一種導(dǎo)熱裝置、制冷設(shè)備和磁共振系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種導(dǎo)熱裝置、制冷設(shè)備和磁共振系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)熱裝置，包括一柔性部件，一第一剛性部件，所述柔性部件的一端通過沖壓方式與所述第一剛性部件連接。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過沖壓方式制造導(dǎo)熱裝置，工藝簡單、導(dǎo)熱優(yōu)良，能夠在達(dá)到相同效果的條件下節(jié)約成本。
【專利說明】—種導(dǎo)熱裝置、制冷設(shè)備和磁共振系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振成像，特別涉及導(dǎo)熱裝置、制冷設(shè)備以及相應(yīng)的磁共振系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]磁共振成像是隨著計算機(jī)技術(shù)、電子電路技術(shù)、超導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種生物磁學(xué)核自旋成像技術(shù)。在磁共振成像中，人體組織被置于靜磁場Btl中，隨后用頻率與氫原子核的進(jìn)動頻率相同的射頻脈沖激發(fā)人體組織內(nèi)的氫原子核，引起氫原子核共振，并吸收能量；在停止射頻脈沖后，氫原子核按特定頻率發(fā)出射電信號，并將吸收的能量釋放出來，由體外的接收器收錄，經(jīng)計算機(jī)處理后獲得圖像。
[0003]自從商用GM (Gifford McMahon)冷頭可以提供強(qiáng)大的冷量從而將磁共振系統(tǒng)的超導(dǎo)磁體的氦氣再次凝結(jié)，GM冷頭和磁共振系統(tǒng)的超導(dǎo)磁體的熱交換就成為達(dá)到氦氣零損耗的關(guān)鍵技術(shù)。
[0004]為了成功的采用GM冷頭對超導(dǎo)磁體進(jìn)行制冷，非常有必要在GM冷頭和超導(dǎo)磁體之間建立有效的熱連接，從而最大限度的提升GM冷頭和超導(dǎo)磁體之間的熱傳導(dǎo)性。熱傳導(dǎo)性能通常與兩個因素有關(guān):熱傳導(dǎo)材料的純度和節(jié)點(diǎn)的連接方式。
[0005]典型的，在磁共振系統(tǒng)的超導(dǎo)磁體中大部分的導(dǎo)熱裝置是在冷頭和制冷對象之間或者制冷對象之間:對于零損耗磁體，導(dǎo)熱裝置將一級冷頭與熱屏蔽層和電流引線等連接在一起；對于損耗磁體，導(dǎo)熱裝置則將兩個熱屏蔽層連接起來。
[0006]目前，導(dǎo)熱裝置通常利用并列放置的柔性的一個或多個穗條或者一個或多個薄片(通常是銅或鋁)在冷頭和制冷對象之間或制冷對象之間建立導(dǎo)熱連接。通常通過螺旋方式將導(dǎo)熱裝置和冷頭或制冷對象連接起來，同時為了更好的熱傳導(dǎo)性，將導(dǎo)熱材料運(yùn)用到接口中，例如銦膜或?qū)щ娪椭５谴祟悓?dǎo)熱裝置的缺點(diǎn)是熱接觸區(qū)域較小并且在螺旋的高力矩作用下容易變形。因此，此類導(dǎo)熱裝置的熱阻較高。
[0007]進(jìn)一步地，為了達(dá)到更好的熱傳導(dǎo)性，采用面板與面板之間的接觸導(dǎo)熱，將柔性的一個或多個穗條或者一個或多個薄片(通常是銅或鋁)焊接在剛性的面板上，由此建立導(dǎo)熱裝置的穗條或薄片和導(dǎo)熱裝置的面板之間的熱傳導(dǎo)，然后再由導(dǎo)熱裝置的面板和目標(biāo)對象之間的面板進(jìn)行熱傳導(dǎo)。但是上述連接方式中焊接過程復(fù)雜耗時，對處理工藝要求較高，因此制造成本昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述技術(shù)問題，為了通過簡單便宜的處理工藝達(dá)到導(dǎo)熱裝置的優(yōu)良熱傳導(dǎo)效果，本發(fā)明提出了一種導(dǎo)熱裝置，包括一柔性部件，一第一剛性部件，所述柔性部件的一端通過沖壓方式與所述第一剛性部件連接。
[0009]同時，本發(fā)明還提出一種制冷設(shè)備，包括冷頭和上述導(dǎo)熱裝置，其中，所述導(dǎo)熱裝置與所述冷頭的熱耦合件連接。
[0010]同時，本發(fā)明還提出一種磁共振系統(tǒng)，包括上述導(dǎo)熱裝置、冷頭和超導(dǎo)磁體，其中所述導(dǎo)熱裝置連接在所述冷頭的熱耦合件和所述超導(dǎo)磁體的熱屏蔽層之間。
[0011]根據(jù)上述技術(shù)方案，通過沖壓方式制造導(dǎo)熱裝置，工藝簡單、導(dǎo)熱優(yōu)良，能夠在達(dá)到相同效果的條件下節(jié)約成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面將通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0013]圖1A和圖1B是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置的側(cè)截面圖。
[0014]圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置的示意圖。
[0015]圖3A和圖3B是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置與冷頭和制冷對象之間連接的示意圖。
[0016]圖4是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的制冷設(shè)備的示意圖。
[0017]導(dǎo)熱裝置100 剛性部件101 柔性部件102
[0018]冷頭200 熱耦合件201 熱屏蔽層301
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]圖1A和圖1B是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置的側(cè)截面圖。如圖1A和圖1B所示，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，導(dǎo)熱裝置100包括剛性部件101和柔性部件102，其中剛性部件101 —側(cè)開有凹槽，柔性部件102的一端伸入凹槽，通過從垂直于剛性部件與制冷對象接觸的表面的方向從外部沖壓剛性部件和柔性部件結(jié)合部(即凹槽部)，將剛性部件101和柔性部件102連接起來。其中，圖1A示出采用單面沖壓的根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置，圖1B示出采用雙面沖壓的根據(jù)本發(fā)明的第一具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置。
[0021]具體而言，圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置的示意圖。如圖2A和圖2B所示，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置，剛性部件101是面板；柔性部件102是并行排列的一個或多個穗條或并行排列的一個或多個薄片，也可以錯位排列一個或多個穗條或并行排列的一個或多個薄片。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置，柔性部件和剛性部件之間的連接所采用的沖壓方式是一種無焊接工藝，即穗條或薄片完全通過機(jī)械壓力連接到面板，可采用的方法包括冷軋、冷滾和冷鍛等等。如圖2A所示，可以采用多點(diǎn)沖壓方式將穗條或與面板連接起來；可以采用連排沖壓方式將穗條或薄片與面板連接起來。柔性部件和剛性部件的材料是高熱傳導(dǎo)率材料，例如銅或鋁。
[0022]為了使通過沖壓方式連接的柔性部件和剛性部件之間熱阻盡量小，在裝配前，對根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置的各個部件進(jìn)行清潔，具體過程包括對柔性部件和剛性部件進(jìn)行脫氧處理，其中脫氧溶劑溶于水(或酒精)，將柔性部件和剛性部件浸泡于由脫氧溶劑和水(或酒精)脫氧溶液中。優(yōu)選地，在清潔結(jié)束后的5小時內(nèi)裝配導(dǎo)熱裝置。
[0023]相比單穗條或單薄片與制冷對象之間的接觸，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置的面板和制冷對象之間面接觸顯著提高了熱傳導(dǎo)效率；同時，相比于焊接工藝，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置所采用的沖壓方式，例如冷鍛、冷軋和冷滾等，易于實(shí)施并且易于控制質(zhì)量，而且制造成本顯著降低；而且，在磁共振系統(tǒng)的超導(dǎo)磁體中應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置有利于制冷性能，例如損耗磁體中，損耗率顯著降低；對于零損耗磁體，低溫冗余量得到提高。
[0024]圖3A和圖3B是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置與冷頭和制冷對象之間連接的示意圖。如圖3A所示，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置100的面板101與冷頭200的熱耦合件201通過螺栓連接起來，對應(yīng)于圖2A，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置的面板上設(shè)有多個螺孔，由此通過螺栓將導(dǎo)熱裝置100與冷頭200連接起來。如圖3B所示，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置100的面板101與冷頭200的熱耦合件201通過焊接連接起來。同理，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的導(dǎo)熱裝置100的面板101與制冷對象的熱屏蔽層301也可以通過螺栓或焊接方式連接。
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的制冷設(shè)備的示意圖。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的制冷設(shè)備包括冷頭200和導(dǎo)熱裝置100，其中，導(dǎo)熱裝置100包括剛性部件101和柔性部件102。其中，剛性部件101 —側(cè)開有凹槽，柔性部件102的一端伸入凹槽，通過從垂直于剛性部件與制冷對象接觸的表面的方向從外部沖壓剛性部件和柔性部件結(jié)合部(即凹槽部)，將剛性部件101和柔性部件102連接起來；柔性部件102的另一端與冷頭200的熱耦合件201也通過沖壓方式連接。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，導(dǎo)熱裝置100的柔性部件102和剛性部件101以及柔性部件102和冷頭200的熱耦合件201之間的連接所采用的沖壓方式是一種無焊接工藝，即柔性部件完全通過機(jī)械壓力連接到熱耦合件，可采用的方法包括冷軋、冷滾和冷鍛等等。柔性部件和剛性部件的材料是高熱傳導(dǎo)率材料，例如銅或鋁。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，本發(fā)明還提供一種磁共振系統(tǒng)，包括制冷設(shè)備和超導(dǎo)磁體。其中，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的制冷設(shè)備包括冷頭200和導(dǎo)熱裝置100，其中，導(dǎo)熱裝置100包括剛性部件101和柔性部件102。其中，剛性部件101 —側(cè)開有凹槽，柔性部件102的一端伸入凹槽，通過從垂直于剛性部件與制冷對象接觸的表面的方向從外部沖壓剛性部件和柔性部件結(jié)合部(即凹槽部)，將剛性部件101和柔性部件102連接起來；柔性部件102的另一端與冷頭200的熱耦合件201也通過沖壓方式連接；導(dǎo)熱裝置100的剛性部件通過螺栓或焊接與超導(dǎo)磁體的熱屏蔽層301連接。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，導(dǎo)熱裝置100的柔性部件102和剛性部件101以及柔性部件102和冷頭200的熱耦合件201之間的連接所采用的沖壓方式是一種無焊接工藝，即柔性部件完全通過機(jī)械壓力連接到熱耦合件，可采用的方法包括冷軋、冷滾和冷鍛等等。柔性部件和剛性部件的材料是高熱傳導(dǎo)率材料，例如銅或鋁。
[0029]本發(fā)明提供一種導(dǎo)熱裝置、制冷設(shè)備和磁共振系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)熱裝置，包括一柔性部件,一第一剛性部件,所述柔性部件的一端通過沖壓方式與所述第一剛性部件連接。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過沖壓方式制造導(dǎo)熱裝置，工藝簡單、導(dǎo)熱優(yōu)良，能夠在達(dá)到相同效果的條件下節(jié)約成本。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)熱裝置，包括一柔性部件，一第一剛性部件，所述柔性部件的一端通過沖壓方式與所述第一剛性部件連接。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱裝置，其中，所述導(dǎo)熱裝置還包括一第二剛性部件，所述第二剛性部件通過沖壓方式與所述柔性部件的另一端連接。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱裝置，其中，所述柔性部件包括一個以上的穗條或一個以上的薄片。
4.如權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)熱裝置，其中，所述第一剛性部件或所述第二剛性部件是面板。
5.如權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)熱裝置，其中，所述沖壓方式包括冷軋，冷滾和冷鍛。
6.如權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)熱裝置，其中，所述沖壓方式包括單面沖壓和雙面沖壓。
7.如權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)熱裝置，其中，所述沖壓方式包括多點(diǎn)沖壓和連排沖壓。
8.如權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)熱裝置，其中，所述柔性部件、所述第一剛性部件和所述第二剛性部件經(jīng)過脫氧處理。
9.一種制冷設(shè)備，包括冷頭和如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱裝置，其中，所述導(dǎo)熱裝置與所述冷頭的熱耦合件連接。
10.如權(quán)利要求9所述的制冷設(shè)備，其中，所述第一剛性部件通過螺栓或焊接與所述熱耦合件連接。
11.如權(quán)利要求9所述的制冷設(shè)備，其中，所述柔性部件的另一端通過沖壓方式與所述熱耦合件連接。
12.一種磁共振系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱裝置、冷頭和超導(dǎo)磁體，其中所述導(dǎo)熱裝置連接在所述冷頭的熱耦合件和所述超導(dǎo)磁體的熱屏蔽層之間。
13.如權(quán)利要求12所述的磁共振系統(tǒng)，其中，所述第一剛性部件通過螺栓或焊接與所述熱屏蔽層連接。
14.如權(quán)利要求13的磁共振系統(tǒng)，其中，所述導(dǎo)熱裝置還包括一第二剛性部件，所述第二剛性部件通過沖壓方式與所述柔性部件的另一端連接，所述第二剛性部件通過螺栓或焊接與所述熱耦合件連接。
15.如權(quán)利要求13的磁共振系統(tǒng)，其中，所述柔性部件的另一端通過沖壓方式與所述熱耦合件連接。
【文檔編號】G01R33/28GK103680803SQ201210362795
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月26日
【發(fā)明者】楊磊, 方志春 申請人:西門子(深圳)磁共振有限公司