[發(fā)明專利]一種用于磁共振找水儀陣列接收線圈之間的去耦合裝置及方法

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• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113917548A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬玲;汪滿滿;高升;周坤;高興
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01V3/14
• 分類號: G01V3/14
• 代理公司: 沈陽銘揚聯(lián)創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

1.一種用于磁共振找水儀陣列接收線圈之間的去耦合裝置，其特征在于，該裝置包括去耦合網(wǎng)絡(luò)與去耦合底板，其中去耦合底板上安置了多個去耦合網(wǎng)絡(luò)，所述去耦合網(wǎng)絡(luò)包括第一去耦合電感、第二去耦合電感以及去耦合電容，所述第一去耦合電感以及第二去耦合電感的兩端分別作為去耦合網(wǎng)絡(luò)的接線端口與需要去耦合的兩個接收線圈相連接。

2.按照權(quán)利要求1所述的去耦合裝置，其特征在于，所述需要去耦合的兩個接收線圈包括相鄰兩個接收線圈和次相鄰兩個接收線圈。

3.按照權(quán)利要求1所述的去耦合裝置，其特征在于，接收線圈有兩個接線端口，將去耦合網(wǎng)絡(luò)的接線端口與接收線圈的接線端口相連。

4.按照權(quán)利要求1所述的去耦合裝置，其特征在于，所述接收線圈包括n個，且n個接收線圈空間共面單排相鄰放置，所述n個接收線圈在一個發(fā)射線圈形成的邊界內(nèi)，其中n≥4。

5.一種用于磁共振找水儀陣列接收線圈之間的去耦合方法，其特征在于，在陣列接收線圈需要去耦合的兩個接收線圈之間安裝去耦合網(wǎng)絡(luò)，所述去耦合網(wǎng)絡(luò)包括第一去耦合電感L_d1、第二去耦合電感L_d2以及去耦合電容C_d。

6.按照權(quán)利要求5所述的去耦合方法，其特征在于，所述去耦合網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)的選擇過程包括：

根據(jù)理論計算接收線圈的電感量L，兩個線圈之間的互感系數(shù)M以及耦合系數(shù)k；

在仿真軟件中構(gòu)建陣列接收線圈仿真模型；

根據(jù)真實的接收線圈參數(shù)去設(shè)置仿真模型中線圈的參數(shù)；

給陣列接收線圈仿真模型施加一個模擬的地下水信號；

在仿真軟件中設(shè)置求解的條件，求解出互感系數(shù)和耦合系數(shù)；

將仿真結(jié)果與理論計算結(jié)果進行比較，當(dāng)仿真結(jié)果與理論計算結(jié)果的差值在誤差范圍內(nèi)，將仿真結(jié)果作為需要去耦合接收線圈的電感L、兩個接收線圈的互感M，代入去耦合網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納矩陣中，求解出去耦合電感L_d和去耦合電容C_d。

7.按照權(quán)利要求5所述的去耦合方法，其特征在于，理論計算包括：陣列接收線圈等效為電感線圈，電感線圈的電感L計算公式為：

空間兩電感線圈之間的互感系數(shù)計算公式為：

空間兩電感線圈之間的耦合系數(shù)計算公式為：

其中，L是線圈的電感，a和b是線圈的長和寬，r是線圈的半徑，μ₀是真空導(dǎo)磁率，M是兩線圈之間的互感系數(shù)，Φ₂₁是第一接收線圈激發(fā)的磁場通過第二接收線圈的磁通匝鏈數(shù)，Φ₁₂是第二接收線圈激發(fā)的磁場通過第一接收線圈的磁通匝鏈數(shù)，I₁是第一接收線圈中的電流，I₂是第二接收線圈中的電流，L₁是第一接收線圈的等效電感，L₂是第二接收線圈的等效電感。

8.按照權(quán)利要求5所述的去耦合方法，其特征在于，去耦合網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納矩陣的關(guān)系式包括：

由兩個接收線圈構(gòu)成系統(tǒng)的導(dǎo)納矩陣Y為：

其中Y₁₂＝Y(jié)₂₁，當(dāng)線圈之間存在耦合時，Y₁₂不等于0；

兩個接收線圈之間不存在耦合效應(yīng)時，Y₁₂等于0，系統(tǒng)的導(dǎo)納矩陣為：

兩個接收線圈添加去耦合網(wǎng)絡(luò)，得出系統(tǒng)導(dǎo)納矩陣：

Y+Y_d＝Y(jié)^u

其中，去耦網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納矩陣Y_d為：

Π型去耦網(wǎng)絡(luò)具有對稱性，即Y_d12＝Y(jié)_d21，Y_d11＝Y(jié)_d22。