RU10001U1

RU10001U1 - MAGNETIC SYSTEM FOR CREATING A HOMOGENEOUS MAGNETIC FIELD

Info

Publication number: RU10001U1
Application number: RU98117952/20U
Authority: RU
Inventors: В.В. Лыков
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Аз."
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 1999-05-16

Abstract

Магнитная система для создания однородного магнитного поля, содержащая центральную и две внутренние компенсационные катушки, расположенные соосно и симметрично относительно центральной, причем все три катушки выполнены с внутренним радиусом R, а их обмотки включены последовательно, отличающаяся тем, что в нее введены две внешние компенсационные катушки, расположенные соосно снаружи соответствующих внутренних компенсационных катушек, обмотки которых включены последовательно с ними, причем центральная и две внутренние компенсационные катушки выполнены с внешним радиусом 1,245R и внешним пазом глубиной 0,056R, внешние компенсационные катушки выполнены с внешним и внутренним радиусами 1,353R и 0,947R соответственно, длина центральной катушки составляет 1,339R, длины внутренних и внешних компенсационных катушек составляют 0,669R и 0,613R соответственно, а их центры расположены на расстояниях 1,052R и 1,766R соответственно от центра магнитной системы.A magnetic system for creating a uniform magnetic field comprising a central and two internal compensation coils arranged coaxially and symmetrically with respect to the central one, all three coils being made with an internal radius R and their windings connected in series, characterized in that two external compensation coils are introduced into it located coaxially outside the respective internal compensation coils, the windings of which are connected in series with them, the central and two internal compensation e coils are made with an external radius of 1.245R and an external groove depth of 0.056R, external compensation coils are made with an external and internal radius of 1.353R and 0.947R, respectively, the length of the central coil is 1.339R, the lengths of the internal and external compensation coils are 0.669R and 0.613R respectively, and their centers are located at distances of 1,052R and 1,766R, respectively, from the center of the magnetic system.

Description

МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОДНОРОДНОГО МАГНИТНОГО НОЛЯMAGNETIC SYSTEM FOR CREATING A HOMOGENEOUS MAGNETIC ZERO

Полезная модель относится к области магнитных систем для создания однородного магнитного поля, используемого, например, в магнито-резонансных томографах.The utility model relates to the field of magnetic systems for creating a uniform magnetic field, used, for example, in magnetic resonance imaging.

Известна магнитная система, состоящая из четырех катушек с геометрией обмоток, оптимизированной на минимальные энергопотребление и массу (Патент США.№ 4,584,548, кл.335/299, 1985г.). Недостатком данной системы является небольшая зона однородности, обусловленная нескомпенсированностью члена 8-го порядка разложения в ряд Тейлора осевой составляющей функции аксиального магнитного поля в центре системы.A known magnetic system consisting of four coils with the geometry of the windings, optimized for minimum power consumption and weight (US Patent. No. 4,584,548, cl.335 / 299, 1985.). The disadvantage of this system is a small homogeneity zone due to the uncompensated member of the 8th order of the expansion in the Taylor series of the axial component of the axial magnetic field function in the center of the system.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является система круговых катушек для создания однородного магнитного поля, состоящая из трех катушек с конфигурацией обмоток магнитной системы, известной как конфигурация с наружным пазом (Авторское свидетельство СССР № 1712846, кл. G01N 24/08, 1989г.). К недостаткам указанной системы относится исполнение обмоток всех катушек с одинаковым внутренним радиусом, что приводит к увеличению их общих размеров на величину необходимых юстировочных зазоров и, как следствие, к увеличению энергопотребления системы. Кроме того, в случае использования данных катушек в сверхпроводящей магнитной системе, больщой наружный радиус боковых катушек приводит к неоправданному увеличению размеров криостата. Таким образом, известное техническое решение не экономично и не технологично при изготовлении.The closest in technical essence to the proposed one is a circular coil system for creating a uniform magnetic field, consisting of three coils with the configuration of the windings of the magnetic system, known as the configuration with an external groove (USSR Author's Certificate No. 1712846, class G01N 24/08, 1989). . The disadvantages of this system include the execution of the windings of all coils with the same inner radius, which leads to an increase in their overall dimensions by the amount of necessary alignment gaps and, as a result, to an increase in the energy consumption of the system. In addition, in the case of using these coils in a superconducting magnetic system, the large outer radius of the side coils leads to an unjustified increase in the size of the cryostat. Thus, the known technical solution is not economical and not technologically advanced in manufacturing.

Техническим результатом предложенной магнитной системы является повышение величины индукции магнитного поля с пространственной однородностью, удовлетворяющей требованиям для магнитных систем магнито-резонансных томографов для всего тела, без увеличения энергопотребления системы.The technical result of the proposed magnetic system is to increase the magnitude of the magnetic field induction with spatial uniformity, satisfying the requirements for magnetic systems of magnetic resonance imaging for the whole body, without increasing the energy consumption of the system.

Технический результат достигается тем, что в магнитную систему для создания однородного магнитного поля, содержащую центральную и две внутренние компенсационные катущки, расположенные соосно и симметрично относительно центральной, причем все три катушки выполнены с внутренним радиусом R, а их обмотки включены последовательно, введены две внешние компенсационные катушки, расположенные соосно снаружи соответствующих внутренних компенсационных катушек, обмотки которых включены последовательно с ними, причем центральная и две внутренние компенсационные катушки выполнены с внешним радиусом 1,245R и внешним пазом глубиной 0,056R, внешние компенсационные катушки выполнены с внешним и внутренним радиусами 1,353R и 0,974R соответственно, длина центральной катушки составляет 1,339R, длины внутренних и внешних компенсационных катушек составляют 0,669R и 0,613R соответственно, а их центры расположены на расстояниях 1,052R и 1,766R соответственно от центра магнитной системы.The technical result is achieved by the fact that in the magnetic system to create a uniform magnetic field containing a central and two internal compensation coils arranged coaxially and symmetrically with respect to the central one, all three coils made with an internal radius R, and their windings connected in series, two external compensation coils coils located coaxially outside the corresponding internal compensation coils, the windings of which are connected in series with them, with a central and two internal The compensation coils are made with an external radius of 1.245R and the external groove depth of 0.056R, the external compensation coils are made with the external and internal radii of 1.353R and 0.974R, respectively, the length of the central coil is 1.339R, the lengths of the internal and external compensation coils are 0.669R and 0.613 R, respectively, and their centers are located at distances of 1,052R and 1,766R, respectively, from the center of the magnetic system.

Поперечный разрез магнитной системы приведен на чертеже.A cross section of the magnetic system is shown in the drawing.

Система состоит из центральной катушки 1, двух внутренних компенсационных катушек 2 и двух внешних компенсационных катушек 3. Катушки 1 - 3 выполнены из медного изолированного токонесущего элемента прямоугольного сечения с внутренним каналом охлаждения (типичное сечение 10 х 10 мм с каналом охлаждения 5x5 мм). Катушки 1 и 2 имеют возможность перемещения в радиальном и осевом направлении для юстировки системы. Последовательное соединение катушек обеспечивает одинаковую величину проходящего по ним тока.The system consists of a central coil 1, two internal compensation coils 2 and two external compensation coils 3. Coils 1 to 3 are made of a copper insulated current-carrying element of rectangular cross section with an internal cooling channel (typical section 10 x 10 mm with a cooling channel 5x5 mm). Coils 1 and 2 have the ability to move in the radial and axial direction to align the system. The series connection of the coils provides the same amount of current flowing through them.

При примерно равных габаритах и энергопотреблении предлагаемая магнитная система генерирует магнитное поле величиной 0,2Тл против ОДЗТл у прототипа. With approximately equal dimensions and power consumption, the proposed magnetic system generates a magnetic field of 0.2 Tl versus the ODZTl of the prototype.

Claims

A magnetic system for creating a uniform magnetic field comprising a central and two internal compensation coils arranged coaxially and symmetrically with respect to the central one, all three coils being made with an internal radius R and their windings connected in series, characterized in that two external compensation coils are introduced into it located coaxially outside the respective internal compensation coils, the windings of which are connected in series with them, the central and two internal compensation e coils are made with an external radius of 1.245R and an external groove depth of 0.056R, external compensation coils are made with an external and internal radius of 1.353R and 0.947R, respectively, the length of the central coil is 1.339R, the lengths of the internal and external compensation coils are 0.669R and 0.613R respectively, and their centers are located at distances of 1,052R and 1,766R, respectively, from the center of the magnetic system.