CN213986792U - 磁共振设备、低温保持器及其屏蔽筒体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种磁共振设备、低温保持器及其屏蔽筒体。该屏蔽筒体包括:安装筒体,所述安装筒体呈中空的桶形设置;以及导电部件,设置于所述安装筒体,所述导电部件用于屏蔽向超导线圈组件的交变电磁场。通过导电部件起到屏蔽作用,屏蔽磁共振设备的梯度线圈组件向超导线圈组件逸散的交变电磁场,避免出现涡流而引起超导线圈组件失超的情况,同时,减小磁体内部涡流加热,保证磁共振设备正常稳定工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁医用成像设备技术领域,特别是涉及一种磁共振设备、低温保持器及其屏蔽筒体。
背景技术
超导磁共振设备正常工作时,梯度线圈会通入较大的交变电流,其产生的逸散交变场会在磁体低温保持器、超导线圈以及线圈骨架的导电材料上产生涡流。由于涡流加热效应引起磁体内部的零部件局部温度上升,热量传递到液氦中将导致液氦蒸发,磁体内部氦气压力上升。当氦气压力升高到排气阀打开状态时氦气将排出,频繁出现时磁体就出现液氦液面下降以及不能保持磁体液氦零蒸发性能。有些情况下,超导线圈的温度升高还可能导致线圈失超,主磁场消失,液氦大量蒸发,从而严重影响系统的使用。
为了解决这个问题,在梯度线圈的设计中,设置有梯度屏蔽线圈来尽量减弱梯度逸散场的强度,同时磁体的真空夹层以及真空夹层中的热屏蔽层都是金属部件,能起到一定的屏蔽梯度逸散场作用。但是,设置梯度屏蔽线圈无法充分解决此问题,尤其是没有对磁体线圈中失超风险高的线圈采取针对性解决方案。
目前,屏蔽交变逸散场的方法通常是采用良导体金属屏蔽筒的方案,但是当良导体金属屏蔽筒与梯度线圈中间区域距离较近时,这种方法将使良导体金属屏蔽筒与梯度线圈之间出现较强耦合作用,易使梯度线圈系统输出性能出现不可校正的异常情形。
也就是说,目前的磁共振设备中存在磁体运行失超以及磁体内部涡流加热效应的问题,影响磁共振设备的可靠运行。
实用新型内容
基于此,有必要针对目前的磁共振设备中存在磁体运行失超以及磁体内部涡流加热效应的问题,提供一种减小磁体内部涡流加热,避免引起超导线圈组件运行失超的磁共振设备、低温保持器及其屏蔽筒体。
一种屏蔽筒体,包括:
安装筒体,所述安装筒体呈中空的桶形设置;以及
导电部件,设置于所述安装筒体,所述导电部件用于屏蔽向超导线圈组件发射的交变电磁场。
在其中一个实施例中,所述导电部件对应所述超导线圈组件设置;
所述导电部件靠近所述安装筒体的两个端部,或者所述导电部件位于所述安装筒体的两个端部。
在其中一个实施例中,所述导电部件呈柱形,或者,所述导电部件包括多个呈片状的导电体,多个所述导电体沿所述安装筒体的周向方向间隔设置。
在其中一个实施例中,所述安装筒体具有安装槽,所述导电部件安装于所述安装槽中;
所述安装槽为通槽或盲槽;当所述安装槽为盲槽时,所述导电部件位于所述安装筒体的内壁和/或外壁。
在其中一个实施例中,所述屏蔽筒体还包括安装架,所述导电部件通过所述安装架安装于所述安装筒体的内壁和/或外壁。
在其中一个实施例中,所述导电部件集成于所述安装筒体的内部。
在其中一个实施例中,所述屏蔽筒体还包括安装接头,所述导电部件通过所述安装接头安装所述安装筒体。
一种屏蔽筒体,包括:
安装筒体,所述安装筒体围绕成腔体,且所述腔体沿轴向方向延伸,所述腔体沿轴向方向被划分为中间区域以及位于中间区域两侧的端部区域;
导电部件,至少部分的沿所述腔体的端部区域的周向方向布置,所述导电部件与所述安装筒体结合在一起或者与所述安装筒体在径向上间隔设置。
在其中一个实施例中,所述导电部件为环状或片状结构。
在其中一个实施例中,所述安装筒体具有安装槽,所述导电部件安装于所述安装槽中。
在其中一个实施例中,所述导电部件与所述安装筒体通过粘接、焊接或者螺钉连接在一起。
在其中一个实施例中,所述导电部件的导电率大于所述安装筒体的导电率。
在其中一个实施例中,所述导电部件与所述安装筒体电气连接。
在其中一个实施例中,所述腔体的端部区域由所述导电部件围绕形成,所述导电部件与所述安装筒体在轴向上并列布置。
一种低温保持器,包括:
外容器,所述外容器环绕形成轴向延伸的通孔;所述外容器包括屏蔽筒体、外筒以及端板,所述屏蔽筒体安装于所述外筒的内侧,所述端板连接所述屏蔽筒体与所述外筒的端部并围设成容腔;
内容器,设置于所述容腔中;以及
热屏蔽层,设置于所述内容器与所述外容器之间;
其中,所述屏蔽筒体包括安装筒体以及导电部件,所述安装筒体呈中空的桶形设置,所述导电部件设置于所述安装筒体,所述导电部件用于对超导线圈组件进行屏蔽保护。
一种磁共振设备,包括:
低温保持器,包括外容器、内容器以及设置于所述内容器与所述外容器之间的屏蔽层,所述外容器环绕形成轴向延伸的通孔,所述外容器具有容腔,所述内容器设置于所述容腔中;
梯度线圈组件,设置于所述通孔中;
超导线圈组件,设置于所述容腔中;
所述外容器包括屏蔽筒体、外筒以及端板,所述屏蔽筒体安装于所述外筒的内侧,所述端板连接所述屏蔽筒体与所述外筒的端部并围设成容腔,其中所述屏蔽筒体包括两种导电率的材料,且位于所述屏蔽筒体端部的材料的导电率大于位于所述屏蔽筒体中部的材料的导电率。
在其中一个实施例中,所述屏蔽筒体包括:
安装筒体,具有第一导电率,所述安装筒体呈中空的桶形设置;
导电部件,具有第二导电率,靠近或位于所述安装筒体的两个端部,所述第二导电率大于所述第一导电率。
在其中一个实施例中,所述导电部件位于所述安装筒体的内壁和/或外壁;
或者,所述导电部件位于所述安装筒体中。
采用上述技术方案后,本实用新型至少具有如下技术效果:
本实用新型的磁共振设备、低温保持器及其屏蔽筒体,导电部件设置于安装筒体,通过导电部件起到屏蔽作用,屏蔽磁共振设备的梯度线圈组件向超导线圈组件逸散的交变电磁场,有效的解决目前磁共振设备工作时存在磁体运行失超以及磁体内部涡流加热效应引起升温的问题,避免出现涡流而引起超导线圈组件失超的情况,同时,减小磁体内部涡流加热,保证磁共振设备正常稳定工作。
附图说明
图1为本发明一实施例的磁共振设备的示意图;
图2为图1所示的磁共振设备中外容器第一实施方式的放大图;
图3为图2所示的外容器的立体图;
图4为图1所示的磁共振设备中外容器第二实施方式的放大图;
图5为图4所示的外容器的立体图;
图6为图1所示的磁共振设备中外容器第三实施方式的放大图;
图7为图6所示的外容器的立体图;
图8为图1所示的磁共振设备中外容器第四实施方式的放大图;
图9为图8所示的外容器的立体图;
图10为图1所示的磁共振设备中外容器第五实施方式的放大图;
图11为图10所示的外容器的立体图;
图12为图1所示的磁共振设备中外容器第六实施方式的放大图;
图13为图12所示的外容器的立体图;
图14为图1所示的磁共振设备中外容器第七实施方式的放大图;
图15为图14所示的外容器的立体图;
图16为图1所示的磁共振设备中外容器第八实施方式的放大图;
图17为图16所示的外容器的立体图;
图18为图1所示的磁共振设备中外容器第九实施方式的放大图;
图19为图18所示的外容器的立体图;
图20为图1所示的磁共振设备中外容器第十实施方式的放大图;
图21为图20所示的外容器的立体图;
图22为图1所示的磁共振设备中外容器第十一实施方式的放大图;
图23为图22所示的外容器的立体图;
图24为图1所示的磁共振设备中外容器第十二实施方式的放大图;
图25为图24所示的外容器的立体图;
图26为图1所示的磁共振设备中外容器第十三实施方式的放大图;
图27为图26所示的外容器的立体图;
图28为图1所示的磁共振设备中外容器第十四实施方式的放大图;
图29为图28所示的外容器的立体图;
图30为图1所示的磁共振设备中外容器第十五实施方式的放大图;
图31为图30所示的外容器的立体图;
图32为图1所示的磁共振设备中外容器第十六实施方式的放大图;
图33为图32所示的外容器的立体图。
其中:100、低温保持器;110、外容器;111、屏蔽筒体;1111、安装筒体;1112、导电部件;1113、安装接头;112、外筒;113、端板;120、内容器;121、第一内筒;122、第一外筒;123、第一封头;130、屏蔽层;131、第二内筒;132、第二外筒;133、第二封头;200、超导线圈组件;210、超导外线圈;220、超导内线圈;230、线圈架;300、梯度线圈组件;400、制冷机。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型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实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”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”、“上”、“下”、“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。
参见图1至图3,本实用新型提供了一种屏蔽筒体111,该屏蔽筒体111可以起到屏蔽作用,用于屏蔽磁共振设备的梯度线圈组件300向超导线圈组件200的交变电磁场,保证磁共振设备可以可靠运行。可以理解的,该屏蔽筒体111可以应用于磁共振设备的低温保持器100中。当然,该屏蔽筒体111还可以应用于MRI(Magnetic Resonance Imaging,磁共振成像)设备中靠近匀场区的部件,比如VTC筒体、隔音罩等等。在本实用新型的其他实施方式中,该屏蔽筒体111还可应用于其他需要屏蔽的结构中。
目前的磁共振设备工作时,梯度线圈通入较大的交变电流,其产生的逸散交变场会在磁共振设备的超导线圈等部件上产生涡流,引起磁体内部局部温度升高,产生失超现象,而且目前的采用良导体屏蔽筒会影响梯度线圈的使用性能,进而影响磁共振设备的使用。为此,本实用新型提供了一种屏蔽筒体111,该屏蔽筒体111可以有效的屏蔽磁共振设备的梯度线圈组件300向超导线圈组件200的交变电磁场,同时,还不会影响梯度线圈组件300的使用性能,保证磁共振设备可以可靠工作。
本实用新型中仅以屏蔽筒体111应用于磁共振设备的低温保持器100为例进行说明,屏蔽筒体111应用于其他部件中的屏蔽结构及屏蔽原理与应用于低温保持器100中的屏蔽结构及屏蔽原理实质相同,在此不一一赘述。本实用新型的屏蔽筒体111安装在磁共振设备的低温保持器100中,具体为低温保持器100的外容器110的一部分。以下详细介绍屏蔽筒体111的具体结构。
参见图1至图3,在一实施例中,屏蔽筒体111包括安装筒体1111以及导电部件1112。安装筒体1111围绕形成腔体,腔体例如图2呈中空的桶形设置,该腔体沿轴向方向延伸,且沿轴向方向被划分为中间区域以及位于中间区域两侧的端部区域。导电部件1112设置于安装筒体1111,导电部件1112用于屏蔽磁共振设备的梯度线圈组件300向超导线圈组件200的交变电磁场。导电部件1112部分的沿所述腔体的端部区域的周向方向布置。导电部件1112与安装筒体1111结合在一起或者与安装筒体1111在径向上间隔设置。
安装筒体1111为中空的桶形结构,安装筒体1111环绕形成沿轴向延伸的通孔/腔体,该通孔即为安装筒体1111的中空部分。安装筒体1111的径向内侧与径向外侧可安装磁共振设备的相应部分。安装筒体1111起支撑作用,用于承载导电部件1112。导电部件1112具有良好的导电性能,可以屏蔽梯度散逸场,减小涡流加热效应引起的局部温度上升,减缓压力上升,进而减少失超,以使导电部件1112对磁共振设备的超导线圈组件200进行屏蔽保护。
对于磁共振设备而言,磁共振设备的超导线圈组件200安装于安装筒体1111的径向外侧,梯度线圈组件300安装于安装筒体1111的通孔中,超导线圈组件200与梯度线圈组件300之间通过安装筒体1111分隔。这样,安装筒体1111上的导电部件1112可以对梯度线圈组件300起到屏蔽作用,避免磁共振设备的梯度线圈组件300向超导线圈组件200产生的交变电磁场。
可选地,导电部件1112由铝、铜等或者导电性能相当的、具有良好导电性能的材料制成。可选地,安装筒体1111由不锈钢、碳钢或者玻璃钢(Glass Fiber Reinforcedplastics,GRP)等导电性能更差的材料制成。可选地,导电部件1112的厚度范围0.5mm~10mm。相对于常规设计,安装筒体1111无需增加厚度,这一点对超导磁体组件非常关键,意味着无需改变现有超导磁体组件的线圈设计,不用增加超导线等成本,不影响梯度线圈的安装等优点。
上述实施例的屏蔽筒体111,通过导电部件1112起到屏蔽作用,屏蔽磁共振设备的梯度线圈组件300向超导线圈组件200逸散的交变电磁场,有效的解决目前磁共振设备工作时存在磁体运行失超以及磁体内部涡流加热效应的问题,避免出现涡流而引起超导线圈组件200失超的情况,同时,减小磁体内部涡流加热,保证磁共振设备正常稳定工作。
在一实施例中,屏蔽筒体111包括两种导电率的材料,且位于屏蔽筒体111端部的材料的导电率大于位于屏蔽筒体111中部的材料的导电率。进一步地,安装筒体具有第一导电率,安装筒体1111呈中空的桶形设置;导电部件1112具有第二导电率,靠近或位于安装筒体1111的两个端部,导电部件1112与安装筒体1111可形成电气连接,第二导电率大于第一导电率。梯度逸散场形成的电流主要产生于导电部件1112,这样可以保证导电部件1112屏蔽大部分的梯度散逸场。
在一实施例中,导电部件1112对应超导线圈组件200设置。也就是说,导电部件1112布置在梯度散逸场峰值区域附近。这样,导电部件1112安装在安装筒体1111后,可以屏蔽大部分的梯度散逸场,减小涡流加热效应引起部件局部温度升高,减缓压力上升,减少失超。
可以理解的,本实用新型的屏蔽筒体111的导电部件1112针对磁共振设备两端的超导线圈组件200进行屏蔽保护,两端的超导线圈组件200通常是各线圈中稳定性最差的,最需要屏蔽保护。所以导电部件1112分别对应两端的超导线圈组件200设置。
参见图2至图13,在一实施例中,安装筒体1111具有安装槽,导电部件1112安装于安装槽中。安装槽为通槽或盲槽;当安装槽为盲槽时,导电部件1112位于安装筒体1111的内壁和/或外壁。安装槽的形状与导电部件1112的形状相一致,使得导电部件1112可嵌设安装于安装槽中。这里的通槽是指沿径向方向贯通的槽,通槽的槽深等于安装筒体1111的厚度。这里的盲槽就是不沿径向方向贯通设置的槽,盲槽的槽深小于安装筒体1111的厚度。导电部件1112嵌设安装于安装槽中。
如图2和图3所示,安装筒体1111上设置为通槽的安装槽,导电部件1112嵌设安装在安装槽中。如图所示,安装筒体1111上设置多个盲槽的安装槽,导电部件1112嵌设安装在安装槽中。
进一步地,安装槽为盲槽时,安装槽可以开设于安装筒体1111的内壁上,如图6、图7、图12和图13所示,相应的,导电部件1112安装在安装筒体1111的内壁。为盲槽的安装槽的深度以及与之配合的导电部件1112的厚度减少,但仍能起到较好的梯度逸散场的作用。同时,导电部件1112在这种结构不再承受大气压力,其与安装筒体1111的连接无气密性要求,可通过粘接、焊接、螺钉等简单方式进行固定。
当然,安装槽也可以开设于安装筒体1111的外壁上,如图4、图5、图10和图11所示,相应的,导电部件1112安装在安装筒体1111的外壁,这样可以方便安装槽的加工,降低制造成本,同时还不会增加安装筒体1111的厚度。在本实用新型的其他实施方式中,安装筒体1111的内壁与外壁均可设置安装槽,相应的,导电部件1112分别安装于安装筒体1111的内壁与外壁。
可选地,导电部件1112通过物理或化学连接方法安装于安装筒体1111的安装槽中。当然,在本实用新型的其他实施方式中,如图2至图13所示,屏蔽筒体111还包括安装接头1113,导电部件1112通过安装接头1113安装在安装筒体1111。安装接头1113可以保证安装筒体1111与导电部件1112之间具有良好的机械性能以及密封性能。示例性地,安装接头1113可以采用钎焊、特殊焊料的融化焊来制造不锈钢+铜的复合接头,也可以采用树脂浸渍和固化的方式执照复合纤维材料+铜的复合接头,当然,还可以采用其他能够保证机械性能和密封性能材料制成的复合接头。
可选地,导电部件1112与安装槽之间可以通过激光切割、水切割等等方法加工,工艺简单,制造成本低。
参见图2至图13,在一实施例中,导电部件1112靠近安装筒体1111的两个端部,或者导电部件1112位于安装筒体1111的两个端部。也就是说,导电部件1112可以设置在安装筒体1111的两个边缘位置,以增加安装筒体1111的轴向长度,如图8和图9所示,此种方式设置后,导电部件1112也可屏蔽大部分的梯度逸散场,减小涡流加热效应引起部件局部温度上升,减缓压力上升,减少失超,同时安装筒体1111的厚度也基本保持不变;当然,导电部件1112也可以设置在安装筒体1111的两个端部附近位置,导电部件1112与安装筒体1111的端部之间存在一定的距离,如图2至图7、图10至图13所示。当然,在本实用新型的其他实施方式中,导电部件1112还可设置在梯度线圈组件300的逸散场较强区域或稳定性较差的线圈区域对超导线圈组件200进行保护。
参见图2和图8,在一实施例中,导电部件1112呈柱形,或者,导电部件1112包括多个呈片状的导电体,多个导电体沿安装筒体1111的周向方向间隔设置。
可选地,导电部件1112为中空的柱形结构,其形状与安装筒体1111的形状相一致。这样可以方便导电部件1112的成型加工,降低制造成本。此时,导电部件1112可以安装在安装筒体1111的安装槽中,也可以安装在安装筒体1111的端部,也可以直接安装在安装筒体1111的外壁和/或内壁上,如图8至图13、图18至图21、图26至图29、图32和图33所示。
又可选地,导电部件1112包括多个呈片状的导电体,多个导电体沿圆周方向设置在安装筒体1111,可以安装在安装筒体1111的安装槽中,也可以设置安装筒体1111的内壁和/或外壁,如图图2至图7、图14至图17、图22至图25、图30和图31所示。
在一实施例中,导电部件1112贴设于安装筒体1111的内壁和/或外壁。可选地,导电部件1112可以通过粘贴、焊接等方式固定在安装筒体1111的内壁上,如图16、图17、图20、图21所示,此种方式下,导电部件1112的形状可以为片状或圆柱形。可选地,导电部件1112可以通过粘贴、焊接等方式固定在安装筒体1111的外壁上,如图14、图15、图18、图19所示,此种方式下,导电部件1112的形状可以为片状或圆柱形。
参见图22至图29,在一实施例中,屏蔽筒体111还包括安装架,导电部件1112通过安装架安装于安装筒体1111的内壁和/或外壁。也就是说,导电部件1112位于安装筒体1111的内侧或外侧,并与安装筒体1111之间存在一定的间距。
可选地,导电部件1112通过安装架安装于安装筒体1111的内壁,即导电部件1112位于安装筒体1111的内部空间,如图24、图25、图28、图29。又可选地,导电部件1112通过安装架安装于安装筒体1111的外壁,即导电部件1112位于安装筒体1111的外部空间,如图22、图23、图26、图27。当然,在本实用新型的其他实施方式中,导电部件1112通过安装架分别安装于安装筒体1111的内壁与外壁。
参见图30至图33,在一实施例中,导电部件1112集成于安装筒体1111的内部。也就是说,导电部件1112复合于安装筒体1111中,并分布于梯度逸散场较强区域。导电部件1112与安装筒体1111采用一体成型方式加工成型。比如在采用GRP等材料制作部件安装筒体1111的过程中,在其端部预先布置导电部件1112,两者经整体固化成型;当然也可采用金属铸造等工艺,制作包含有导电部件1112的安装筒体1111。这种一体成型的工艺通常简单高效,同时可避免过多的异种材料的连接接头。此种方式中,导电部件1112可以包括多个片状的导电体,如图30和图31所示,也可以为中空柱形,如图32和图33所示。
当然,在本实用新型的其他实施方式中,导电部件1112还可集成在外容器110、屏蔽层130或梯度线圈中。
参见图1、图2和图10,本实用新型还提供一种低温保持器100,低温保持器100为多层容器结构,包括外容器110、内容器120以及屏蔽层130。外容器110具有沿容腔且环绕形成轴向延伸的通孔,内容器120设置于容腔中,屏蔽层130设置于内容器120与外容器110之间。
外容器110包括屏蔽筒体111、外筒112以及端板113,外筒112安装于屏蔽筒体111中,端板113连接屏蔽筒体111与外筒112的端部并围设成容腔。外容器110采用金属或复合材料制成,进一步地,可采用碳钢或不锈钢制成。屏蔽筒体111与外筒112沿径向方向由中心向外分别设置,屏蔽筒体111与外筒112均为中空的圆柱形结构。端板113为环形,分别连接屏蔽筒体111与外筒112的两端,以使屏蔽筒体111、外筒112以及端板113之间围设成密闭的容腔,而且,外筒112围设成轴向延伸的通孔。
在容腔内设置有内容器120,内容器120包括沿其径向方向由中心向内侧分别设置的第一内筒121和第一外筒122,第一内筒121和第一外筒122均为中空的圆柱形结构,在第一内筒121的两端分别设置有第一封头123,第一封头123为环形结构,第一封头123分别连接于第一内筒121和第一外筒122,以分别对其进行封堵。
在外容器110和内容器120之间设置有热屏蔽层130,热屏蔽层130包括沿其径向方向由中心向内侧分别设置的第二内筒131和第二外筒132,第二内筒131和第二外筒132均为中空的圆柱形结构,在第二内筒131的两端分别设置有第二封头133,第二封头133为环形结构,第二封头133分别连接于第二内筒131和第二外筒132,以分别对其进行封堵。具体地,第三内筒位于外筒112和第一内筒121之间,第二外筒132位于屏蔽筒体111和第一外筒122之间,第二封头133位于端板113和第一封头123之间。
而且,外容器110中的屏蔽筒体111包括安装筒体1111以及导电部件1112,安装筒体1111呈中空的桶形设置,导电部件1112设置于安装筒体1111,导电部件1112用于屏蔽磁共振设备的梯度线圈组件300向超导线圈组件200的交变电磁场。关于屏蔽筒体111的具体结构以及设置形式已经在上文提及,在此不一一赘述。
本实用新型的低温保持器100采用上述的屏蔽筒体111后,可以屏蔽磁共振设备的梯度线圈组件300向超导线圈组件200逸散的交变电磁场,有效的解决目前磁共振设备工作时存在磁体运行失超以及磁体内部涡流加热效应的问题,避免出现涡流而引起超导线圈组件200失超的情况,同时,减小磁体内部涡流加热,保证磁共振设备正常稳定工作。
本实用新型还提供一种磁共振设备。该磁共振设备包括低温保持器100、梯度线圈组件300、超导线圈组件200。低温保持器100包括外容器110、内容器120以及设置于内容器120与外容器110之间的屏蔽层130,外容器110具有沿容腔且环绕形成轴向延伸的通孔,内容器120设置于容腔中;外容器110包括屏蔽筒体111、内筒以及端板,内筒安装于屏蔽筒体111中,端板连接屏蔽筒体111与内筒的端部并围设成容腔,其中屏蔽筒体111包括安装筒体1111以及导电部件1112,安装筒体1111呈中空的桶形设置,导电部件1112设置于安装筒体1111。梯度线圈组件300设置于通孔中。超导线圈组件200设置于容腔中。其中,导电部件1112用于屏蔽梯度线圈组件300向超导线圈组件200的交变电磁场。
低温保持器100以及屏蔽筒体111的具体结构已经在上文提及,在此不一一赘述。在内容器120的内部设置有超导线圈组件200,超导线圈组件200与内容器120同轴心装配并固定,超导线圈组件200包括超导内线圈220、超导外线圈210以及线圈架230,超导内线圈220、超导外线圈210分别缠绕或装配在线圈架230上。
外容器110的通孔即为磁共振设备的扫描空间,通孔中安装梯度线圈组件300、射频线圈等电子器件。尤其是梯度线圈组件300,其包含可产生空间上三个方向的Z向梯度场的线圈组,在磁共振扫描阶段,会在通孔内产生向外逸散的交变电磁场。模拟计算显示,常规磁共振设备的梯度线圈组件300在外容器110的屏蔽筒体111附近产生的逸散场峰值主要集中在屏蔽筒体111的两端部,X和Y梯度线圈尤为突出。因此,本实用新型的磁共振设备采用上述的屏蔽筒体111后,在屏蔽筒体111的安装筒体1111的两端设置导电部件1112,通过导电部件1112屏蔽梯度线圈组件300产生的交变电磁场,减小涡流加热效应引起部件局部温度上升,减缓压力上升,减少失超。
同时,相对于使用良导体屏蔽筒而言,本实用新型的磁共振设备使用屏蔽筒体111之后,可以避免使用良导体屏蔽筒处于梯度线圈组件300中间区域,避免良导体金属与梯度线圈组件300出现较强的耦合作用,进而避免梯度线圈组件300输出性能出现不可校正的异常情形。
可选地,磁共振设备还包括制冷机400,制冷机400设置在低温保持器100,并连接至低温保持器100的内容器120中,内容器120中填充低温介质如液氦等或热导电材料冷却内容器120中的超导线圈组件200。
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实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (18)
1.一种屏蔽筒体,其特征在于,包括:
安装筒体,所述安装筒体呈中空的桶形设置;以及
导电部件,设置于所述安装筒体,所述导电部件用于屏蔽向超导线圈组件发射的交变电磁场。
2.根据权利要求1所述的屏蔽筒体,其特征在于,所述导电部件对应所述超导线圈组件设置;
所述导电部件靠近所述安装筒体的两个端部,或者所述导电部件位于所述安装筒体的两个端部。
3.根据权利要求1所述的屏蔽筒体,其特征在于,所述导电部件呈柱形,或者,所述导电部件包括多个呈片状的导电体,多个所述导电体沿所述安装筒体的周向方向间隔设置。
4.根据权利要求1所述的屏蔽筒体,其特征在于,所述安装筒体具有安装槽,所述导电部件安装于所述安装槽中;
所述安装槽为通槽或盲槽;当所述安装槽为盲槽时,所述导电部件位于所述安装筒体的内壁和/或外壁。
5.根据权利要求1所述的屏蔽筒体,其特征在于,所述屏蔽筒体还包括安装架,所述导电部件通过所述安装架安装于所述安装筒体的内壁和/或外壁。
6.根据权利要求1所述的屏蔽筒体,其特征在于,所述导电部件集成于所述安装筒体的内部。
7.根据权利要求1至5任一项所述的屏蔽筒体,其特征在于,所述屏蔽筒体还包括安装接头,所述导电部件通过所述安装接头安装所述安装筒体。
8.一种屏蔽筒体,其特征在于,包括:
安装筒体,所述安装筒体围绕成腔体,且所述腔体沿轴向方向延伸,所述腔体沿轴向方向被划分为中间区域以及位于中间区域两侧的端部区域;
导电部件,至少部分的沿所述腔体的端部区域的周向方向布置,所述导电部件与所述安装筒体结合在一起或者与所述安装筒体在径向上间隔设置。
9.根据权利要求8所述的屏蔽筒体,其特征在于,所述导电部件为环状或片状结构。
10.根据权利要求8所述的屏蔽筒体,其特征在于,所述安装筒体具有安装槽,所述导电部件安装于所述安装槽中。
11.根据权利要求8-10任一项所述的屏蔽筒体,其特征在于,所述导电部件与所述安装筒体通过粘接、焊接或者螺钉连接在一起。
12.根据权利要求11所述的屏蔽筒体,其特征在于,所述导电部件的导电率大于所述安装筒体的导电率。
13.根据权利要求12所述的屏蔽筒体,其特征在于,所述导电部件与所述安装筒体电气连接。
14.根据权利要求11所述的屏蔽筒体,其特征在于,所述腔体的端部区域由所述导电部件围绕形成,所述导电部件与所述安装筒体在轴向上并列布置。
15.一种低温保持器,其特征在于,包括:
外容器,所述外容器环绕形成轴向延伸的通孔;所述外容器包括屏蔽筒体、外筒以及端板,所述屏蔽筒体安装于所述外筒的内侧,所述端板连接所述屏蔽筒体与所述外筒的端部并围设成容腔;
内容器,设置于所述容腔中;以及
热屏蔽层,设置于所述内容器与所述外容器之间;
其中,所述屏蔽筒体包括安装筒体以及导电部件,所述安装筒体呈中空的桶形设置,所述导电部件设置于所述安装筒体,所述导电部件用于对超导线圈组件进行屏蔽保护。
16.一种磁共振设备,其特征在于,包括:
低温保持器,包括外容器、内容器以及设置于所述内容器与所述外容器之间的屏蔽层,所述外容器环绕形成轴向延伸的通孔,所述外容器具有容腔,所述内容器设置于所述容腔中;
梯度线圈组件,设置于所述通孔中;
超导线圈组件,设置于所述容腔中;
所述外容器包括屏蔽筒体、外筒以及端板,所述屏蔽筒体安装于所述外筒的内侧,所述端板连接所述屏蔽筒体与所述外筒的端部并围设成容腔,其中所述屏蔽筒体包括两种导电率的材料,且位于所述屏蔽筒体端部的材料的导电率大于位于所述屏蔽筒体中部的材料的导电率。
17.根据权利要求16所述的磁共振设备,其特征在于,所述屏蔽筒体包括:
安装筒体,具有第一导电率,所述安装筒体呈中空的桶形设置;
导电部件,具有第二导电率,靠近或位于所述安装筒体的两个端部,所述第二导电率大于所述第一导电率。
18.根据权利要求17所述的磁共振设备,其特征在于,所述导电部件位于所述安装筒体的内壁和/或外壁;
或者,所述导电部件位于所述安装筒体中。
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Cited By (1)
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CN114167321A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-03-11 | 华中科技大学 | 一种超导量子磁力梯度仪及磁场梯度值测量方法 |
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2020
- 2020-11-17 CN CN202022656784.7U patent/CN213986792U/zh active Active
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