[發明專利]超導磁體用的緊急停止單元

無效

• 申請號: 200810092031.9
• 申請日: 2008-01-10
• 公開（公告）號: CN101246204A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: M·L·格布哈德特;R·J·麥格雷戈爾
• 申請（專利權）人: 西門子磁體技術有限公司
• 主分類號: G01R33/38
• 分類號: G01R33/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧江;劉春元

技術領域

本發明涉及超導磁體用的緊急停止單元，并且尤其、但并非排他地涉及用于促進在超導磁體中安全啟動失超的這種裝置，其中該超導磁體用于在磁共振成像(MRI)掃描儀中對患者進行檢查。

背景技術

典型地，超導磁體系統包括纏繞在安裝于密封低溫環境中的適當模子上的超導材料線圈。這些系統產生非常強烈的磁場并且要求準確和仔細的控制，特別是(例如)為了留意已計劃的維護、或者為了實現修理、或者為了滿足改變操作要求而需要有意地消除磁場時。為了這些有計劃的操作，通常通過受控的斜降(ramping?down)來消除磁場：也就是，通過穿過電連接到磁體的電流引線抽取電流，使在磁體線圈中流動的電流逐漸減少為零或向零減少。這需要一段時間并且需要適當的、有效的控制。

然而，可能出現緊急情形，其中有必要迅速消除磁場和/或當控制系統不運行時消除磁場。例如，這樣的情形可以包括：為了釋放不小心被吸引到磁體上的磁性零件，可能使人接近該系統；或者為了避免金屬零件被吸引的風險，例如當消防員必須利用他們的全部設備靠近有源磁體時，其中所述全部設備包括大的磁性部件。對于這種緊急操作來說，重要的是，在沒有電源電功率的情況下，停止單元(run-down?unit)應當能夠有效地在磁體中啟動失超。在比如火災發生的情形下，電源電功率很可能失去。在人受陷于磁體的情況下，反射性反應可能是切斷電源電功率，錯誤地認為這種行為可以切斷磁場。因此，有必要提供可靠的、不依賴于電源的失超啟動裝置作為緊急停止單元，作為受控失超系統的一部分或者附加地作為受控失超系統。對于這種緊急停止單元通常是啟動局部失超事件，然后在整個系統中促進失超事件的受控分布。

也有這樣的情況：這種超導磁體可以響應于突然的、不可逆的磁場衰弱而自失超，其中該突然的、不可逆的磁場衰弱由任何能導致超導狀態局部干擾的事件所引起。這將導致在干擾部位產生電阻，并且迅速建立局部受熱，使電阻劇變。眾所周知，為了降低對磁體線圈的局部、可能永久性破壞的風險，應該在失超事件開始后立刻經由系統的線圈盡可能寬地分布該失超。典型地，這通過使用作為受控失超系統一部分的失超傳播裝置、典型的是電加熱器來實現。

典型地，通過提供作為失超啟動或者傳播裝置的臨近磁體線圈的小電加熱器來致力于兩種可能性。安排對加熱器通電，從而加熱磁體線圈使其擺脫超導狀態并且因此增加磁體線圈的電阻。通電可以響應于指示意外失超開始的一個或多個激勵準則自動地或者在緊急情形下手動地實現，在所述緊急情形下要求失超，盡管磁體正確地工作。

啟動失超所需要的功率量是非常少的：處于每秒兩瓦的數量級，即2J的能量輸入。從電源(mains)功率供應來提供該功率量是簡單的，但是正如上面所討論的那樣，安全性要求是：甚至在電源供應失敗期間可以由本發明的緊急停止單元啟動失超。在公知的布置中，典型地提供備用電池，用于在電源失敗的情況下給失超加熱器通電。然而，提供并且維護安全可靠的備用動力電池出現困難和重大費用，并且此外環境考慮對電池的使用產生影響。

本發明旨在解決一個或多個上述問題。

本發明尤其是避開對電池使用的主要依賴，其中在所述電池中存儲電能，優選在需要的時間產生所要求的功率。因此，本發明不僅不需要備用電池，而且也避免了提供可靠維護程序的費用，并且避免與其負責的處置相關的問題。特別是，本發明規定，在需要引起磁體線圈失超時，利用所存儲的機械能或者由操作者的肌肉動作而施加的能量來產生電能。

發明內容

本發明提供一種用于超導磁體組件的緊急停止單元，所述緊急停止單元包括：與超導磁體線圈相關聯的至少一個電阻；以及給所述電阻提供電能的失超啟動裝置；其中所述失超啟動裝置包括電能發生器和用于在線圈失超時通過以下之一啟動所述電能產生的設備：i)釋放所存儲的機械能，以及ii)直接手動激勵。

該發生器可以包含至少第一和第二部件，其被布置用來響應于在所述第一和第二部件之間的至少預定程度的相對運動來產生電能。在這種布置中，所述第一和第二部件中的一個可以包括用于產生靜態磁場的設備，所述第一和第二部件中的另一個被布置用以相對于所述的一個來運動，由此產生所述電能。在這種布置中，用于產生靜態磁場的設備可以是超導磁體組件。可替代地，所述磁場可以由專用的永磁性磁體部件提供。

該第一和第二部件之間的相對運動可以是旋轉的或者可以是線性的。該第一和第二部件之間的相對運動可以由傳動裝置來加強。