DE4137735C2

DE4137735C2 - Supraleitende Magnetvorrichtung mit durchsichtigen Röhren zur Aufnahme von Feldkorrekturlamellen

Info

Publication number: DE4137735C2
Application number: DE4137735A
Authority: DE
Inventors: Toshiki Idemaru; Tatuya Oue; Naoji Yoshida
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-11-15
Filing date: 1991-11-15
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2011-11-16
Also published as: GB2252630B; JPH04181706A; US5280259A; GB2252630A; DE4137735A1; GB9124252D0

Description

Die Erfindung betrifft eine supraleitende Magnetvorrichtung, die zum Beispiel in einem Magnetresonanzabbildungssystem verwendet wird, mit einem hohlzylindrischen supraleitenden Magneten zur Erzeugung eines Hauptmagnetfeldes, aus einem nicht magnetischen Material bestehenden Röhren, die von außen sichtbar an dem Magneten befestigt sind, und stabförmigen magnetischen Korrekturelementen, die in die Röhren zur Kompensation der von dem Magneten erzeugten inhomogenen Feldkomponenten eingesetzt sind, wie sie in der WO 89/04494 beschrieben ist.

Bei der bekannten Magnetvorrichtung werden Röhren mit spezieller Form und Korrekturelemente mit daran angepaßter Form verwendet, beispielsweise Röhren mit einem quadratischen oder mehreckigen Querschnitt, so daß die Orientierung von als Korrekturelemente dienenden Permanentmagneten nur eine begrenzte Anzahl von Variationen annehmen kann. Nur für diese Variationen der Orientierung werden dann Feldberechnungen für die Korrektur durchgeführt. Als Korrekturelemente werden Standardmagnete verwendet, die vorgefertigt werden können, und nach der berechneten Korrektur werden die Standardmagnete in der gewünschten Orientierung in Öffnungen der Röhren eingeschoben, und durch Abstandsstücke wird dann eine exakte, dauerhafte Anordnung dieser Standardmagnete erreicht.

Eine andere Magnetvorrichtung ist in der EP 167 059 B1 beschrieben. Hierbei sind statt Röhren als Halterungen für Eisenbleche, die als Korrekturelemente dienen sollen, erste Aluminiumtaschen für die x-Richtung, zweite Aluminumtaschen für die y-Richtung und dritte Aluminiumtaschen für die z- Richtung vorgesehen. Die Eisenbleche sind in der jeweils geeigneten Form, Größe, Anordnung und Anzahl vorgesehen, angepaßt an die jeweilige Aluminiumtasche. Durch die flache Querschnittsform der Aluminiumtaschen und die entsprechend flachen Aluminiumbleche ist bereits die Orientierung der als Korrekturelemente dienenden Eisenbleche vorgegeben.

In der WO 88/05167 wird vorgeschlagen, als Korrekturelemente stangenförmige Magnetelemente in Öffnungen länglicher Röhren eines Magneten zur Korrektur von dessen Magnetfeld einzuschieben. Damit Magnetelemente mit unterschiedlichen Querschnitten eingeschoben werden können, ist der Querschnitt der Öffnungen der Röhren relativ groß gewählt, und es sind Zentriereinrichtungen vorgesehen, um eine Ausrichtung der Längsachsen der Magnetelemente und der Öffnungen zu erreichen. Die Röhren sind relativ weit von der Außenseite des Magneten in Radialrichtung innen im Magneten angeordnet und nicht von außen sichtbar.

Zum besseren Verständnis der beim Stand der Technik auftretenden Probleme wird nachstehend eine weitere, herkömmliche supraleitende Magnetvorrichtung beschrieben.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen supraleitenden Magnetvorrichtung, und Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht des aus dem Gehäuse herausgelösten Hauptabschnitts der supraleitenden Magnetvorrichtung aus Fig. 4. Innerhalb eines supraleitenden Magneten oder Magnetkörpers 1 wird ein homogener Feldbereich 2 gebildet. Eine Anzahl von nicht-magnetischen Röhren 3 sind auf der inneren Seite des supraleitenden Magnetkörpers 1 in vorbestimmten Abständen am Umfang angeordnet. Stabförmige Magnetlamellen 4 als Korrekturelemente sind innerhalb der jeweiligen Röhren 3 aufgenommen. Halter 5 sind in beide Enden der Röhren 3 eingefügt, um die magnetischen Lamellen 4 innerhalb der nicht-magnetischen Röhren 3 einzuschließen. Die Halter 5 dienen außerdem dazu, die Lamellen 4 an vorbestimmten axialen Positionen längs der Röhren 3 anzuordnen. Die Röhren 3 sind mit Befestigungsrahmen 6 an den supraleitenden Magnetkörper 1 befestigt.

Es ist aufgrund der unzureichenden Herstellungsgenauigkeit des supraleitenden Magnetkörpers 1 oder widriger Effekte der von benachbarten magnetischen Teilen erzeugten magnetischen Felder extrem schwierig, eine ausreichende Homogenität innerhalb des homogenen magnetischen Feldabschnitts 2 ausschließlich durch den supraleitenden Magnetkörper 1 zu erreichen. Daher wird die Homogenität des magnetischen Feldes innerhalb des homogenen Magnetfeldabschnitts 2 wie folgt verbessert.

Zuerst wird die örtliche magnetische Feldverteilung innerhalb des homogenen magnetischen Feldabschnitts 2 gemessen und aufgrund dieser Messung die Größen der inhomogenen magnetischen Feldkomponenten bestimmt. Als nächstes werden die Arten und Anzahl der zum Ausgleich der jeweiligen inhomogenen magnetischen Feldkomponenten benötigten stabförmigen magnetischen Lamellen 4 ermittelt. Die ausgewählten Lamellen 4 werden in die Röhren 3 an vorbestimmten Positionen eingefügt und längs der Röhren 3 mittels der Halter 5 positioniert.

Die örtliche magnetische Feldverteilung innerhalb des homogenen magnetischen Feldabschnitts 2 wird nochmals gemessen, um festzustellen, ob das resultierende magnetische Feld die vorgegebene Homogenität erfüllt oder nicht. Falls die Homogenität kleiner ist als ein vorgegebener Grad, werden die oben beschriebenen Schritte der Messungen und Auswahl der Röhren 3 bis zur Erreichung des vorgegebenen Homogenitätsgrads wiederholt. Nebenbei werden in den oben beschriebenen Schritten der inhomogenen Magnetfeldkompensation die Arten und Anzahl der in die Röhren 3 eingefügten Lamellen 4 und die Positionen der Lamellen 4 innerhalb der Röhren 3, etc., nach jedem Schritt aufgezeichnet, so daß die Kompensationsprozedur bis hierhin sofort nachvollzogen werden kann.

Die oben beschriebene herkömmliche supraleitende Magnetvorrichtung besitzt daher den folgenden Nachteil. Wenn die magnetischen Lamellen 4 geändert werden und in die nicht-magnetischen Röhren 3 eingefügt werden, müssen während der Kompensationsprozedur der inhomogenen magnetischen Felder die Arten und Anzahl der Lamellen 4 jedesmal genau aufgezeichnet werden. Wenn die Aufzeichnung einen Fehler enthält, müssen außerdem sämtliche Lamellen 4 aus den Röhren 3 entfernt werden, um die Arten und die Anzahl der Lamellen 4 zu verifizieren. Wenn deshalb die Lamellen 4 entfernt werden, ist es nötig, die Position der Lamellen 4 innerhalb der Röhren 3 festzustellen. Um dies zu tun, muß der Betreiber in die zwei Enden der Röhren 3 hineinschauen. Dies ist gefährlich, nachdem die magnetischen Lamellen 4 aus den nicht-magnetischen Röhren 3 aufgrund der Anziehung des durch den Magnet erzeugten magnetischen Feldes herausspringen können.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine supraleitende Magnetvorrichtung zu schaffen, bei der die Anbringung der Korrekturelemente vereinfacht ist.

Die oben beschriebene Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine supraleitende Magnetvorrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorzugsweise sind die magnetischen Korrektur elemente mit Farbkodes entsprechend ihrer Art versehen, wobei verschiedene Arten mit auffälligen Farben gekennzeichnet werden können.

Der Aufbau und die Betriebsweise der Erfindung wird durch die folgende ausführliche Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines aus dem Gehäuse herausgelösten Hauptabschnittes einer supraleitenden Magnetvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines aus dem Gehäuse herausgelösten Hauptabschnittes einer supraleitenden Magnetvorrichtung entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer supraleitenden Magnetvorrichtung entsprechend einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen supraleitenden Magnetvorrichtung; und

Fig. 5 eine Seitenansicht eines aus dem Gehäuse herausgelösten Hauptabschnittes einer supraleitenden Magnetvorrichtung aus Fig. 4.

In den Zeichnungen bezeichnen die entsprechenden Bezugsziffern die gleichen oder entsprechenden Teile oder Abschnitte.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden im folgenden die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines aus dem Gehäuse herausgelösten Hauptabschnitts einer supraleitenden Magnetvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die supraleitende Magnetvorrichtung ist, wie oben beschrieben, ähnlich zu jener aus Fig. 4 und 5. Daher sind die magnetischen Korrekturelemente (Lamellen) 4, die Halter 5 und die Befestigungsrahmen 6 identisch zu jenen aus Fig. 5. Jedoch sind die nicht magnetischen Röhren 7 zur Aufnahme der magnetischen Korrekturelemente 4 darin aus einem durchsichtigen oder transparenten, nicht-magnetischen Material hergestellt, wie zum Beispiel einem Polycarbonatharz, das widerstandsfähig und durchsichtig ist. Daher können die innerhalb der Röhren 7 aufgenommenen magnetischen Korrekturelemente 4 von außen beobachtet werden.

Die Korrektur der magnetischen Feldinhomogenität innerhalb des homogenen Magnetfeldabschnitts 2 wird in einer ähnlichen Weise bewirkt, wie bei der oben beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung. Da jedoch die Röhren 7 durchsichtig sind, können die Anzahl, die Arten und die axialen Positionen innerhalb der Röhren 7 der Korrekturelemente 4 einfach von außen mit dem Auge festgestellt werden. Daher ist es nicht notwendig, in ein Ende der Röhren 7 hineinzuschauen, wenn die Korrekturelemente 4 aus den Röhren 7 entfernt werden. Die Korrekturelemente 4 können daher aus den Röhren 7 mit einer scherenartigen Einspannvorrichtung entfernt werden, während deren Position von außen beobachtet wird. Die magnetische Feldkorrekturprozedur wird daher einfach und sicher.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines aus einem Gehäuse herausgelösten Hauptabschnitts einer supraleitenden Magnetvorrichtung entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die supraleitende Magnetvorrichtung nach Fig. 2 ist ähnlich zu der aus Fig. 1. Daher sind die nicht-magnetischen Röhren 7 aus einem transparenten, nicht-magnetischen Material, wie zum Beispiel aus Polycarbonaten hergestellt. Zusätzlich sind die magnetischen Korrekturelemente 8a und 8b entsprechend ihrer verschiedenen Art farbkodiert. Verschiedene Arten von Korrekturelementen 8a und 8b sind durch ausgeprägte Farben farbcodiert, derart, daß nicht nur die axialen Positionen und die Anzahl, sondern auch die Arten der Korrekturelemente 8a und 8b, die innerhalb der Röhren 7 aufgenommen sind, von außen festgestellt werden können.

Für den Fall der supraleitenden Magnetvorrichtung aus Fig. 1 und 2 sind die nichtmagnetischen Röhren 7 innerhalb des supraleitenden Magnetkörpers 1 angeordnet. Jedoch können, wie in Fig. 3 gezeigt, aus einem durchsichtigen nicht-magnetischen Material hergestellte Röhren 7 zur Aufnahme der magnetischen Lamellen durch Befestigungsringe 9 auf der Außenseite des supraleitenden Magneten 1 befestigt werden. Der gleiche Vorteil, wie oben beschrieben, kann auch durch die durchsichtigen, nicht-magnetischen Röhren 7 erreicht werden.

Claims

1. Supraleitende Magnetvorrichtung mit
einem hohlzylindrischen supraleitenden Magneten (1) zur Erzeugung eines Hauptmagnetfelds (2);
aus einem nicht-magnetischen Material bestehenden Röhren (7), die von außen sichtbar an dem Magneten (1) befestigt sind; und
stabförmigen magnetischen Korrekturelementen (8a, 8b), die in die Röhren (7) zur Kompensation der von dem Magneten (1) erzeugten inhomogenen Feldkomponenten eingesetzt sind;
wobei das Material der Röhren (7) transparent ist.

2. Supraleitende Magnetvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Korrekturelemente (8a, 8b) entsprechend ihrer Art farbkodiert sind.