[发明专利]使用多层绝热体包裹热辐射屏蔽件的方法、多层绝热体制成体及包括其的超导磁体

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，具体地涉及超导磁体中用多层绝热体包裹热辐射屏蔽件的方法。

背景技术

本部分中描述的方法能够被实行，但未必是已被预先构思或实行的方法。因此，除非在本文中另外指明，否则本部分中描述的方法对于本申请中的权利要求而言不是现有技术并且不通过包括在本部分中而被承认为现有技术。此外，本发明的所有实施例不必解决在本部分中提出的问题中的全部（或甚至任一个）。

现有技术中，需要被低温制冷的装置，如磁共振成像（magnetic resonance imaging MRI）设备中的超导磁体的超导线圈，通常被放置在一个制冷剂容器（cryogen vessel）中，制冷剂通常是氦，超导线圈，制冷剂及其他一些处于制冷剂温区的部件统称为冷质（cold mass）,制冷剂容器又被放置在一个外部真空腔（vacuum vessel）内，真空腔与制冷剂容器之间的空间被抽成真空，为制冷剂容器提供了有效的绝热。由于在冷却的电磁线圈中没有电阻，因此该线圈可以产生和保持强磁场。由于温度上升到一定值将导致超导线圈不再超导，从而电阻升高，电阻升高又产生热，并因此导致温度的进一步上升，因此必须将温度保持在预定的低温范围内。由于真空腔外面与制冷剂容器内部之间的温差较大，使得真空腔与制冷剂容器之间存在较大的辐射热，为了降低真空腔与制冷剂容器之间的辐射热，通常在真空腔与制冷剂容器之间设置一种热辐射屏蔽件（Thermal shield），也称做冷屏。图1示出了超导磁体主体结构示意图，从外到内依次包括真空腔102、热辐射屏蔽件104、制冷剂容器106，最里面是常温区域108，被扫描的对象通常位于该区域。在热辐射屏蔽件的外部，通常采用柔性的多层绝热体进行包裹，以更好地阻隔热辐射，从而达到很好的低温隔热效果。

传统的热辐射屏蔽件是中空的圆柱体，包括外筒（outer cylinder）和内筒（inner cylinder）以及两端的平面法兰，然而为了使热辐射屏蔽件更紧凑轻巧，可以采用旋压法兰。旋压法兰是曲面结构，其承压能力强，因此可以减小壁厚，从而使得热辐射屏蔽件重量减轻。同时，在两端间距一定的前提下，曲面结构可以让磁体看起来更紧凑。而通常产生磁场的线圈靠近内筒，这种TS结构对系统总体性能影响也可以忽略。但是，这种形状的法兰，给多层绝热体的包裹带来困难，仍然采用传统的包裹方法不能与热辐射屏蔽件外表面很好地贴合，并造成真空腔和热辐射屏蔽件之间空间被浪费或者多层绝热体被挤压。然而我们知道，任何空间都很宝贵，同时，多层绝热体的各层在松散的情况下绝热性能是最好的，而其某些地方挤压之后会降低其绝热性能。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种使用多层绝热体包裹热辐射屏蔽件的方法，其特征在于：将热辐射屏蔽件分割成若干基本形状单元；针对每一个基本形状单元，对平面的多层绝热体进行剪裁以使其能够比较贴合地包裹基本形状单元的外表面，其中，对于无法展开为平面的基本形状单元，根据预定的曲面与平面的映射规则，对平面的多层绝热体进行剪裁，以使得其拼接后基本贴合所对应的基本形状单元；将所有剪裁后的平面的多层绝热体进行拼接，使其包裹在热辐射屏蔽件的表面。

根据本发明的一个实施例，其中至少一个基本形状单元是一段线围绕一个轴旋转而形成的面。

根据本发明的一个实施例，其中所述线是曲线。

根据本发明的一个实施例，其中所述线是直线并且不平行于所述轴。

根据本发明的一个实施例，针对所述的至少一个基本形状单元，将平面的多层绝热体剪裁成均匀的锯齿形状。

根据本发明的一个实施例，其中对于锯齿形状的每一个齿，其总的高度等于所述线的长再加上调整高度，其上任一点对应的齿的宽度等于该点绕所述轴旋转所得的曲线的周长除以所剪裁的锯齿形状的齿的个数再加上调整宽度。

根据本发明的一个实施例，其中该调整高度和宽度取决于多层绝热体的厚度和/或柔性，和/或该调整宽度取决于锯齿形状的齿的个数。

根据本发明的一个实施例，针对所述的至少一个基本形状单元，将平面的多层绝热体剪裁成螺旋状的长条。

根据本发明的一个实施例，针对所述的至少一个基本形状单元，将平面的多层绝热体剪裁成扇环形。

根据本发明的一个实施例，可以采取联合剪裁或独立剪裁的方式针对若干基本形状单元对平面的多层绝热体进行剪裁。

根据本发明的一个实施例，可以对剪裁后的多层绝热体分层后再包裹，并使得所分成的每一层的拼接处错开。