[发明专利]一种快速安装的无液氦MRI超导磁体用励磁闭环系统

说明书

本发明涉及超导磁体用励磁闭环系统技术领域，公开了一种快速安装的无液氦MRI超导磁体用励磁闭环系统，包括低温传热板、底部温度平衡杆、通断开关、布线结构、接线盒和通电引线，所述低温传热板与低温制冷机连接，所述布线结构和接线盒均通过绝缘连接件固定在低温传热板上，所述底部温度平衡杆设置在低温传热板上，所述通断开关设置在底部温度平衡杆上；本发明提供的一种快速安装的无液氦MRI超导磁体用励磁闭环系统，解决了现有设计整体重量较大，闭合时间长及安装难度大的问题。

技术领域

本发明涉及超导磁体用励磁闭环系统技术领域，具体涉及一种快速安装的无液氦MRI超导磁体用励磁闭环系统。

背景技术

目前MRI用超导磁体普遍采用液氦浸泡超导线圈方式为磁体提供维持超导的低温环境，而超导磁体装液氦的容器我们称低温容器，超导线圈位于低温容器内。超导线圈从常温降至超导状态即4.2K低温，即便采用液氮预冷方式，消耗的液氦也在1500升左右，按当前液氦单价计仅降温就需耗费近50万费用，而在后期向超导线圈通电使其产生磁场、防止在医院由于停电等故障引起的停机等均会损耗相当一部分液氦，每次液氦加注又是一笔不小的费用，这对于医院用户方、医院患者、生产厂家都是不小的成本。

近年来国际液氦价格持续走高，液氦使用成本持续上升，所以不需要使用液氦的超导磁体应运而生，即无液氦超导磁体，仅使用低温制冷机就能为超导线圈提供达到超导状态的低温环境。

现有的无液氦超导磁体存在以下问题：

1.现有无液氦磁体闭合系统使用了多芯铜镍基底超导线无感绕制的通断开关，通断开关进出线需要和超导线圈主通断开关进出线并联，通断开关引线部分为保证低温稳定性需使用锡焊焊接于无氧铜基板上或使用环氧粘接于铜基板上，其结构较为复杂，并且使用了锡焊和环氧粘接工艺，导致整体闭合系统测试流程长，制作复杂，且由于锡焊过程中的助焊剂流动，会引起整体结构绝缘降低，造成短路风险。因此，需要对闭合系统重新设计。

2.超导磁体在励磁后需要拆除外部电源线路，使电流在超导线圈内部闭环运行，这是超导磁体零电阻的优势所在。传统液氦浸泡超导磁体能引起系统回路闭环运行的结构所在低温环境较为稳定，其闭合过程由电流引起的热量很容易被蒸发的液氦带走而不致引起超导线圈局部温升过高导致失超，造成闭合过程失败。

为了保证超导线圈通电励磁后顺利实现闭合状态，现有的无液氦磁体闭合系统中整体通断开关电阻值较高，同时，为保证低温稳定性，需要做精细的低温结构设计，会导致整体重量较大。整个系统过大的重量进一步使通电结束后的闭合时间变得很长，接近一个小时，与通电时间相当，闭合过程的缓慢会影响低温系统的稳定性，不但降低效率，还会进一步引发闭合失败的风险。因此，由于没有液氦冷却剂，励磁过程超导线圈内部使用的引线回路也需要重新设计。

3.通断开关引线还需与超导磁体内部通电引线相连，传统方式是通电引线采用成品采购的高温超导电流引线，与闭合回路连接方式为高温锡焊，连接方式采用锡焊导致焊接后出现问题只能报废，无法回收，提升成本的同时也增加了磁体制作难度。

综上可知，传统无液氦超导磁体所采用的闭合结构笨重，安装制作麻烦，采用的锡焊工艺会导致绝缘性能下降，若采用环氧粘接方式虽能提高低温可靠性，但对于系统测试后及整机集成中出现问题调试过程很不友好，费时费力，难以拆卸。且传统闭合系统通电励磁后闭合时间久，集成难度高。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速安装的无液氦MRI超导磁体用励磁闭环系统，用以解决现有技术中存在的至少一个上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种快速安装的无液氦MRI超导磁体用励磁闭环系统，包括低温传热板、底部温度平衡杆、通断开关、布线结构、接线盒和通电引线，所述低温传热板与低温制冷机连接，所述布线结构和接线盒均通过绝缘连接件固定在低温传热板上，所述底部温度平衡杆设置在低温传热板上，所述通断开关设置在底部温度平衡杆上；