[实用新型]基于绝热悬挂装置的7T临床用磁共振影像设备用超导磁体

说明书

本实用新型公开了基于绝热悬挂装置的7T临床用磁共振影像设备用超导磁体，包括从外向内依次连接的低温杜瓦外壳、冷屏、液氦容器、超导线圈和人像成像通道,低温杜瓦外壳和液氦容器固定有悬挂拉杆；悬挂拉杆，一端固定在低温杜瓦外壳外侧，一端固定在液氦容器上，由低导热材料制成。本实用新型的 7T临床用磁共振影像设备用超导磁体，采用了加长的悬挂拉杆将液氦容器悬挂在低温杜瓦外壳上，特点是被悬挂的超导磁体的重心在悬挂支持面的上方，形成了一个亚稳态平衡，增长了拉杆的长度和热阻，从而保证了7T 临床型磁共振用超导磁体的保温系统具有更强的绝热性能，保证磁体能在一个低温制冷机的维持下，达到热平衡，实现无液氦消耗的状态。

技术领域

本实用新型涉及7T临床用磁共振影像设备技术领域，特别是涉及基于绝热悬挂装置的7T临床用磁共振影像设备用超导磁体。

背景技术

磁场由超导线圈里的电流产生。为了维持线圈导线的超导状态，线圈必须保持在极低的温度下，一般是由液氦和低温制冷机的冷头来维持稳定低温的。超导线圈被浸泡在低温杜瓦的液氦容器的液氦里。为了有效的阻止外界的热通过传导，对流，或辐射传导至液氦杜瓦而导致液氦的蒸发，超导线圈和杜瓦的低温容器必须放在真空腔和其中的防辐射的冷屏和多层防热辐射薄膜包裹的内部。真空由杜瓦的室温容器维持。但是，无论再好的低温系统也不能完全消除外界的热进入液氦容器，剩余的热辐射和液氦容器在真空中的悬挂系统是主要的漏热途径。冷头的作用是将从支撑元件和剩余辐射的漏入的热量移去，也可以说是将漏热蒸发的氦气液化返回液态。

由于超导磁体的温度处于接近绝对零度的4.2K，周围环境的大量热能有向低温杜瓦内部传导的倾向，其中部分热量是通过磁体的悬挂系统。一般磁共振用磁体的液氦杜瓦和其内部的线圈在几百千克到几吨重。将这个低温杜瓦悬挂在真空中是通过一个经过精心设计的悬挂机构完成的。过于坚固的悬挂机构可能会加大漏热，目前的悬挂机构主要由玻璃钢，碳纤维，或合金材料制作。这些材料的共同特点是高机械强度，高抗拉性能，和低热传导系数。经久稳定和在真空里不挥发气体组分也是必须具备的性能。即便使用如此优良性能的材料，热传导也是不能完全消除的，如果这些漏热接近或大于低温冷头的制冷功率，就可能会产生液氦的挥发消耗，给磁体的长期稳定运行带来障碍。所以，精细的悬挂机构设计通常会选取适当的安全系数，使得磁体在运输的过程中是安全的，同时漏热足够地小，可以由一个低温冷头给予降温。

一般超导磁体对设计人员的技术挑战，随着磁体的尺寸或磁场的增加，以及由于磁共振成像对磁体磁场的空间均匀性和时间稳定性的苛刻要求，而成倍地增加。如7T（特斯拉）的临床型磁共振用磁体，在磁场设计，超导线电流选择，制冷和隔热系统设计，支撑系统设计，超导开关和超导接头设计和工艺等都提出了更高的要求。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种采用悬挂拉杆将液氦容器悬挂在低温杜瓦外壳上，使得被悬挂的超导磁体的重心在悬挂支持面的上方，形成了一个亚稳态平衡，增长了拉杆的长度和热阻，从而保证了7T 临床型磁共振用超导磁体的保温系统具有更强的绝热性能，保证磁体能在一个低温制冷机的维持下，达到热平衡，实现无液氦消耗的状态。避免了由于使用第二个制冷机增加的设备成本和电力消耗。

本实用新型所采用的技术方案是：基于绝热悬挂装置的7T临床用磁共振影像设备用超导磁体，包括从外向内依次连接的低温杜瓦外壳、冷屏、液氦容器、超导线圈和人像成像通道,低温杜瓦外壳和液氦容器固定有悬挂拉杆；

悬挂拉杆，一端固定在低温杜瓦外壳外侧，一端固定在液氦容器上，由高抗拉强度,高弹性模量,低导热材料制成。

优选地，悬挂拉杆由玻璃纤维或碳纤维制成。

优选地，悬挂拉杆由至少一根外套内包裹若干根内芯制成,或者悬挂拉杆由长纤维制成的横截面为跑道型形状的结构。

优选地，悬挂拉杆与液氦容器连接的一端，固定在液氦容器的下方位置，最大限度地增加拉杆的长度和热阻,从而降低漏热。