[實用新型]一種帶超導接頭的熱控式超導開關

有效

• 申請號: 201020198921.0
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN201674471U
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 湯洪明;成渝;郭如勇;萬理軍;高凱剛
• 申請（專利權）人: 南京豐盛超導技術有限公司
• 主分類號: H03K17/92
• 分類號: H03K17/92;H01F6/06
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

技術領域

本實用新型涉及超導磁體用超導開關，特別適用于持續電流模式工作的超導磁共振設備，具體是一種帶超導接頭的熱控式超導開關。

背景技術

醫用磁共振成像(MRI)是現在醫院常用的高科技診斷設備，它是利用無損傷的磁共振方法對人體任意斷面進行成像的一種先進技術。MRI系統根據磁體不同可分為常導型、永磁型和超導型。用超導材料制成的線圈在通過強大的電流產生強大的磁場，超導磁體勵磁結束后，可通過超導開關切斷供電電源，此后強大的電流便在超導線圈中永無休止地流動，從而產生高穩定度的強磁場，其磁場穩定性可達到10-7/h以上，超導物理中把這種工作狀態稱為持續電流模式

為了實現持續電流模式運行，超導開關與超導磁體連接于勵磁電源兩端，并處于液氦中，勵磁時，超導開關處于常導態，勵磁結束后超導開關轉變成超導態，然后使電流由電源轉到超導開關中，即與磁體形成閉合回路。如圖1，閉環運行要配置合適的電流引線，超導開關和二極管保護電路，從而能對磁體進行勵磁和閉環操作，并在保證磁體和開關安全的前提下盡可能減小能量損耗，超導開關應具備超導性，同時又能夠在正常態和超導態之間易于轉換并保持穩定，制作超導開關的線材為銅鎳合金為基體的多絲扭轉NbTi線。根據超導開關所處位置的磁場強度和開關線材的短樣特性來選擇合適的線材規格，使開關的載流能力大于磁體的載流能力。

由于電路中的超導開關是利用其阻抗效應，欲消除其對電路和環境的感抗影響，需要將超導開關繞制成無感線圈，即使其感應系數為零或盡量接近于零。通常無感線圈采用雙繞法繞制，將用于繞制的一段線材由中點并在一起，先將該中點固定在線圈骨架端部的某個位置上，然后兩股線同時繞制，繞制結束后，線圈的輸入端和輸出端同時引出。即為無感線圈。這樣的無感線圈可看成兩個繞制方向相反的線圈組合。雙繞法制作的超導開關簡單易行，但由于兩股線由放線架到線圈骨架的輸送長度存在微小差異，在繞制時兩股線的張力不易保持為相同值。容易降低制成品的穩定性。

由銅鎳合金為基體的多絲扭轉NbTi線由于銅超比小，其繞制的無感線圈超導開關穩定性較差，特別是在沒有樹脂固化的開關線的輸入端和輸出端部分。

發明內容

本實用新型提出一種帶超導接頭的熱控式超導開關，該種帶接頭的超導開關具有更好的穩定性。

本實用新型的技術方案是：

一種帶超導接頭的熱控式超導開關，包括線圈骨架、設置在線圈骨架上的中心孔、設置在線圈骨架端部的超導開關線出線槽和加熱器出線槽，所述線圈骨架端部設有繞線柱，繞線柱上饒有超導線圈線，超導線圈線的兩個接頭從超導開關線出線槽引出，超導線圈線的兩個接頭各自通過一個超導接頭與兩根超導開關線電氣連接。

所述兩個超導接頭分別設置在第一接線盒和第二接線盒內。所述第一接線盒和第二接線盒設置在走線板上，走線板通過緊固螺釘固定在線圈骨架端部。所述第一接線盒和第二接線盒上分別設有引線孔。超導線圈線從超導開關線出線槽引出后進入引線孔，在第一接線盒或第二接線盒內通過超導開關線電氣連接，超導開關線再從引線孔中引出，與閉合回路連接。

所述第一接線盒和第二接線盒的材質為黃銅。所述超導線圈線的材質為銅鎳合金為基體的NbTi線。所述超導開關線的材質為銅為基體的NbTi線。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型提出一種帶超導接頭的熱控式超導開關是對雙繞法繞制無感線圈超導開關，在其開關線的輸入和輸出端最接近的位置，安排兩個超導開關線和大銅超比的超導線圈線超導接頭。超導接頭放置在金屬接線盒里，然后以低熔點金屬固定。這樣超導開關線的輸入端線和輸出端線就被牢牢的固定住。然后以大銅超比的超導線圈線與磁體中的超導線圈線做成超導接頭。本實用新型工藝簡單易行，克服了低銅超比的銅鎳基多絲扭轉NbTi線繞制的無感線圈超導開關穩定性差的問題。

附圖說明

圖1為超導開關在閉合回路中的連接關系示意圖。

圖2為本實用新型的線圈骨架和繞線柱的結構示意圖。

圖3為本實用新型的線圈骨架的立體結構示意圖。

圖4為本實用新型的整體結構示意圖。

圖5為本實用新型的超導開關線和超導線圈線的結構示意圖。

圖6為本實用新型的超導接頭的結構示意圖。

圖中：1、線圈骨架，2、繞線柱，3、中心孔，4、超導開關線出線槽，5、加熱器出線槽，6、第一接線盒，7、第二接線盒，8、走線板，9、緊固螺釘，10、超導開關線，11、超導線圈線，12、超導接頭，13、引線孔。

具體實施方式