，将P1作为△T1时间段内的水压阈值存储在存储单元71中；经过△T2后，检测管道内水压为P2，将P2作为△T2时间段内的水压阈值存储在存储单元71中，以此类推，经过△Tn后，检测管道内水压为Pn，将Pn作为△Tn时间段内的水压阈值存储在存储单元71中。在冷却系统正常工作时，在特定的时间段内，控制器70将压力传感器60获取的管道内水压与对应时间段内的水压阈值进行比较，根据比较结果来判断循环回路是否发生漏水。比如，在△T1时间段内，如果压力传感器60测得的管道内水压小于P1即判断为循环回路发生漏水，否则即判断为冷却系统的正常排气，以此类推。

本实施例中，冷却系统的管道30上设置有压力传感器，检测冷却系统管道内水压，控制器通过比对管道内水压和预设的水压阈值来判断循环回路是否发生了漏水，并在判断为循环回路发生漏水的情况下，控制冷却系统停止工作。

另外，由于存在正常的排气过程，因此不论是否发生漏水，冷却系统管道内水压都会一直下降，当管道内水压低于某个值时，冷却系统有无法正常工作，不能实现对待冷却部件的有效冷却，此时需要向冷却系统中补水。本实施例中，在控制器70的存储单元71中，还预设有极限阈值，判断单元72还可以根据所述压力传感器60测得的管道内水压与所述极限阈值的比对结果判断是否冷却系统是否需要补水，当压力传感器60测得的管道内水压低于所述极限阈值时，即判断为冷却系统需要补水，控制器70根据判断结果控制所述冷却系统停止工作。

本实施例中，还设置有与控制器相连接的显示器和/或报警器，显示器根据控制器的判断结果显示漏水信息；报警器根据控制器的判断结果发出报警信号，当循环回路发生漏水时，可以及时告知操作人员。

实施例二

图3为本实用新型实施例二冷却系统的结构示意图，参考图3所示，本实施例的冷却系统包括水泵10，换热器20，管道30，集气罐40，排气阀50，压力传感器60以及控制器70'。本实施例与实施例一的区别在于，压力传感器60实时检测管道内水压，控制器70'根据管道内水压的下降速度，判断循环回路是否发生漏水。

控制器70′进一步包括存储单元71′和判断单元72′，存储单元71′中预先存储循环回路未发生漏水的情况下管道内水压的变化速度作为参考阈值；判断单元72′根据压力传感器60检测到的不同时刻管道内水压，计算管道内水压的下降速度，比对所述管道内水压的下降速度与参考阈值，当管道内水压的下降速度大于参考阈值时，即判断为循环回路发生漏水。

如实施例一中所述，由于冷却系统存在排气的过程，因此无论系统是否漏水，管道内水压都会不断减小，为了更精确地区分系统正常的排气过程带来的管道内水压的降低与漏水带来的管道内水压的降低，本实施例首先需要确定循环回路未发生漏水的情况下，管道内水压的下降速度。假设在循环回路未发生漏水的情况下，在T1时刻压力传感器60检测到的管道内水压为P1′，经过一段时间后，T2时刻压力传感器60检测到的管道内水压为P2′，根据前面记载的内容可知，由于冷却系统存在正常的排气过程，因此P2和P1之间的关系为P2≤P1，那么管道内水压的下降速度为V＝(P1′-P2′)/(T2-T1)，把V作为参考阈值预先存储在存储单元71′中。可以理解的，在循环回路未发生漏水的情况下，也可以计算多个不同时间段内管道内水压的下降速度，取多个管道内水压的下降速度的平均值作为参考阈值预先存储在所述存储单元71′中，供判断单元72′使用。在冷却系统正常工作时，压力传感器60实时检测管道内水压，判断单元72′计算管道内水压的下降速度，当管道内水压的下降速度高于所述参考阈值时，判断为循环回路发生漏水；当管道内水压的下降速度低于或等于所述参考阈值时，判断为冷却系统排气。

本实施例通过在冷却系统的管道上设置压力传感器，检测不同时刻管道内水压，控制器根据压力传感器测得的不同时刻的管道内水压，计算管道内水压的下降速度，根据管道内水压的下降速度来判断和区分管道内水压变化是由循环回路发生漏水引起的还是由冷却系统排气引起的。从而便于操作人员根据判断结果采取对应的应对措施。

实施例三

图4为本实用新型实施例三的冷却系统的结构示意图，参考图4所示，本实施例的冷却系统包括水泵10，换热器20，管道30，集气罐40，排气阀50，压力传感器60以及控制器，另外还包括一个膨胀罐90，所述膨胀罐90设置在管道30上靠近回水口的位置，所述压力传感器60设置在回水口和膨胀罐90之间。

膨胀罐90包括罐体、气囊、进水口、排水口和补气口。气囊位于罐体的内部，在罐体内壁和气囊之间形成封闭的空间，并且在该空间内预充压力，气囊的进水口和出水口分别通过支路管道与管道30相连通，气囊内可以容纳水。当冷却系统管道内水压下降至小于罐体内壁和气囊之间的压力时，气囊内的水会被罐体内壁和气囊之间的空气的压力挤入到管道30内，直至水压和罐体内壁和气囊之间的空气压力实现平衡；当管道内水压上升至大于罐体内壁和气囊之间的空气压力时，管道30内的水会通过进水口进入气囊，直至实现水压与罐体内壁和气囊之间的空气压力实现新的平衡。压力罐通过这种方式平衡管道内水压波动，将压力传感器设置在膨胀罐的后端，可以保证测得更加稳定的压力值，同时由于回水端的水压相比管道内其他地方的水压略小，因此通过压力传感器来检测回水口附近的水压，检测结果更加准确，更具有可参考性。

由于冷却系统管道中回水端的水压比管道其他位置的水压相对较小，而为了使膨胀罐起到稳定管道内水压的作用，膨胀罐内的预充压力比管道内水压略小，因此当管道内水压越小时，膨胀罐内需要预充的压力也越小。将膨胀罐设置在回水端靠近回水口的位置，可以适当减小膨胀罐内的预冲压力。因此本实施例将压力传感器设置管道上位于回水端和膨胀罐之间的位置，在经过膨胀罐的定压作用，使得测得的压力值更加稳定、准确，能够精确及时的获知系统是否漏水。

实施例四

图5为本实用新型实施例四磁共振设备的结构示意图，参考图5所示，磁共振设备至少包括梯度功率放大器300、梯度线圈400、射频功率放大器500、液氦压缩机600等核心功能部件。上述功能部件在正常工作的过程中，均会产生大量的热量，称为待冷却部件。为了保证磁共振设备的正常工作，通常会采用水冷系统100来实现磁共振设备待冷却部件的冷却，外部冷水机200与换热器102相连接，用来实现换热器102内水的冷却。本实施例中的水冷系统可参考实施例一、二或三记载的内容，不再赘述。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于医疗设备的冷却系统，用于对医疗设备的待冷却部件进行冷却，所述冷却系统包括水泵、换热器和管道，所述管道连通所述水泵和换热器，以提供水流的循环回路，所述换热器冷却所述循环回路中的水，其特征在于，所述冷却系统还包括：

设置在所述管道上的传感器，检测管道内水压；

与所述传感器耦接的控制器，根据所述水压，判断所述循环回路是否发生漏水。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，在指定时间段内，当所述水压小于第一阈值时，判断为所述循环回路发生漏水。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，当所述水压的下降速度大于第二阈值时，判断为所述循环回路发生漏水。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述第二阈值为所述冷却系统未发生漏水时，循环回路水压的下降速度。

5.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述水泵包括供水口和回水口，所述传感器设置在靠近所述回水口的管道上。

6.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，还包括定压器，用于平衡管道内的水压波动，所述定压器设置在所述回水口附近，所述传感器设置在所述回水口和所述定压器之间。

7.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述管道上与所述传感器对应的位置形成有支路管道，所述传感器固定连接于所述支路管道的末端。

8.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，当判断为所述循环回路发生漏水时，所述控制器控制所述冷却系统停止工作。

9.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述管道穿过所述待冷却部件。

10.一种磁共振设备，其特征在于，包括：待冷却部件及权利要求1-9任一项所述的冷却系统，所述待冷却部件包括梯度功率放大器、梯度线圈、射频功率放大器及液氦压缩机中的一种或多种。