[发明专利]一种全开放式磁共振成像用永磁磁体

权利要求书

1.一种全开放式磁共振成像用永磁磁体，其特征在于，该永磁磁体包括：

由两个左右对称布置的竖向轭铁和两个上下对称布置的横向轭铁构成的呈扁宽的口字型结构的全开放式主结构，该永磁磁体的气隙区位于所述全开放式主结构的中部；

位于上下两个横向轭铁靠近气隙区一侧且分别与上下两个横向轭铁连接在一起的上下两个平行相对的主磁极；

位于上下两个主磁极靠近气隙区一侧且分别与上下两个主磁极连接在一起的上下两组平行相对的上下极板组。

2.根据权利要求1所述的全开放式磁共振成像用永磁磁体，其特征在于，所述全开放式主结构从正面看呈扁宽的口字型，上下两个横向轭铁平行相对布置，左右两个竖向轭铁平行相对布置；

所述两个竖向轭铁夹在两个横向轭铁之间，且对称布置于横向轭铁的远端；竖向轭铁与横向轭铁之间通过圆锥销定位，经螺杆相连接。

3.根据权利要求1或2所述的全开放式磁共振成像用永磁磁体，其特征在于，所述竖向轭铁或横向轭铁由电工纯铁煅造而成，对竖向轭铁或横向轭铁采用计算机模拟设计磁路结构的方法，去除轭铁中磁通密度较低部分的材料，在满足不引起材料磁通饱和的前提下，使磁通向轭铁内部集中，减轻轭铁的总重量。

4.根据权利要求1所述的全开放式磁共振成像用永磁磁体，其特征在于，所述两个横向轭铁为左右对称、前后对称且上下对称的结构，其左右两远端的外侧采用阶梯式结构；从正面看，横向轭铁左右两端远离竖向轭铁的一侧成阶梯状，阶梯数目为三至四个，各阶梯的厚度为横向轭铁总厚度的四分之一至三分之一，各阶梯的长度为横向轭铁总长度的三十分之一至十五分之一。

5.根据权利要求1所述的全开放式磁共振成像用永磁磁体，其特征在于，所述两个横向轭铁中间部分远离主磁极的一侧去除了部分材料，去除材料后的横向轭铁仍保持左右对称、前后对称的结构；从正面看，不考虑横向轭铁两远端处的阶梯结构，横向轭铁的中间部分厚度最小，为总厚的三分之一至三分之二之间，从横向轭铁的中间部分向两远端，其厚度逐渐增加，直至与总厚相等；

所述去除材料后横向轭铁的中间部分，其前后方向上贯通横向轭铁，在左右方向上的尺寸为主磁极外径的三分之二。

6.根据权利要求5所述的全开放式磁共振成像用永磁磁体，其特征在于，所述去除了部分材料的横向轭铁的中间部分，从正面看，其远离主磁极一侧的表面形成一凹下的平台，其左右方向最小长度为主磁极外径的五分之一，其在前后方向贯通横向轭铁；所述平台与横向轭铁顶面的竖直距离为横向轭铁总厚度的二分之一；横向轭铁远离主磁极一侧的表面通过去除材料，在平台的两侧各形成三个平面。

7.根据权利要求5所述的全开放式磁共振成像用永磁磁体，其特征在于，所述去除了部分材料的横向轭铁的中间部分，从正面看，其远离主磁极一侧的表面形成梯形的凹陷，其内侧底边较短，长度为主磁极外径的五分之一，外侧底边长度为主磁极外径的五分之四，梯形的高为横向轭铁总厚的二分之一；所述梯形材料的去除在横向轭铁的上表面形成了三个小平面。

8.根据权利要求1所述的全开放式磁共振成像用永磁磁体，其特征在于，所述竖向轭铁的横截面为梯形，且窄边朝向所述全开放式主结构的内侧，宽边朝向全开放式主结构的外侧；

在以主磁极的中心为圆心的水平截面中，所述横截面为梯形的竖向轭铁所占圆心角小于1/10。

9.根据权利要求1所述的全开放式磁共振成像用永磁磁体，其特征在于，所述主磁极外形为圆柱形，布置于横向轭铁与极板之间，由众多钕铁硼稀土永磁磁块组粘接而成；

所述钕铁硼稀土永磁磁块组由一摞横截面相同的小磁块沿主磁极高度方向垒成并粘接在一起，磁块组的高度等于横向轭铁与极板之间的竖直距离；

所述钕铁硼稀土永磁磁块组中靠近主磁极中间部分的磁块组为矩形截面，靠近主磁极圆周部分的磁块组则为扇形截面或其他形状的截面。

10.根据权利要求1所述的全开放式磁共振成像用永磁磁体，其特征在于，所述上下极板组通过螺钉分别与上下横向轭铁连接，所述连接极板组与横向轭铁的螺钉穿过主磁极；

所述上下极板组均包含极板、整周极环及非整周极环，三者外径相同且小于主磁极外径，材料为高磁导率的电工纯铁；

上下极板与横向轭铁平行，两极板相互平行且相对，在其靠近气隙的一侧布置有截面为L型的整周极环，其L型的一边与极板紧贴，L型的缺口部分朝向内侧；

在整周极环靠近气隙的一侧，布置有截面为矩形的非整周极环；该非整周极环与整周极环的圆环面紧贴，并在磁体主结构的左右对称面两侧对称布置；在水平截面中，以主磁极的中心为圆心，每个非整周极环所占的圆心角在40°至70°之间，厚度在整周极环厚度的八分之一至四分之一之间；

所述极环与极板之间通过沿圆周分布的螺钉相连接，构成外表面为圆柱的极板组；其中，整周极环用于抬高气隙边缘处的磁密值，非整周极环用于进一步修正由于竖向轭铁的布置将工作区域的磁通向竖向轭铁的方向吸引而导致的两侧磁场减弱，改善气隙中磁场的均匀度。