核磁共振成像系统超导磁体低温容器拉杆

摘要

本发明涉及一种适用于核磁共振装置的低温容器拉杆。本发明公开了一种核磁共振成像系统超导磁体低温容器拉杆，包括有可拆卸式调节螺杆，其下端连有高温段，高温段的下端设有热沉，热沉与低温容器固定端之间设有低温段，所述低温段的两端分别与热沉及低温容器固定端相连，其特征在于：所述低温段的温区为4K至热沉温度，高温段的温区为热沉温度至室温，所述高温段和低温段由高强度无磁绝热材料制成。本发明采用高强度无磁绝热材料制成的高温段及低温段，满足核磁共振成像超导磁体的使用要求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于核磁共振成像装置超导磁体的低温容器拉杆。

背景技术

超导核磁共振成像系统作为目前医院功能最强大的影像检查手段，在临床 诊断和医学研究方面具有重要的应用价值和应用前景，是现代医疗诊断最重要 的手段之一。

超导核磁共振成像系统的核心单元是超导磁体。超导磁体提供一个静态的 背景磁场，它和梯度线圈、射频线圈一起工作，在人体内激发核磁共振信号用 以成像。核磁共振成像装置超导磁体由低温容器，冷屏，以及真空容器依次相 套组成。

低温容器通过穿过冷屏和真空容器的拉杆机械固定到机架上，对它的工程 要求是：1.满足强度要求2.无磁3.绝热。通常，人们采用不具磁性的奥氏体 不锈钢做拉杆材料。但是，由于电磁线圈和匀场环有很强的相互作用，开放式 核磁共振成像磁体拉杆所承受的力很大，如果仍然采用奥氏体不锈钢，必须增 大拉杆截面，这将导致从外部传入低温容器的热量大大增加，不能同时满足其 绝热要求。

发明内容

一、要解决的技术问题

本发明的目的是针对上述现有技术所存在的问题，提供一种强度高、无磁 性、绝热好的核磁共振成像系统超导磁体低温容器拉杆。

二、技术方案

为解决上述技术问题，本发明核磁共振成像系统超导磁体低温容器拉杆， 包括有可拆卸式调节螺杆，其下端连有高温段，高温段的下端设有热沉，热沉 与低温容器固定端之间设有低温段，所述低温段的两端分别与热沉及低温容器 固定端相连，其中，所述低温段的温区为4K至热沉温度，高温段的温区为热沉 温度至室温，所述高温段和低温段由高强度无磁绝热材料制成。如此设计，热 沉的作用是把外部传入的热量尽可能多地让制冷机的一级冷头带走，因为一级 冷头的制冷效率更高，热沉由导热铜缆连接到冷屏上。

作为优化，所述高温段由芳纶纤维和环氧树脂复合制成。芳纶全称为“聚 对苯二甲酰对苯二胺”，是一种高科技合成纤维，具有超高强度、高弹性模量和 重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，广泛应用于复合材料和电子 设备等领域。芳纶纤维的导热系数在室温附近约为2.5w/m-K。

作为优化，所述低温段由碳纤维和环氧树脂复合制成。纤维是由碳元素构 成的无机纤维，其碳含量大于90%。碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般在

3500MPa以上，抗拉弹性模量为230～430GPa。碳纤维的导热系数在100K以下 小于1w/m-K。

具体的说，所述热沉温度为50～100K，取决于系统绝热性能的好坏。

三、本发明的有益效果

核磁共振磁体的低温容器是核磁共振成像装置的核心单元。其中，安装有 用以产生磁场的超导线圈和盛放有用以提供超导线圈低温环境的液氦。低温容 器悬挂机构（即拉杆）提供一个抵抗重力的机械支撑，同时使处于室温的机架 和低温容器之间的机械联接漏热最小。本发明采用高强度无磁绝热材料制成的 高温段及低温段，以满足使用要求。

附图说明

图1是本发明核磁共振成像系统超导磁体低温容器拉杆的结构示意图。

图中，1为可拆卸式调节螺杆，2为调节螺母，3为高温段，4为热沉，5为 铜缆，6为低温段，7为低温容器固定端。

具体实施方式

下面结合附图对本发明核磁共振成像系统超导磁体低温容器拉杆作进一步 说明：

实施方式一：如图1所示，本发明核磁共振成像系统超导磁体低温容器拉 杆，包括有设置在可拆卸式调节螺杆1上的调节螺母2，上述可拆卸式调节螺杆 1下端连接有高温段3，高温段3的下端设有热沉4，该热沉4一侧接有铜缆5， 铜缆5另一端连接冷屏，如此，可确保热沉4稳定在某一温度，热沉4下方设 有低温容器固定端7，上述热沉4与低温容器固定端7之间设有低温段6，即， 该低温段6的两端分别与热沉4及低温容器固定端7相连，其中，上述低温段6 的温区为4K至热沉温度，热沉温度通常在50K至100K之间，高温段3的温区 为热沉温度至室温，上述高温段3和低温段6由高强度无磁绝热材料制成。

上述高温段3由芳纶纤维和环氧树脂复合制成；上述低温段6由碳纤维环 氧树脂复合材料制成，碳纤维是一种无磁的高强度结构材料，导热系数也很低 (4～70K约0.03～0.3W/m-K)，可以满足开放式核磁共振磁体拉杆的强度要求。但 是，碳纤维在150K到室温的温度内导热系数很高，为1.5～7W/m-K，不是好的 绝热材料。芳纶纤维在150K到室温为1.5～1.7W/m-K，其断裂强度也高达35GPa。 因此，设计拉杆为两段，在4～70K温度段，采用碳纤维，在70K至室温段，采 用芳纶芳纶纤维，这样既满足了强度的要求，又兼顾了低温容器尽可能绝热。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。