低溫保持器及其制造方法、冷卻方法,磁共振系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振領(lǐng)域，尤其涉及一種磁共振系統(tǒng)用低溫保持器及其制造方法、冷卻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在磁共振成像技術(shù)中，傳統(tǒng)的超導(dǎo)磁體用液氦來冷卻超導(dǎo)線圈，由于液氦的氣化潛熱很小，故需要漏熱很小的低溫保持器來盛裝液氦，以減少液氦的損失。圖1為傳統(tǒng)超導(dǎo)磁體低溫保持器結(jié)構(gòu)，液氦I盛裝在內(nèi)層液氦罐2中，液氦罐2外布置有防輻射的熱屏蔽層3，液氦罐2和屏蔽層3通過懸掛6吊裝到外層真空筒4上。屏蔽層3和液氦罐2分別連接到制冷機5的一級7 (溫度為50K)和二級8 (溫度為4.2K)制冷極上。
[0003]由于屏蔽層3的溫度分布直接影響其對內(nèi)層液氦罐2的輻射漏熱，系統(tǒng)預(yù)冷時，屏蔽層3應(yīng)盡可能快地降低到50K ;正常工作時，屏蔽層各處溫度應(yīng)盡可能低；而磁體運輸狀態(tài)下，由于制冷機5無法工作，這時則應(yīng)保證屏蔽層溫度不要升高過快。
[0004]但實際上，為了減少外部向屏蔽層3的熱傳導(dǎo)漏熱，屏蔽層3與外真空筒4的懸掛6 一般為細(xì)長結(jié)構(gòu)，其與制冷機5的導(dǎo)熱面積也有限制，這就導(dǎo)致了磁體預(yù)冷時，屏蔽層3的冷卻只能依靠制冷機的制冷極7冷卻，而該級制冷功率一般都很小，使得預(yù)冷效率很低，預(yù)冷時間長，需要的液氦多，成本高。
[0005]而磁體運輸時，由于制冷機5停止工作，原本起制冷作用的制冷極7會變成導(dǎo)熱的“橋梁”，使得屏蔽層溫度迅速上升，其對液氦罐2的輻射顯著增大，加快液氦的揮發(fā)，限制了運輸時間和距離。
[0006]在正常工作狀態(tài)，在屏蔽層3的遠(yuǎn)離制冷極7的一側(cè)(圖1中右下方)，溫度會明顯超過制冷極7的溫度(50K)，這同時也會增加對液氦罐2的熱輻射，影響系統(tǒng)的“零蒸發(fā)”性能。
[0007]如圖2所示，US 4721934B展示了一種常見的降低屏蔽層3溫度的方法，即在屏蔽層3的外層一周纏繞導(dǎo)熱良好的銅管9，可通過向銅管9內(nèi)注入冷介質(zhì)(如液氮或液氦)，顯著加快屏蔽層3的降溫預(yù)冷過程；同時在運輸時，可將液氦罐內(nèi)部蒸發(fā)的冷氦氣通入銅管，減緩制冷機5停止工作期間屏蔽層3的升溫過程，延長磁體運輸時間。但此方案要得到好的制冷效果，需布置復(fù)雜的銅管，同時銅管9與屏蔽層3之間的熱交換主要通過兩者的接觸導(dǎo)熱完成，換熱面積小，效率常受工藝條件影響。因此，有必要提出一種屏蔽層預(yù)冷效率更高的低溫保持器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中磁共振系統(tǒng)屏蔽層預(yù)冷效果差的問題，本發(fā)明提供了一種屏蔽層預(yù)冷效率更高的低溫保持器。
[0009]一種低溫保持器，包括第一殼體以及用于容納冷卻介質(zhì)的罐體，所述第一殼體位于所述罐體的外側(cè)，所述第一殼體與罐體之間為第一腔體，所述低溫保持器還包括通管、導(dǎo)管，所述導(dǎo)管連接所述通管與所述罐體，所述通管固定于第一殼體，且通管的部分管壁為所述第一殼體的相應(yīng)組成部分。
[0010]優(yōu)選地，所述通管至少有部分結(jié)構(gòu)位于所述第一殼體的水平中心面的下方。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述低溫保持器還包括第二殼體，所述第二殼體位于第一殼體的外側(cè)，且所述第一殼體、第二殼體之間為第二腔體。
[0012]優(yōu)選地，所述通管位于所述第一腔體與第二腔體之間。
[0013]優(yōu)選地，所述罐體上設(shè)置有通孔，所述通管設(shè)置于所述通孔內(nèi)，且通管的兩端與第一殼體封閉固定。
[0014]優(yōu)選地，所述導(dǎo)管包括第一導(dǎo)管，所述第一導(dǎo)管的一端與所述罐體內(nèi)部連通，所述第一導(dǎo)管的另一端與所述通管內(nèi)部連通。
[0015]優(yōu)選地，所述導(dǎo)管還包括第二導(dǎo)管，所述第二導(dǎo)管的一端與所述通管內(nèi)部連通，所述第二導(dǎo)管另一端與所述低溫保持器外部連通。
[0016]優(yōu)選地，所述通管的直徑大于導(dǎo)管的直徑。
[0017]優(yōu)選地，還包括制冷機，所述制冷機在罐體冷卻介質(zhì)液面以上的位置與罐體內(nèi)部連通。
[0018]優(yōu)選地，所述通管內(nèi)設(shè)置有換熱片。
[0019]優(yōu)選地，所述罐體上設(shè)置有多個通孔，每個通孔內(nèi)設(shè)置有通管，所有所述通管連通形成一個互通空間。
[0020]優(yōu)選地，所述通管構(gòu)成的互通空間的兩端通過所述導(dǎo)管分別與所述罐體及所述低溫保持器外部連通。
[0021]本發(fā)明還提供了一種低溫保持器，所述低溫保持器包括用于容納冷卻介質(zhì)的罐體、中間屏蔽層以及外層真空筒，所述外層真空筒與所述罐體之間為真空腔，所述中間屏蔽層位于所述罐體與所述外層真空筒之間，所述低溫保持器還包括通管、導(dǎo)管，所述導(dǎo)管與所述通管、罐體連通，所述通管固定于第一殼體，且通管的部分管壁為所述第一殼體的相應(yīng)組成部分。
[0022]優(yōu)選地，所述導(dǎo)管包括第一導(dǎo)管、第二導(dǎo)管，所述第一導(dǎo)管的一端與所述罐體內(nèi)部連通，所述第一導(dǎo)管的另一端與所述通管內(nèi)部連通；所述第二導(dǎo)管的一端與所述通管內(nèi)部連通，所述第二導(dǎo)管的另一端與所述低溫保持器外部連通。
[0023]本發(fā)明還提供了一種磁共振系統(tǒng)，所述磁共振系統(tǒng)采用上述任一項所述的低溫保持器，所述磁共振系統(tǒng)還包括:設(shè)置于低溫保持器內(nèi)的超導(dǎo)線圈，所述超導(dǎo)線圈用于提供進(jìn)行磁共振成像的主磁場；
[0024]梯度系統(tǒng)，用于產(chǎn)生為磁共振信號進(jìn)行空間定位的梯度磁場；射頻系統(tǒng)，用于發(fā)射射頻脈沖以及接收磁共振信號；控制系統(tǒng)，用于控制所述梯度系統(tǒng)以及射頻系統(tǒng)進(jìn)行磁共振掃描。
[0025]本發(fā)明還提供一種低溫保持器的制造方法，所述低溫保持器包括第一殼體以及用于容納冷卻介質(zhì)的罐體，所述第一殼體體位于所述罐體的外側(cè)，所述低溫保持器還包括通管、導(dǎo)管，所述通管包括通管本體與通管側(cè)板，所述導(dǎo)管與所述通管以及罐體連通，所述罐體包括前封頭、后封頭、內(nèi)筒體以及外筒體，其特征在于，包括以下步驟:
[0026]在罐體上設(shè)置通孔，所述通孔位于所述外筒體之間，或者位于所述前封頭與后封頭之間，或者位于所述外筒體與所述封頭之間；
[0027]在所述第一殼體與所述通孔兩端對應(yīng)的位置上設(shè)置兩個端口，所述端口為第一殼體端口 ；
[0028]所述通管本體穿過所述第一殼體端口，設(shè)置于所述通孔內(nèi)，封閉所述通管本體與所述第一殼體端口；
[0029]用所述通管側(cè)板封閉所述通管；
[0030]用所述導(dǎo)管連通所述罐體、通管。
[0031]優(yōu)選地，所述導(dǎo)管包括第一導(dǎo)管及第二導(dǎo)管；所述用導(dǎo)管連通罐體、通管以及低溫保持器外部的步驟具體包括:
[0032]用所述第一導(dǎo)管的一端，穿過所述第一殼體及罐體，與所述罐體內(nèi)部連通，另一端穿過所述通管側(cè)板，與通管內(nèi)部連通；
[0033]所述第二導(dǎo)管的一端穿過所述通管側(cè)板，與通管內(nèi)部連通，另一端與所述低溫保持器外部連通。
[0034]本發(fā)明還提供一種低溫保持器的制造方法，所述低溫保持器包括第一殼體以及用于容納冷卻介質(zhì)的罐體，所述第一殼體位于所述罐體的外側(cè)，所述低溫保持器還包括通管、導(dǎo)管，所述通管包括通管本體與通管側(cè)板，所述導(dǎo)管與所述通管以及罐體連通，所述罐體包括前封頭、后封頭、內(nèi)筒體以及外筒體，其特征在于，步驟包括:
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