[发明专利]一种低温超导磁体系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温超导磁体系统，特别是一种磁体系统工作磁场稳定性较高的低温超导磁体系统。

背景技术

低温超导磁体系统可提供高稳定度、高均匀度、高场强的磁场，是高性能MRI(高性能医疗用核磁共振成像仪)等相关装置的首选磁体系统。低温超导磁体的超导线绕组通常需要温度很低的工作环境。通常，该低温工作环境采用一个内充低温液体(通常为液态氦)的容器提供，超导线绕组浸泡在其中。由于低温液体尤其是液氦价格昂贵，为了减少低温液体汽化、蒸发导致的损耗，通常使用制冷机进行冷却。

用于上述用途的一些类型的制冷机，例如GM型制冷机，在其回热器中含有磁性材料。在制冷机工作时，该磁性材料做往复运动，从而产生频率为1-1.2Hz的甚低频电磁干扰。这种电磁干扰作用于磁体系统的工作磁场，结果将导致工作磁场的均匀性和稳定性降低，对于MRI磁体系统而言，将降低MRI系统的成像质量。

目前，为了屏蔽上面提到的甚低频电磁干扰，一般采取屏蔽结构或屏蔽装置。例如，中国国家知识产权局2007年5月2日公开的公布号为CN1957429A的专利申请公开了一种利用纯度至少为99.999％的导电材料(例如铜、铝)制成的屏蔽结构，屏蔽源自制冷机的甚低频电磁干扰。该技术方案，需要获得相当高纯度的材料，成本很高；另外单层的屏蔽结构屏蔽效果不理想。

中国国家知识产权局2007年8月8日公开的公布号为CN101012982A的专利申请公开了一种利用超导材料制成的磁屏蔽装置，但是该磁屏蔽装置需要特殊制造的超导材料，成本非常高。

另外，日本专利特开平2-161260公开了一种在制冷机自身的周围，设置由导磁性材料构成的屏蔽结构，该技术方案增加了制冷机自身结构上的复杂性，并且当制冷机冷却级被氦气包围时，存在由高温区向低温区的固体热传导问题。因此，目前的技术方案不同程度的存在屏蔽效果欠佳，成本较高，结构复杂等问题。

发明内容

本发明提供了一种能够有效屏蔽制冷机中所含磁性材料运动时产生的甚低频电磁干扰，以保证获得稳定工作磁场的低温超导磁体系统。

本发明一种低温超导磁体系统，包括由内层壳体和外层壳体组成的杜瓦容器、位于杜瓦容器真空夹层中的至少一层导热屏以及至少部分位于杜瓦容器真空夹层中的制冷机；超导绕组被包围在杜瓦容器之内，制冷机内含有磁性材料，基本围绕制冷机中磁性材料运动的区域设置的磁屏蔽罩至少具有中间存在间隙的两层屏蔽体。

本发明一种低温超导磁体系统，其磁屏蔽罩的屏蔽体之间通过绝缘材料制成的支撑件相互连接，并且电绝缘。

本发明一种低温超导磁体系统，其磁屏蔽罩与制冷机无机械连接。

本发明一种低温超导磁体系统，其磁屏蔽罩通过由导热性良好的绝缘材料制成的固定件与内层壳体连接。

本发明一种低温超导磁体系统，其磁屏蔽罩的屏蔽体的材料为纯度高于99.95％的铝、铜或者采用电工纯铁。

本发明一种低温超导磁体系统，其屏蔽体可以为一个整体或者为多部件组合在一起的整体。

由于本发明所述的低温超导磁体系统的磁屏蔽罩为多层结构，电磁波的电磁能量穿透该磁屏蔽罩需要经过多次的反射、折射、吸收、透过过程，因此屏蔽效果优于单层结构的磁屏蔽结构。另外，该屏蔽结构安装于杜瓦容器真空夹层温度最低的部位，并且不与其它部位连接，可以使屏蔽体获得最大电导率或磁导率的同时，避免高低温区间的固体热传导，而且不影响制冷机的拆装。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行描述。

图1应用本发明的MRI低温超导磁体的剖视图；

图2本发明磁屏蔽罩安装部位的放大图。

具体实施方式

如图1所示，一种MRI低温超导磁体系统，4K的内层壳体1和300K外层壳体3组成杜瓦容器，超导绕组16位于内充液氦的杜瓦容器中，在杜瓦容器的真空夹层内设置40K导热屏2。制冷机8安装在杜瓦容器真空夹层内的低温颈管4和高温颈管7中。磁屏蔽罩6环绕包围该低温颈管4设置。

该实施例中，示出的是一种GM型两级制冷机。该制冷机8的第一级冷却级9冷却40K导热屏2，第二级冷却级11冷却连接于杜瓦容器4K的内层壳体1上的冷凝器12，从而使已蒸发的氦气体重新凝结成液态滴回。正常工作状态下，制冷机第二级的回热器中的磁性材料10处在磁体系统产生的工作磁场中，并做上下往复运动，因此产生一个频率f为1-1.2Hz的甚低频电磁波。该甚低频电磁波会对磁体系统的工作磁场产生干扰，影响MRI的成像质量。