[发明专利]用于超导磁体组件的自支撑柔性热辐射屏蔽件

说明书

一种自支撑柔性屏蔽件，用于定位在暖表面(16)与冷质量体(10、12)之间，以便基本上包围冷质量体，其中自支撑柔性屏蔽件包括成形塑料片，该成形塑料片在其两个侧面上均具有低比辐射率覆层。

技术领域

本发明涉及用于超导磁体的热辐射屏蔽件，具体地涉及用于磁共振成像(MRI)系统的超导磁体的热辐射屏蔽件。

背景技术

图1示出了容纳在低温恒温器内的MRI系统的超导磁体的一种常规布置，该低温恒温器包括制冷剂容器12。冷却的超导磁体10设置在制冷剂容器12内，制冷剂容器12自身被保持在外部真空室(OVC)14内。在制冷剂容器12与外部真空室14之间的真空空间中，设置有一个或多个热辐射屏蔽件16。在一些已知布置中，制冷器17安装在制冷器袜套15中，制冷器袜套15位于为此目的朝着低温恒温器的侧面而设置的转塔18中。出入转塔19将出入颈(通气管)20保持在低温恒温器的顶部。在一些布置中，通过将制冷剂气体再冷凝成液体，制冷器17提供主动制冷，以冷却制冷剂容器12内的制冷剂气体。制冷器17还可以用于冷却辐射屏蔽件16。如图1所示，制冷器17可以是两级制冷器。第一冷却级热链接到辐射屏蔽件16，并且提供至第一温度的冷却，第一温度通常在40-100K的范围内。第二冷却级提供制冷剂气体到液态的冷却，该液态处于低得多的温度处，通常在4-10K的范围内。

发明内容

热辐射屏蔽件16用于防止来自外部真空室的热辐射到达制冷剂容器。在一些布置中，可以设置两个或更多热辐射屏蔽件，一个在另一个内部，以防止或至少阻碍来自相对较暖的表面的热辐射到达相对较冷的表面。在一些被称为“干”磁体的布置中，在磁体线圈10周围没有设置制冷剂容器12，并且磁体线圈暴露于热辐射屏蔽件16的内部表面。

热辐射屏蔽件16本身应当是导热的，从而由低温制冷器17在某一处对该屏蔽件的冷却用于去除辐射到热辐射屏蔽件16的表面的所有部分的热量。

所示的外部真空室OVC 14在制冷剂容器(如果存在的话)周围提供真空体积。该真空体积减少了从OVC 14的室温壳体到制冷剂容器12或磁体线圈10的传导和对流热负荷。热辐射屏蔽件16用于减少对应的辐射热负荷。辐射屏蔽件16是锚定在OVC的温度(大约300K)与磁体线圈的温度(例如，大约4K)之间的中间温度处的表面。该中间温度可以为20K-80K，并且可以由低温冷却器提供，或由来自制冷剂容器的沸腾的制冷剂气体提供。在本说明书中，热辐射屏蔽件16将被视为处于约50K的温度处，而制冷剂容器或磁体结构将被视为处于大约4K的温度处。

作为参考，从温度T_h处的大的相对较热表面到温度T_c处的封闭的大的相对较冷表面的热辐射功率Q可以表示为：

Q＝σA(T_h⁴-T_c⁴)/(1/ε₁+(1/ε₂)-1)

其中：

Q是热辐射功率；

σ是斯特藩-玻尔兹曼(Stefan-Boltzmann)常数；

A是所讨论的两个表面中的每个表面的表面积；

T_h是相对较热表面的温度；

T_c是相对较冷表面的温度；

ε₁是相对较热表面的比辐射率；以及

ε₂是相对较冷表面的比辐射率。