[实用新型]一种超导磁体励磁数据采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数据采集装置，特别是涉及一种超导磁体励磁数据采集装置。

背景技术

超导磁体是核磁共振成像设备的核心关键部件,用于超导磁体的超导体只有在满足特定的条件（如温度、磁场、电流密度）时才能体现超导特性。一旦条件被破坏，超导体将会发生失超。超导体的一小部分不再是超导态，并进入电阻状态，任何流经该电阻部分的电流都会导致局部焦耳发热，这将导致该超导体的邻近部分失超，结果形成更大的电阻体积，这又导致进一步焦耳发热。

超导磁体可能储存有兆焦耳数量级的能量，在失超后，这些能量将在超导磁体的电阻体积中被消耗，从而可能产生高电压击穿绝缘，所以实时在线监测超导磁体工作参数是十分必要的。

目前超导磁体工作状态数据采集装置检测类型单一、采集通道数量无法扩展。

实用新型内容

本实用新型的主要目的旨在提供一种新型超导磁体励磁数据采集装置，能克服现有的超导磁体工作参数采集存在的缺陷，解决对运行状态中超导磁体的工作参数进行实时采集的技术问题，实现对超导磁体液氮温区、液氦温区温度和液氦液面高度的参数数据采集，具有优良的可扩展性，满足超导磁体工作参数监测数据采集装置通用性要求；同时该装置可以任意设置传感器的激励电流，具有自动检测，短路、断路自动提示功能。

实现本实用新型的目的及解决其技术问题采用以下技术方案：依据本实用新型提出的一种超导磁体励磁数据采集装置，所述装置包括主控模块、检测模块和传感器，所述主控模块与检测模块相互分离并通过串行总线相连接，所述检测模块各自连接传感器；所述的检测模块至少包括液氮温度检测模块、液氦温度检测模块和液氦液面检测模块。其中，所述液氮温度检测模块用于采集液氮温区温度参数，液氦温度检测模块用于采集液氦温区温度参数，液氦液面检测模块用于采集液氦液面高度参数。

前述的超导磁体励磁数据采集装置，所述主控模块包括电源单元、通讯单元、时钟单元、存储单元和微控制器。

前述的超导磁体励磁数据采集装置，所述的检测模块是通过将数据采集装置的传感器检测电路分离出来而形成的，包括信号检测与调理电路、通道切换电路、存储器和微控制器。

前述的超导磁体励磁数据采集装置，所述主控模块中的微控制器和所述检测模块中的微控制器采用内部集成双向两线制串行总线I²C接口的C8051F005控制器。

所述的检测模块可以采用任意类型的检测模块，包括差动电阻式检测模块、电位器式检测模块或电压电流式检测模块，因此从原理或结构上，本实用新型的数据采集装置可以采集任意类型传感器的检测信号。

优选地，所述的液氮温度检测模块连接二极管传感器，液氦温度检测模块连接陶瓷碳电阻传感器，液氦液面检测模块连接超导丝液位传感器。

优选地，前述的超导磁体励磁数据采集装置，所述主控模块的通讯线入口与所述检测模块的通讯线入口设有数字磁隔离芯片，如双通道数字磁隔离芯片CP521，防止外部电磁干扰通过通讯线耦合到电路内部。

优选地，前述的超导磁体励磁数据采集装置，所述串行总线上设有上拉电阻。

优选地，前述的超导磁体励磁数据采集装置，所述检测模块均具有2-4个采集通道。

优选地，所述的数据采集装置还包括加热器和加热器控制模块，用于监测和控制超导磁体装置的温度。

借由上述技术方案，本实用新型超导磁体励磁数据采集装置至少具有下列优点：

采用控制模块和检测模块相分离的模块化结构设计，解决了目前超导磁体工作状态数据采集装置检测类型单一、采集通道数量无法扩展的问题，能够满足超导磁体工作状态采集装置通用性要求，具有优良的可扩展性和扩展灵活性；功能完备、检测类型齐全，通道数量不受限制；当有新类型的传感器接入需求时，可以减少主控制电路的重复开发，只需开发对应的检测模块，降低硬件成本；工程安装灵活，满足不同监测要求；系统故障时，只需更换故障模块，无需整机更换，节约硬件成本，缩短故障恢复时间。总之，本实用新型的装置能够满足超导磁体工作参数监测数据采集装置通用性要求，具有优良的可扩展性，并且能够有效降低硬件成本，安装灵活，维修简单。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例详细说明如后。

附图说明

图1 本实用新型超导磁体励磁数据采集装置的电路原理框图；

图2本实用新型检测模块原理图。

具体实施方式