[發明專利]超導磁體系統

有效

• 申請號: 201210320657.7
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN103680801B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 李廣州;T.J.霍爾里斯;伊萬格拉斯.T.拉斯卡里斯;武安波;徐民風;江隆植;車立新;李軍;白燁
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01F6/00
• 分類號: H01F6/00;H01F6/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 彭久云

技術領域

本發明涉及一種超導磁體系統，特別涉及一種可降低失超風險的超導磁體系統。

背景技術

隨著超導技術和超導材料的蓬勃發展，超導磁體有著廣闊的應用前景。由于超導磁體體積小、電流密度高、能耗低、磁場強度高等優點，在基礎科學研究、醫療衛生、交通運輸、國防工業等領域越來越多的被應用。例如，在磁共振成像(Magnetic?Resonance?Imaging,MRI)系統中，超導磁體就被應用來產生一個均勻磁場。

當工作中的超導磁體由超導狀態回復到電阻狀態時，稱之為失超(Quench)。這可能是由于溫度、外界磁場的強度或承載電流的密度等某個參數超出其臨界值而引起的。超導磁體失超的部分將不再是超導的，而是進入電阻狀態，任何流經該電阻部分的電流都會導致局部焦耳發熱，由于超導磁體存儲了大量的能量，此時該失超的部分會快速的變熱，從而可能會燒壞該失超的部分，例如熔化該失超的部分上的超導線。

現有的一種超導磁體系統，例如MRI系統，可能包括一個圓環狀的真空容器、一個同中心嵌套在該真空容器內的圓環狀的熱屏蔽罩、一個同中心嵌套在該熱屏蔽罩內的圓環狀的冷卻腔、一個同中心嵌套在該冷卻腔內的圓筒狀的第一支撐架、一個同中心嵌套在該冷卻腔內且位于該第一支撐架外側的圓筒狀的第二支撐架、若干纏繞(或安裝)在該第一支撐架上的超導線圈、及若干纏繞(或安裝)在該第二支撐架上的屏蔽線圈(Bucking/Shield?coil)。該若干超導線圈可能包括兩個大的超導線圈、兩個中等大小的超導線圈及兩個小的超導線圈，該若干屏蔽線圈包括兩個屏蔽線圈。通常地，該兩個大的超導線圈分別設置于該第一支撐架的兩相對端處，該兩個屏蔽線圈分別位于該第二支撐架的兩相對端處。

在傳統的設計中，該超導線圈及屏蔽線圈均被設置成與該超導磁體系統的旋轉軸(中心線)相平行。而基于磁場理論可知，該超導磁體系統的磁通線的走向大致為圍繞在該真空容器周圍的橢圓形狀分布，可知該超導線圈尤其是位于最外側的兩個大的超導線圈不與該磁通線平行，例如該大的超導線圈與該磁通線之間具有一傾斜角。因此可知該大的超導線圈的一端上所產生的磁場力(洛倫茲力)與另一端上所產生的磁場力不相等，由此在超導磁體與第一支撐架之間將產生橫向剪切摩擦力，并且該橫向剪切摩擦力與該傾斜角具有一定的正比關系。由于該超導磁體與第一支撐架之間將產生橫向剪切摩擦力，因此該橫向剪切摩擦力可能產生摩擦熱量，從而可能會引起該超導磁體發生失超，故降低了系統的穩定性。

所以，需要提供一種新的超導磁體系統來解決上述問題。

發明內容

現在歸納本發明的一個或多個方面以便于本發明的基本理解，其中該歸納并不是本發明的擴展性縱覽，且并非旨在標識本發明的某些要素，也并非旨在劃出其范圍。相反，該歸納的主要目的是在下文呈現更詳細的描述之前用簡化形式呈現本發明的一些概念。

本發明的一個方面在于提供一種超導磁體系統。該超導磁體系統包括：

具有一內孔的殼體，該內孔用于放置待測物；

同中心設置在該殼體內的第一支撐架；及

支撐于該第一支撐架上的至少一個超導線圈；

該至少一個超導線圈的兩相對端的至少一段大致沿著磁通線的走向設置。

本發明的另一個方面在于提供一種超導磁體系統。該超導磁體系統包括：

具有一內孔的殼體，該內孔用于放置待測物，且該殼體為截頭圓錐體形狀；

同中心設置在該殼體內的截頭圓錐體形狀支撐架；及

支撐于該支撐架上的若干超導線圈，且該若干超導線圈平行于該支撐架設置。

本發明的再一個方面在于提供一種超導磁體系統。該超導磁體系統包括：

具有一內孔的殼體，該內孔用于放置待測物；

同中心設置在該殼體內的支撐架；及

支撐于該支撐架上的至少一個超導線圈；

該至少一個超導線圈的兩相對端的至少一段與超導磁體系統的旋轉軸之間具有一傾斜角。

相較于現有技術,本發明的超導磁體系統通過將至少一部分超導線圈的安裝方向大致趨于磁通線的走向方向設置，從而降低了超導線圈與支撐架之間的橫向剪切摩擦力，故可有效降低超導線圈失超的風險。另外，該超導磁體系統的殼體對應將內孔的兩側開口處拓寬，故可有效降低病人的幽閉恐怖癥(claustrophobia)的發生。

附圖說明

通過結合附圖對于本發明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發明，在附圖中：

圖1為本發明超導磁體系統第一實施方式沿中心線的切面示意圖。