[發明專利]使用多層絕熱體包裹熱輻射屏蔽件的方法、多層絕熱體制成體及包括其的超導磁體

在審

• 申請號: 201310269793.2
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104252943A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 席海霞;李軍;江隆植;W.艾因齊格;J.斯卡圖羅;D.戈格;W.陳
• 申請（專利權）人: GE醫療系統環球技術有限公司
• 主分類號: H01F6/04
• 分類號: H01F6/04;H01F6/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術領域

本發明涉及磁共振成像技術領域，具體地涉及超導磁體中用多層絕熱體包裹熱輻射屏蔽件的方法。

背景技術

本部分中描述的方法能夠被實行，但未必是已被預先構思或實行的方法。因此，除非在本文中另外指明，否則本部分中描述的方法對于本申請中的權利要求而言不是現有技術并且不通過包括在本部分中而被承認為現有技術。此外，本發明的所有實施例不必解決在本部分中提出的問題中的全部（或甚至任一個）。

現有技術中，需要被低溫制冷的裝置，如磁共振成像（magnetic?resonance?imaging?MRI）設備中的超導磁體的超導線圈，通常被放置在一個制冷劑容器（cryogen?vessel）中，制冷劑通常是氦，超導線圈，制冷劑及其他一些處于制冷劑溫區的部件統稱為冷質（cold?mass）,制冷劑容器又被放置在一個外部真空腔（vacuum?vessel）內，真空腔與制冷劑容器之間的空間被抽成真空，為制冷劑容器提供了有效的絕熱。由于在冷卻的電磁線圈中沒有電阻，因此該線圈可以產生和保持強磁場。由于溫度上升到一定值將導致超導線圈不再超導，從而電阻升高，電阻升高又產生熱，并因此導致溫度的進一步上升，因此必須將溫度保持在預定的低溫范圍內。由于真空腔外面與制冷劑容器內部之間的溫差較大，使得真空腔與制冷劑容器之間存在較大的輻射熱，為了降低真空腔與制冷劑容器之間的輻射熱，通常在真空腔與制冷劑容器之間設置一種熱輻射屏蔽件（Thermal?shield），也稱做冷屏。圖1示出了超導磁體主體結構示意圖，從外到內依次包括真空腔102、熱輻射屏蔽件104、制冷劑容器106，最里面是常溫區域108，被掃描的對象通常位于該區域。在熱輻射屏蔽件的外部，通常采用柔性的多層絕熱體進行包裹，以更好地阻隔熱輻射，從而達到很好的低溫隔熱效果。

傳統的熱輻射屏蔽件是中空的圓柱體，包括外筒（outer?cylinder）和內筒（inner?cylinder）以及兩端的平面法蘭，然而為了使熱輻射屏蔽件更緊湊輕巧，可以采用旋壓法蘭。旋壓法蘭是曲面結構，其承壓能力強，因此可以減小壁厚，從而使得熱輻射屏蔽件重量減輕。同時，在兩端間距一定的前提下，曲面結構可以讓磁體看起來更緊湊。而通常產生磁場的線圈靠近內筒，這種TS結構對系統總體性能影響也可以忽略。但是，這種形狀的法蘭，給多層絕熱體的包裹帶來困難，仍然采用傳統的包裹方法不能與熱輻射屏蔽件外表面很好地貼合，并造成真空腔和熱輻射屏蔽件之間空間被浪費或者多層絕熱體被擠壓。然而我們知道，任何空間都很寶貴，同時，多層絕熱體的各層在松散的情況下絕熱性能是最好的，而其某些地方擠壓之后會降低其絕熱性能。

發明內容

根據本發明的一方面，提供一種使用多層絕熱體包裹熱輻射屏蔽件的方法，其特征在于：將熱輻射屏蔽件分割成若干基本形狀單元；針對每一個基本形狀單元，對平面的多層絕熱體進行剪裁以使其能夠比較貼合地包裹基本形狀單元的外表面，其中，對于無法展開為平面的基本形狀單元，根據預定的曲面與平面的映射規則，對平面的多層絕熱體進行剪裁，以使得其拼接后基本貼合所對應的基本形狀單元；將所有剪裁后的平面的多層絕熱體進行拼接，使其包裹在熱輻射屏蔽件的表面。

根據本發明的一個實施例，其中至少一個基本形狀單元是一段線圍繞一個軸旋轉而形成的面。

根據本發明的一個實施例，其中所述線是曲線。

根據本發明的一個實施例，其中所述線是直線并且不平行于所述軸。

根據本發明的一個實施例，針對所述的至少一個基本形狀單元，將平面的多層絕熱體剪裁成均勻的鋸齒形狀。

根據本發明的一個實施例，其中對于鋸齒形狀的每一個齒，其總的高度等于所述線的長再加上調整高度，其上任一點對應的齒的寬度等于該點繞所述軸旋轉所得的曲線的周長除以所剪裁的鋸齒形狀的齒的個數再加上調整寬度。

根據本發明的一個實施例，其中該調整高度和寬度取決于多層絕熱體的厚度和/或柔性，和/或該調整寬度取決于鋸齒形狀的齒的個數。

根據本發明的一個實施例，針對所述的至少一個基本形狀單元，將平面的多層絕熱體剪裁成螺旋狀的長條。

根據本發明的一個實施例，針對所述的至少一個基本形狀單元，將平面的多層絕熱體剪裁成扇環形。

根據本發明的一個實施例，可以采取聯合剪裁或獨立剪裁的方式針對若干基本形狀單元對平面的多層絕熱體進行剪裁。

根據本發明的一個實施例，可以對剪裁后的多層絕熱體分層后再包裹，并使得所分成的每一層的拼接處錯開。