制冷器接口、超導磁體和磁共振成像系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及磁共振成像技術領域，特別是磁共振成像系統(tǒng)的超導磁體及其制冷器接口。
【背景技術】
[0002]磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)是利用磁共振現象進行成像的一種技術。磁共振現象的原理主要包括:包含單數質子的原子核，例如人體內廣泛存在的氫原子核，其質子具有自旋運動，猶如一個小磁體，并且這些小磁體的自旋軸沒有一定的規(guī)律，如果施加外在磁場，這些小磁體將按外在磁場的磁力線重新排列，具體為在平行于或反平行于外在磁場磁力線的兩個方向排列，將上述平行于外在磁場磁力線的方向稱為正縱向軸，將上述反平行于外在磁場磁力線的方向稱為負縱向軸；原子核只具有縱向磁化分量，該縱向磁化分量既具有方向又具有幅度。用特定頻率的射頻(Rad1 Frequency，RF)脈沖激發(fā)處于外在磁場中的原子核，使這些原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負縱向軸，產生共振，這就是磁共振現象。上述被激發(fā)的原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負縱向軸之后，該原子核就具有了橫向磁化分量。
[0003]停止發(fā)射射頻脈沖后，被激發(fā)的原子核發(fā)射回波信號，將吸收的能量逐步以電磁波的形式釋放出來，其相位和能級都恢復到激發(fā)前的狀態(tài)，將原子核發(fā)射的回波信號經過空間編碼等進一步處理即可重建圖像。
[0004]磁共振成像系統(tǒng)的超導磁體由一對超導線圈構成。為了獲得穩(wěn)定的低溫環(huán)境，通常將超導線圈和相關聯(lián)的支撐結構浸潤于液氦中。由于液氦的高成本，將超導磁體如此設計以得到最小化的熱負荷以減少液氦汽化。同樣，在超導磁體中采用制冷器以冷卻散熱片或低溫護罩并將氦氣液化。因此，制冷器與散熱片或低溫護罩之間的熱接觸對于超導磁體的低溫運行是極為關鍵的。
[0005]圖2是根據現有技術的制冷器接口的截面示意圖。超導磁體的制冷器接口是氦氣的通風路徑和制冷器的機械臨界處。如圖2所示，制冷器接口 200由銅連接器210和不銹鋼管220組成，其中，銅連接器210內嵌并焊接于不銹鋼管220。目前，真空釬焊工藝是在具有指定溫度設置的真空爐中使用基于Ni或Ag的填充材料將不銹鋼管220和銅連接器210焊接在一起。真空釬焊是能夠提供良好機械性能和良好焊接點密封性的可靠工藝。然而，如此長的處理持續(xù)時間(通常大于8小時)和如此高的處理溫度(通常為1000°C )將導致銅連接器的非預期的變形，這將影響其它部件與銅連接器之間的熱接觸。
[0006]在現有技術中，在真空釬焊之前給制冷器接口的銅連接器留下足夠的機械加工緩沖區(qū)域，并在真空釬焊之后對銅連接器進行進一步加工從而恢復預期形狀，這將導致制冷器接口的制造工藝更加復雜并且成本提尚。
【發(fā)明內容】
[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供一種磁共振成像系統(tǒng)的制冷器接口，包括:一第一不銹鋼管；一第二不銹鋼管；以及一銅連接器，呈環(huán)狀，在所述環(huán)狀的徑向和所述第一不銹鋼管的軸向構成的截面上形成一第一階梯，在所述環(huán)狀的徑向和第二不銹鋼管的軸向構成的截面上形成一第二階梯，所述第一不銹鋼管套裝并焊接于所述第一階梯的立面之外，所述第二不銹鋼管套裝并焊接于所述第二階梯的立面之外。
[0008]優(yōu)選地，所述第一階梯包括一第一卡口，所述第二階梯包括一第二卡口，所述第一卡口在所述第一不銹鋼管的軸向上的長度小于所述第一階梯的立面，所述第二卡口在所述第二不銹鋼管的軸向上的長度小于所述第二階梯的立面。
[0009]優(yōu)選地，所述第一卡口和所述第二卡口分別是一凹緣或一凹槽。
[0010]本發(fā)明還提供一種超導磁體，包括如上任一所述的制冷器接口。
[0011]本發(fā)明還提供一種磁共振成像系統(tǒng)，包括如上所述的超導磁體。
[0012]根據本發(fā)明的具體實施例的磁共振成像系統(tǒng)的制冷器接口的結構特別針對銅連接器與第一不銹鋼管、第二不銹鋼管之間的接合點使用電子束焊接(Electron BeamWelding, EBW)，因此可以顯著提高焊接生產率并且有效避免銅連接器變形，成本從而大幅度降低。
【附圖說明】
[0013]下面將通過參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，使本領域的普通技術人員更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點，附圖中:
[0014]圖1是根據本發(fā)明的具體實施例的制冷器接口的截面示意圖。
[0015]圖2是根據現有技術的制冷器接口的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，以下舉具體實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0017]圖1是根據本發(fā)明的具體實施例的制冷器接口的截面示意圖。如圖1所示，根據本發(fā)明的具體實施例的磁共振成像系統(tǒng)的制冷器接口 100，包括:一第一不銹鋼管121 ; —第二不銹鋼管122 ;以及一銅連接器110，呈環(huán)狀，在所述環(huán)狀的徑向和所述第一不銹鋼管的軸向構成的截面上形成一第一階梯111，在所述環(huán)狀的徑向和第二不銹鋼管的軸向構成的截面上形成一第二階梯112，所述第一不銹鋼管套裝并焊接于所述第一階梯的立面之外，所述第二不銹鋼管套裝并焊接于所述第二階梯的立面之外。
[0018]根據本發(fā)明的具體實施例的磁共振成像系統(tǒng)的制冷器接口 100的結構特別適合電子束焊接(Electron Beam Welding，EBW)，針對銅連接器110與第一不銹鋼管121、第二不銹鋼管122之間的接合點使用電子束焊接可以顯著提高焊接生產率并且有效避免銅連接器變形。
[0019]具體而言，電子束焊接用于一個接縫(例如具有200_直徑的一個接縫)的持續(xù)時間為10到15分鐘，這比真空釬焊的持續(xù)時間短得多(真空釬焊的持續(xù)時間通常為大約8小時以完成抽真空、加熱和冷卻過程)。根據本發(fā)明的具體實施例的磁共振成像系統(tǒng)的制冷器接口 100的結構適應于電子束焊接的焊槍，其位于第一不銹鋼管和第二不銹鋼管的外部，因此可以完成將套裝于所述第一階梯的立面之外的所述第一不銹鋼管與所述第一階梯的立面焊接起來，也可以完成將套裝于所述第二階梯的立面之外的所述第二不銹鋼管與所述第二階梯的立面焊接起來。利用這種結構進行電子束焊接，生產率大幅度提高因此成本大幅度降低。
[0020]同時，銅連接器的形變主要是由熱量引起的。而電子束焊的熱影響范圍小于1mm，而真空釬焊的熱影響范圍是整個部件。根據本發(fā)明的具體實施例的磁共振成像系統(tǒng)的制冷器接口的結構適應于電子束焊接，因此制冷器接口可以避免焊接工藝產生形變，也就無須焊接后進一步加工從而帶來較大成本降低。
[0021 ] 進一步地，所述第一階梯111包括一第一卡口 1111，所述第二階梯112包括一第二卡口 1121，如圖1所示，所述第一卡口 1111在所述第一不銹鋼管的軸向上的長度小于所述第一階梯的立面，所述第二卡口 1121在所述第二不銹鋼管的軸向上的長度小于所述第二階梯的立面。這種結構適應于電子束焊接，由于電子束焊接可以焊接的深度有限，因此不將第一不銹鋼管和第二不銹鋼管全部插入第一階梯的立面和第一階梯的立面，這樣使電子束焊接質量更高而且第一階梯的立面和第二階梯的立面保留的一段長度會避免電子束焊的產生的熱量傳導至銅連接器的主體。
[0022]具體而言，所述第一卡口和所述第二卡口分別是一凹緣。所述第一卡口和所述第二卡口還可以是凹槽或其它結構。
[0023]根據本發(fā)明的具體實施例還具有一種超導磁體，包括如上所述的制冷器接口。
[0024]根據本發(fā)明的具體實施例還具有一種磁共振成像系統(tǒng)，包括如上所述的超導磁體。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種磁共振成像系統(tǒng)的制冷器接口，其特征在于，包括: 一第一不銹鋼管； 一第二不銹鋼管；以及 一銅連接器，呈環(huán)狀，在所述環(huán)狀的徑向和所述第一不銹鋼管的軸向構成的截面上形成一第一階梯，在所述環(huán)狀的徑向和第二不銹鋼管的軸向構成的截面上形成一第二階梯， 所述第一不銹鋼管套裝并焊接于所述第一階梯的立面之外，所述第二不銹鋼管套裝并焊接于所述第二階梯的立面之外。2.如權利要求1所述的制冷器接口，其特征在于，所述第一階梯包括一第一卡口，所述第二階梯包括一第二卡口，所述第一卡口在所述第一不銹鋼管的軸向上的長度小于所述第一階梯的立面，所述第二卡口在所述第二不銹鋼管的軸向上的長度小于所述第二階梯的立面。3.如權利要求2所述的制冷器接口，其特征在于，所述第一卡口和所述第二卡口分別是一凹緣或一凹槽。4.一種超導磁體，其特征在于，包括如權利要求1-3任一所述的制冷器接口。5.一種磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，包括如權利要求4所述的超導磁體。
【專利摘要】本實用新型公開了一種制冷器接口、超導磁體和磁共振成像系統(tǒng)。包括：一第一不銹鋼管；一第二不銹鋼管；以及一銅連接器，呈環(huán)狀，在所述環(huán)狀的徑向和所述第一不銹鋼管的軸向構成的截面上形成一第一階梯，在所述環(huán)狀的徑向和第二不銹鋼管的軸向構成的截面上形成一第二階梯，所述第一不銹鋼管套裝并焊接于所述第一階梯的立面之外，所述第二不銹鋼管套裝并焊接于所述第二階梯的立面之外。根據本實用新型的具體實施例的磁共振成像系統(tǒng)的制冷器接口100的結構特別適合電子束焊接，由此顯著提高焊接生產率并且有效避免銅連接器變形。
【IPC分類】G01R33/3815, H01F6/06, H01F6/04
【公開號】CN205120948
【申請?zhí)枴緾N201520635958
【發(fā)明人】江樂, 修海濤, 段青
【申請人】西門子(深圳)磁共振有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年8月21日