[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于磁共振設(shè)備的高溫超導(dǎo)勻場系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710428623.2
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN107086105B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐進(jìn)章;竇艷;徐雪原;蘇光靖
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F6/00
• 分類號(hào): H01F6/00;H01F6/04;G01R33/3815;H01L39/24
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司34101
• 代理人: 陸麗莉,何梅生

1.一種應(yīng)用于磁共振設(shè)備的高溫超導(dǎo)勻場系統(tǒng)，所述磁共振設(shè)備是由制冷機(jī)(10)、超導(dǎo)主線圈(11)、系統(tǒng)外殼(12)、70K冷屏(13)、40K冷屏(14)、20K冷屏(15)、10K冷屏(16)、4.2K冷屏(17)、高溫超導(dǎo)勻場區(qū)(21)和冷源引流槽(22)組成；其特征是，

將所述高溫超導(dǎo)勻場區(qū)(21)設(shè)置在所述70K冷屏(13)中；將所述超導(dǎo)主線圈(11)設(shè)置在4.2K冷屏(17)中，從而實(shí)現(xiàn)所述高溫超導(dǎo)勻場區(qū)(21)和超導(dǎo)主線圈(11)的分離放置；

所述高溫超導(dǎo)勻場系統(tǒng)包括：高溫超導(dǎo)勻場線圈(4)、開關(guān)控制器(2)、互感線圈、高頻信號(hào)發(fā)生器(3)以及由四個(gè)超導(dǎo)開關(guān)構(gòu)成的橋式整流電路；所述互感線圈是由互感線圈低溫側(cè)(1)和互感線圈常溫側(cè)(9)組成；

所述高溫超導(dǎo)勻場線圈(4)置于所述高溫超導(dǎo)勻場區(qū)(21)中；并在所述磁共振設(shè)備中設(shè)置工頻交流電源引入端(18)和高頻信號(hào)引入端(20)；

所述互感線圈常溫側(cè)(9)通過所述工頻交流電源引入端(18)接入交流電源，并在所述互感線圈低溫側(cè)(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流輸入到所述橋式整流電路中；

所述高頻信號(hào)發(fā)生器(3)接入所述高頻信號(hào)引入端(20)中，由所述高頻信號(hào)發(fā)生器(3)產(chǎn)生高頻電流信號(hào)輸入至所述開關(guān)控制器(2)，由所述開關(guān)控制器(2)控制所述橋式整流電路中的四個(gè)超導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通，并將所述感應(yīng)電流進(jìn)行整流，從而得到直流電并引入所述高溫超導(dǎo)勻場線圈(4)中，使得所述高溫超導(dǎo)勻場系統(tǒng)處于勵(lì)磁狀態(tài)；

當(dāng)勵(lì)磁結(jié)束后，將所述交流電源斷開，所述橋式整流電路中相對(duì)的一組超導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通，所述高溫超導(dǎo)勻場線圈(4)中的幾組線圈有穩(wěn)恒電流通過并處于閉合回路中，從而使得所述高溫超導(dǎo)勻場系統(tǒng)處于閉環(huán)運(yùn)行狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)勻場系統(tǒng)，其特征在于：每個(gè)超導(dǎo)開關(guān)的結(jié)構(gòu)為四層絕緣層和三層導(dǎo)體層組成的約瑟夫森結(jié)；且所述四層絕緣層與三層導(dǎo)體層間隔設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫超導(dǎo)勻場系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)控制器(2)是按如下步驟控制所述四個(gè)超導(dǎo)開關(guān)組成的橋式整流電路的整流：

步驟1、在所述互感線圈的感應(yīng)電流正半波下，所述開關(guān)控制器(2)將所述高頻電流信號(hào)引入所述高溫超導(dǎo)橋式整流電路的第一超導(dǎo)開關(guān)(5)和第三超導(dǎo)開關(guān)(7)中，基于超導(dǎo)隧道效應(yīng)，使得所述第一超導(dǎo)開關(guān)(5)和第三超導(dǎo)開關(guān)(7)導(dǎo)通，即一組對(duì)向的高溫超導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通；

步驟2、在所述互感線圈的感應(yīng)電流負(fù)半波下，所述開關(guān)控制器(2)將所述高頻電流信號(hào)引入所述高溫超導(dǎo)橋式整流電路的第二超導(dǎo)開關(guān)(6)和第四超導(dǎo)開關(guān)(8)中，基于超導(dǎo)隧道效應(yīng)，使得所述第二超導(dǎo)開關(guān)(6)和第四超導(dǎo)開關(guān)(8)導(dǎo)通，即另一組對(duì)向的高溫超導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)橋式整流。