[发明专利]用于磁共振检查系统的超导磁体系统

说明书

技术领域

本发明涉及超导磁体系统，特别是用于磁共振检查系统的超导磁体系 统。

背景技术

从欧洲专利申请EP 0 350 264中可获知这种超导磁体。已知的超导磁体 包含超导失超保护线圈。所述失超保护线圈包括与铜稳定导线共同缠绕的 若干层超导导线。一条导电箔位于导线邻近的层之间。该构造提供了改进 的失超传播。

发明内容

本发明的目的是提供一种超导磁体，特别是用于磁共振检查系统的超 导磁体，它能够快速斜降。

这一目的在本发明的磁体系统中实现，所述磁体系统包含

-超导磁体

-冷却系统和

-热开关，将其配置成将超导磁体热耦合至所述冷却系统或从所述冷却 系统解耦。

在探测到磁体失超的情形中，开启热开关，从而将超导磁体与所述冷 却系统解耦。当超导磁体的超导线圈绕组局部变得有阻抗并且通过线圈绕 组的电流生成更大的热时，发生失超。在失超情形中，磁体通过以空间分 布的方式对线圈绕组进行加热而快速斜降，使整个线圈绕组有阻抗并防止 热点出现。由于所述热开关将超导磁体与冷却系统解耦，冷却系统不会消 除在失超情形中的加热。因此，提高了失超情形中分布加热的效率。更有 效地避免了热点。照这样可避免失超过程变得不稳定。因此抵消了在小热 点上所有保存的磁能量的快速消散并且避免了对磁体的损害。

参考附加权利要求界定的各实施例，将进一步详细描述本发明的这些 和其他方面。

操作中，将线圈绕组冷却到它们临界温度以下，使得导电线圈绕组处 于超导状态。为了冷却线圈绕组，在线圈绕组和冷却系统的冷却头之间设 置热传导。所述热传导与所述冷却头和线圈绕组直接热耦合。所述热传导 无需使用流体冷冻剂覆盖传导冷却的超导磁体。相反，仅磁体的一些部分 直接与低温冷却器的冷却头直接热连接。所述连接可由类似铜或铝的良好 热导体或者是热管构成。例如，所述热传导可由围绕所述线圈绕组的热传 导环形成，并且它们可通过热传导桥与线圈绕组连接。例如，薄铜线组件 适于作为热连接器，其避免涡流或至少使涡流最小。此外，可使用柔性分 支状金属(例如，铜)连接器，以将磁体的若干部分与低温冷却器热连接。 在热传导的另一样式中，例如磁体的一些部分经由厚的铜或铝导线或条杆 或者使用热管技术与所述低温冷却器热连接。然后充分发挥超导材料本身 的热传导(其可由线圈绕组的衬底或稳定材料提供)将整个磁体冷却。在 冷却头和热传导之间设置所述热开关。这种类型的磁体系统无需使用低温 冷却剂(诸如液体He)来冷却所述线圈绕组。对于这些非低温类型的磁体 系统，通过在局部失超情形中开启所述热开关，能够实现快速斜降。

在本发明别的方面，所述线圈绕组含有高温超导材料。合适的高温材 料是YBa₂Cu₃O₇₊(T_c＝93K)，Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O₁₀(Tc＝110K)或RuSr₂(Gd，Eu，Sm)Cu₂O₈(Tc＝58K)。高温超导材料可在更高的温度下操作，从而无需昂贵和复杂的 He浴冷却，而是可由冷却头经热传导进行冷却。然而，本发明提供了具有 高温超导线圈绕组的磁体系统，其在失超情形中可快速斜降。

在本发明的一个方面，所述热开关可以基于磁致伸缩或压电的机械开 关的形式来实现。磁致伸缩能够使材料在外部磁场的影响下各向异性地膨 胀或收缩。压电现象能够使材料在外部电场的影响下各向异性地膨胀或收 缩。在该实施例中，所述热开关包括将所述冷却头耦合至所述热传导或从 所述热传导解耦的磁致伸缩体或压电体。所述体具有卓越的机械性，从而 在超导磁体操作期间进行热接触。在探测到失超情况下，对部件施加电场 或磁场，它们可改变所述部件的尺寸，从而防止所述部件与其他热导体的 机械/热接触。