[发明专利]一种应用于磁共振设备的高温超导匀场系统

权利要求书

1.一种应用于磁共振设备的高温超导匀场系统，所述磁共振设备是由制冷机(10)、超导主线圈(11)、系统外壳(12)、70K冷屏(13)、40K冷屏(14)、20K冷屏(15)、10K冷屏(16)、4.2K冷屏(17)、高温超导匀场区(21)和冷源引流槽(22)组成；其特征是，

将所述高温超导匀场区(21)设置在所述70K冷屏(13)中；将所述超导主线圈(11)设置在4.2K冷屏(17)中，从而实现所述高温超导匀场区(21)和超导主线圈(11)的分离放置；

所述高温超导匀场系统包括：高温超导匀场线圈(4)、开关控制器(2)、互感线圈、高频信号发生器(3)以及由四个超导开关构成的桥式整流电路；所述互感线圈是由互感线圈低温侧(1)和互感线圈常温侧(9)组成；

所述高温超导匀场线圈(4)置于所述高温超导匀场区(21)中；并在所述磁共振设备中设置工频交流电源引入端(18)和高频信号引入端(20)；

所述互感线圈常温侧(9)通过所述工频交流电源引入端(18)接入交流电源，并在所述互感线圈低温侧(1)产生感应电流输入到所述桥式整流电路中；

所述高频信号发生器(3)接入所述高频信号引入端(20)中，由所述高频信号发生器(3)产生高频电流信号输入至所述开关控制器(2)，由所述开关控制器(2)控制所述桥式整流电路中的四个超导开关导通，并将所述感应电流进行整流，从而得到直流电并引入所述高温超导匀场线圈(4)中，使得所述高温超导匀场系统处于励磁状态；

当励磁结束后，将所述交流电源断开，所述桥式整流电路中相对的一组超导开关导通，所述高温超导匀场线圈(4)中的几组线圈有稳恒电流通过并处于闭合回路中，从而使得所述高温超导匀场系统处于闭环运行状态。

2.根据权利要求1所述的高温超导匀场系统，其特征在于：每个超导开关的结构为四层绝缘层和三层导体层组成的约瑟夫森结；且所述四层绝缘层与三层导体层间隔设置。

3.根据权利要求1或2所述的高温超导匀场系统，其特征在于，所述开关控制器(2)是按如下步骤控制所述四个超导开关组成的桥式整流电路的整流：

步骤1、在所述互感线圈的感应电流正半波下，所述开关控制器(2)将所述高频电流信号引入所述高温超导桥式整流电路的第一超导开关(5)和第三超导开关(7)中，基于超导隧道效应，使得所述第一超导开关(5)和第三超导开关(7)导通，即一组对向的高温超导开关导通；

步骤2、在所述互感线圈的感应电流负半波下，所述开关控制器(2)将所述高频电流信号引入所述高温超导桥式整流电路的第二超导开关(6)和第四超导开关(8)中，基于超导隧道效应，使得所述第二超导开关(6)和第四超导开关(8)导通，即另一组对向的高温超导开关导通，进而实现桥式整流。