具有集成磁场突变保护的超导磁体低温恒温器
专利汇可以提供具有集成磁场突变保护的超导磁体低温恒温器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种具有集成 磁场 突变保护的超导磁体低温恒温器。当系统中各组件选用的材料具有适合的相对电导率时，可以提供针对 杂散磁场 的保护，特别是针对与磁体失超相关的杂散磁场的保护。，下面是具有集成磁场突变保护的超导磁体低温恒温器专利的具体信息内容。
1.一种限制与安装在管状支架上的轴对称超导磁体相关的杂散磁 场范围的方法，包括将部件定位在该磁体径向内侧以及将部件定位在 该磁体径向外侧的步骤，其中，所述定位于该超导磁体径向内侧的部 件具有比所述定位于该超导磁体径向外侧的部件显著更低的周向电 导。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在沿超导磁体轴线的 半轴长度为4m且半径为2.5m的椭圆体范围内，所述杂散磁场被限制成 小于5×10-4特斯拉。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，包括步骤：将一热屏 蔽孔管定位在该磁体的径向内侧，将一热屏蔽外管定位在该磁体的径 向外侧，所述热屏蔽孔管具有比所述热屏蔽外管显著更低的周向电 导。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，所述热屏蔽孔管的周 向电导小于所述热屏蔽外管的周向电导的1/2。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热屏蔽孔管的周 向电导小于所述热屏蔽外管的周向电导的1/5。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述热屏蔽孔管的周 向电导小于所述热屏蔽外管的周向电导的百分之五。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括步骤：将超导 磁体缠绕在一内侧支架上，所述支架由绝缘材料或具有低电导率的材 料制成。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，所述管状内侧支架由 温度为4.2K时电导率小于120MS/m的材料制成。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述管状内侧支架由 LM25制成。
10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述管状内侧支架 由温度为4.2K时电导率小于50MS/m的材料制成。
11.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述管状内侧支架 由LM27制成。
12.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，所述管状内侧支架 由Al 5083制成，所述热屏蔽外管由Al 1200制成。
13.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括步骤：在所 述超导线圈的径向外侧定位一屏蔽线圈支架，所述屏蔽线圈支架由电 导率显著高于所述热屏蔽孔管的材料制成。
14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，所述屏蔽线圈支架 由Al 6082制成，所述热屏蔽孔管由Al 5083制成，所述热屏蔽外管由 Al 1200制成。
15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括步骤：布置 一不锈钢封壳，以保持超导磁体周围的流体包层。
16.一种轴对称超导磁体组件，其具有定位在超导线圈的径向内侧 的热屏蔽孔管以及定位在该超导线圈的径向外侧的热屏蔽外管；
其中，所述热屏蔽孔管由电导率显著低于所述热屏蔽外管的材料 制成。
17.按照权利要求16所述的超导磁体组件，其特征在于，所述热屏 蔽孔管的周向电导小于所述热屏蔽外管的周向电导的1/2。
18.按照权利要求17所述的超导磁体组件，其特征在于，所述热屏 蔽孔管的周向电导小于所述热屏蔽外管的周向电导的1/5。
19.按照权利要求18所述的超导磁体组件，其特征在于，所述热屏 蔽孔管的周向电导小于所述热屏蔽外管的周向电导的百分之五。
20.按照权利要求19所述的超导磁体组件，其特征在于，超导磁体 缠绕在一管状内侧支架上，所述支架由绝缘材料或具有低电导率的材 料制成。
21.按照权利要求20所述的超导磁体组件，其特征在于，所述管状 内侧支架由温度为4.2K时电导率小于120MS/m的材料制成。
22.按照权利要求21所述的超导磁体组件，其特征在于，所述管状 内侧支架由LM25制成。
23.按照权利要求21所述的超导磁体组件，其特征在于，所述管状 内侧支架由温度为4.2K时电导率小于50MS/m的材料制成。
24.按照权利要求23所述的超导磁体组件，其特征在于，所述管状 内侧支架由LM27制成。
25.按照权利要求20所述的超导磁体组件，其特征在于，所述管状 内侧支架由Al 5083制成，所述热屏蔽外管由Al 1200制成。
26.按照权利要求20所述的超导磁体组件，其特征在于，还包括缠 绕在一屏蔽线圈支架上的屏蔽线圈，所述屏蔽线圈支架沿径向定位在 该超导线圈的外侧，且所述屏蔽线圈支架由电导率显著高于所述热屏 蔽孔管的材料制成。
27.按照权利要求26所述的超导磁体组件，其特征在于，所述屏蔽 线圈支架由Al 6082制成，所述热屏蔽孔管由Al 5083制成，所述热屏蔽 外管由Al 1200制成。
28.按照权利要求20所述的超导磁体组件，其特征在于，具有一封 壳，其布置成保持超导线圈和屏蔽线圈周围的流体包层，所述封壳由 不锈钢制成。
技术领域
本发明涉及一种超导磁体低温恒温器，特别涉及在失超时对杂散 磁场大小的控制。
背景技术
磁体工作区域周围的磁场称为杂散磁场。MRI扫描仪主要在医院应 用，而在医院中出现带有医疗植体的人的可能性很大，因此，对MRI扫 描仪周围的杂散磁场的控制就尤为重要。由于一个相对较弱的磁场都 能够导致某些植体出现故障，所以与杂散磁场有关的风险更大。行业 公约定义了5高斯轮廓，这是磁场B的大小等于5×10-4特斯拉(5高斯) 的杂散磁场表面。
当前的超导磁体具有内置的屏蔽线圈，这些屏蔽线圈在正常工作 时能够将杂散磁场约束在一个轴对称的近似椭圆体的范围内。对于典 型的MRI磁体而言，该椭圆体沿磁体轴线的半轴长度约为4m，半径约为 2.5m。
超导磁体在工作时可能会失超。失超是一种温度升高而导致超导 磁体进入正常导电态的过程。这个过程可能会持续几秒，在该过程中 电流崩塌而引起磁场变化。而变化的磁场又会在磁体支架及低温恒温 器中感应出涡电流，且屏蔽线圈无法消除这些涡电流。这又可能会进 一步致使磁场扩展到其最初的范围之外。
申请人的专利EP0468415描述了一种被称之为“失超带”(quench bands)的应用，它用来抵消这些涡电流的效应。
这些失超带是铜带，通常厚3mm，并由RRR值约为100的纯铜制成。 失超带安装在屏蔽线圈外部，以提供紧密磁耦合。
然而，失超带价格昂贵。而且，失超带中的感应涡电流与磁场之 间产生的洛伦兹力往往会将失超带“裹(wrap)”到屏蔽线圈上。这 将引起铜的非弹性变形和硬化，而这又会降低铜的电导率，并影响失 超带的效用。
发明内容
根据本发明的第二方面，一种超导磁体组件包括如随后的权利要 求16所述的特征。
接下来参考附图以非限定性示例的方式来描述本发明。
附图说明
具体实施方式
氦封壳8保持了线圈5和7周围的氦包层，以便为这些线圈保持约4K 的典型工作温度。壁11与孔管2、外管3一起形成一内真空容器。通过 抽空该内真空容器与外真空容器6之间的区域9，以帮助保持线圈5和线 圈7周围的低温。
本发明的一个具体实施例中，热屏蔽孔管2的周向电导显著低于热 屏蔽外管3的周向电导，也就是说，热屏蔽孔管2将对在绕轴线10的周 向路径上流动的电流产生更大的电阻。
该内侧支架1由绝缘材料或具有低电导率的材料制成。术语“低电 导率”应按其在超导系统中的含义来解释。在超导系统中，具有低电 导率的材料示例就是在温度T＝4.2K时电导率为4.85×109西门子/米的 铜。
此外，热屏蔽孔管2的周向电导显著低于热屏蔽外管3的周向电 导，也就是说，热屏蔽孔管2将对在绕轴线10的周向路径上流动的电流 产生更大的电阻。
低周向电导可以通过以下方式实现：在热屏蔽孔管2上形成轴向裂 缝(即在管中形成与轴线10平行的裂缝)以降低电导，或者，形成热 屏蔽孔管2所用的材料的电导率显著低于热屏蔽外管3的电导率。
优选地，中央孔管2的周向电导低于外管3周向电导的1/2。更优选 地，孔管2的周向电导低于外管3周向电导的1/5。
此外，屏蔽线圈支架4所用材料的电导率显著高于孔管2所用材料 的电导率。典型地，形成该支架4的材料的电导率可以相似于外管3材 料的电导率。
应当注意，此处所说的电导和电导率是指该系统中各部件和材料 处于其工作温度时的电导和电导率。
在一具体实施例中，氦封壳8所用材料的电导率低于外管3。氦封 壳8的合适材料可以是不锈钢。
示例
图2显示了对一MRI磁体进行数学建模的结果，该磁体具有：用铝 合金Al6082制成的屏蔽线圈支架(图1中标记为4)，用Al5083制成的 屏蔽孔管(图1中标记为2)，和用Al5083制成的热屏蔽外管(图1中标 记为3)。
在正常工作期间，最大的轮廓对应于5×10-4特斯拉轮廓。在相继的 各个时刻下(按0.2秒间隔计算)的5×10-4特斯拉轮廓是在半径为2.5m、 半长为4m的范围内。
表2 表示各种金属合金的电导率。 铝等级 温度＝4.2K 温度＝60K Al 1200 763 390 Al 6982 272 Al 5083 33.3 31 LM27 48.5 LM25 114
Al 5083、LM25和LM27可用于制作磁体支架。Al6082可用于制作屏蔽 线圈支架。
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