本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù),具體涉及一種用于磁共振成像的超導(dǎo)磁體組件及制造方法。
背景技術(shù):
磁共振,也稱磁共振成像(Magnetic Resonance lmaging,MRl)、自旋成像(spin imaging)、核磁共振成像(NucIear Magnetic Resonance lmaging,NMRl),是繼CT后醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一重大進(jìn)步。自80年代應(yīng)用以來,它以極快的速度得到發(fā)展。其基本原理是將人體置于特殊的磁場中,當(dāng)被測對象置于磁場中后,其體內(nèi)的氫原子可被極化。用無線電射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)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,被體外的接收器收錄,經(jīng)電子計算機(jī)處理后獲得圖像。
MRl提供的信息量不但大于醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的其他許多成像術(shù),而且不同于已有的成像術(shù),因此,它對疾病的診斷具有很大的潛在優(yōu)越性。由于其可以直接作出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層圖像;且無電離輻射,對機(jī)體沒有不良影響,因而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域越來越多地被使用。
超導(dǎo)磁體組件是磁共振成像系統(tǒng)的核心部件之一,其設(shè)置有沿軸向延伸的檢查腔。通常,檢查腔的直徑在60cm左右,若被檢查者患有幽閉癥,則在進(jìn)行磁共振成像檢查時,往往有不適的感覺;另外,隨著磁體過長,也會導(dǎo)致磁體的成本增加。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種長度相對較短、且成本低的用于磁共振成像的超導(dǎo)磁體組件及其制造方法。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是:一種用于磁共振成像的超導(dǎo)磁體組件,包括線圈架、布置于線圈架上的若干個線圈、以及用于容納線圈架、線圈的低溫保持器;所述低溫保持器由數(shù)層同心圓筒腔體組裝而成;鄰近線圈架的軸向端部處設(shè)置有第一類型、第二類型的線圈槽,所述第一類型、第二類型的線圈槽與線圈架的軸線的距離不相同,且至少有一種類型的線圈槽在軸向上為開放式結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步的,所述第一類型的線圈槽的直徑小于第二線圈槽的直徑。
進(jìn)一步的,所述第一類型的線圈槽中的線圈包括線圈層及底層,所述底層設(shè)有定位孔,所述線圈架上設(shè)有相對應(yīng)的螺紋孔。
進(jìn)一步的,所述低溫保持器包括用于容納低溫介質(zhì)的內(nèi)容器,所述內(nèi)容器包括筒體與封頭,封頭包括筒狀的第一端部、第二端部,且第一端部與磁體幾何中心的距離大于第二端部與磁體幾何中心的距離,所述第一類型的線圈槽鄰近第一端部,第二類型的線圈槽鄰近第二端部。
進(jìn)一步的,所述線圈架與低溫保持器之間設(shè)有間隙。
進(jìn)一步的,所述第一類型的線圈槽在軸向上為開放式結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步的,所述第一類型的線圈槽在軸向和徑向上為開放式結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步的,所述第一類型的線圈槽內(nèi)的線圈通過與線圈架連接的定位元件保持和定位。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是:一種用于磁共振成像的超導(dǎo)磁體組件的制造方法,包括以下步驟:
提供線圈架,所述線圈架設(shè)有若干個線圈槽,且鄰近線圈架的軸向端部處 設(shè)置有第一類型、第二類型的線圈槽;
提供若干個線圈,所述線圈被分別布置于線圈槽內(nèi);
提供用于容納線圈架、線圈的低溫保持器;所述低溫保持器包括筒體和布置于筒體端部的封頭,且封頭包括第一端部、第二端部以及主體部,且第一端部、第二端部與主體部通過平滑過渡結(jié)構(gòu)連接。
進(jìn)一步的,所述平滑過渡結(jié)構(gòu)通過沖壓或者旋壓等成型工藝獲得。
進(jìn)一步的,所述線圈沿軸線方向安裝到第一類型的線圈槽中。
進(jìn)一步的,所述線圈組件先被組裝于低溫保持器的筒體中,然后將封頭與筒體焊接在一起,且封頭與筒體之間的焊接部位與平滑過渡結(jié)構(gòu)的距離小于焊接部位與磁體幾何中心的距離。
本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本發(fā)明線圈、線圈架及其上線圈槽結(jié)構(gòu)布置緊湊,利于從整體上減小磁體的長度;通過將線圈架軸向端部處的線圈槽的外側(cè)法蘭邊去除,可進(jìn)一步減小磁體的長度;此外,將低溫保持器的封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計為平滑過渡結(jié)構(gòu),則可進(jìn)一步減小低溫保持器的板材厚度,可有效降低成本。
【附圖說明】
圖1為現(xiàn)有的一種超導(dǎo)磁體組件的部分立體圖n
圖2為現(xiàn)有的超導(dǎo)磁體組件的軸向剖面圖g
圖3為圖2中圓圈內(nèi)結(jié)構(gòu)的放大圖;
圖4為本發(fā)明實施例一的超導(dǎo)磁體組件的軸向剖面圖;
圖5為圖4中線圈架端部處的線圈單元的部分立體結(jié)構(gòu)圖;
圖6為圖4中圓圈內(nèi)結(jié)構(gòu)的放大圖;
圖7為低溫保持器內(nèi)容器中的筒體與封頭的部分立體結(jié)構(gòu)圖;
圖8為第一類型線圈槽內(nèi)的線圈單元的的繞制和成型工藝示意圖;
圖9為低溫保持器中的筒體與封頭對齊后的示意圖;
圖10為本發(fā)明實施例二的超導(dǎo)磁體組件的軸向剖面圖;
圖11為圖10中圓圈內(nèi)結(jié)構(gòu)的放大圖;圖12為通過定位元件將線圈保持在線圈架的示意圖;
圖13為本發(fā)明實施例三的超導(dǎo)磁體組件的線圈單元被保持于線圈架的示意圖;
圖14為本發(fā)明實施例四中的超導(dǎo)磁體組件的低溫保持器的平滑過渡結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
磁共振成像用超導(dǎo)磁體組件通常是在低溫保持器的罐體內(nèi)充注液氦浸沒超導(dǎo)線圈,使得超導(dǎo)線圈保持低溫超導(dǎo)狀態(tài),線圈勵磁后即產(chǎn)生穩(wěn)定的強(qiáng)磁場。
請參閱圖1-3,現(xiàn)有的一種用于磁共振成像的超導(dǎo)磁體組件,其包括:包括線圈架4、布置于線圈架4上的數(shù)個線圈單元組成的線圈組件1、以及用于容納線圈組件1的低溫保持器5。所述低溫保持器由數(shù)層同心圓筒腔體組裝而成;鄰近線圈架的軸向端部處設(shè)置有第一類型、第二類型的線圈槽(分別用于容納產(chǎn)生主磁場的主線圈、用于屏蔽主磁場的屏蔽線圈),所述第一類型、第二類型的線圈槽與線圈架的軸線(與低溫保持器的中心軸線大致重合)的距離不相同,且由于線圈架4兩端部有外側(cè)法蘭邊的約束,故第一類型的線圈槽在軸向上為封閉式結(jié)構(gòu)。
線圈組件1包括多個內(nèi)線圈(主線圈)2和兩個外屏蔽線圈3組成,且內(nèi)線圈2、外屏蔽線圈3為一般矩形截面結(jié)構(gòu)。所有的內(nèi)線圈2及外屏蔽線圈3繞制于由金屬材料或復(fù)合材料制成的線圈架4的線槽內(nèi),最后一起封裝在中空 圓筒形的低溫保持器5中。
請參閱圖2,低溫保持器5由三層同心圓筒腔體組裝而成,包括最內(nèi)層的用于容納低溫介質(zhì)(如液氦)的內(nèi)容器6,中間屏蔽層7和外真空層8。每層筒體由分別由內(nèi)筒、封頭和外筒焊接而成,如圖2中的內(nèi)容器6由內(nèi)筒11、封頭12和外筒15組成,屏蔽層7由內(nèi)筒10、封頭13和外筒16組成,真空層8則由內(nèi)筒9、封頭14和外筒17組成。其中封頭12、13和14通常為平板圓環(huán)形,封頭與筒體連接時形成了直角接頭。為了保證“零液氦揮發(fā)”,磁體除了配備制冷機(jī)外,還在屏蔽層7的外層布置有絕熱層,同時要求內(nèi)容器6、中間屏蔽層7和外真空層8之間不能出現(xiàn)層間直接接觸(包括軸向和徑向),即相互間保持一定的間隙,通常為6~20mm。此外,線圈架4、線圈單元(內(nèi)線圈、外線圈)與低溫保持器的內(nèi)容器也設(shè)有間隙。所述間隙的大小可在1mm-15mm之間,或者根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。
對于磁共振系統(tǒng),為了減少病人的幽閉感,希望超導(dǎo)磁體的中心孔徑盡量大,磁體長度盡量短;且磁體長度越短,容器內(nèi)盛裝的制冷介質(zhì)越少(目前主要是液氦,它是一種稀有資源,價格昂貴),在保證線圈浸沒高度不變的前提下所用的液氦成本越低。但在保證均勻度、均勻區(qū)大小和磁體成本等關(guān)鍵參數(shù)的前提下,磁體長度不能任意小,通常為1200~2000mm,在圖2中,線圈組1最外側(cè)的兩個線圈18的端部距離一定。同時,為保證線圈的電氣絕緣安和裝配定位要求,線圈18的線槽外側(cè)邊19與液氦封頭12也要保持一定的距離,通常為1~10mm。
另一方面,低溫保持器通常由無磁材料(如不銹鋼或者鋁合金或復(fù)合材料)制成,其成本很大程度上取決于容器結(jié)構(gòu)和材料厚度。由于磁體線圈失超時會蒸發(fā)大量液氦,在內(nèi)容器6中產(chǎn)生壓力;外容器(真空層)8內(nèi)部為真空,即 承受大氣壓力,故低溫保持器的設(shè)計和制造需要按照材料力學(xué)設(shè)計準(zhǔn)則進(jìn)行,并滿足相應(yīng)的壓力容器標(biāo)準(zhǔn)要求。
而按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計容器時,板材的厚度除了取決于載荷條件外,還與容器的結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。例如圖3所示的低溫保持器結(jié)構(gòu)中,內(nèi)容器6和外容器8均采用直角轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu),由材料力學(xué)知識和板殼理論,這種結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致較大的邊緣應(yīng)力,為了滿足局部應(yīng)力的要求,通常對部件材料進(jìn)行加厚,特別是封頭,一般大于10mm,采用平板封頭時,其厚度一般為13mm以上
據(jù)此可知,對于一款磁共振設(shè)備的超導(dǎo)磁體設(shè)計,減小線圈繞組的總長度,減薄低溫保持的部件厚度,有助于降低磁體的制造成本和液氦的使用成本,減小設(shè)備使用時的幽閉效應(yīng),提高產(chǎn)品的競爭力。
請參閱圖4-9,本發(fā)明實施例一的一種用于磁共振成像的超導(dǎo)磁體組件,除設(shè)置于線圈架端部處的線圈槽的結(jié)構(gòu)不同之外,線圈組件與的結(jié)構(gòu)與前述圖1-3中的線圈組件1基本相同,內(nèi)容器6中布置有相同的內(nèi)線圈2和外線圈3;多個內(nèi)線圈2分別繞制在線圈架4的線圈槽內(nèi)。所述低溫保持器由數(shù)層同心圓筒腔體組裝而成;鄰近線圈架的軸向端部處設(shè)置有第一類型、第二類型的線圈槽(分別用于容納產(chǎn)生主磁場的主線圈、用于屏蔽主磁場的屏蔽線圈),所述第一類型、第二類型的線圈槽與線圈架的軸線的距離不相同,且至少有一種類型的或者一個線圈槽在軸向上為開放式結(jié)構(gòu)。至少,所述第一類型的線圈槽在軸向上為開放式結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步,所述第一類型的線圈槽在軸向和徑向上均為開放式結(jié)構(gòu)。第一類型的線圈槽(線圈單元)的直徑小于第二線圈槽(線圈單元)的直徑。
具體的,與實施一不同的是,對于線圈架4軸向端部處(最外側(cè))的線圈18,其所在的(第一類型)線圈槽25無類似圖3的外側(cè)壁(外側(cè)法蘭面)19 結(jié)構(gòu),所以該線圈槽25在徑向(向外)及軸向(向外)方向為敞開式或者開放式結(jié)構(gòu)。
由于沒有外側(cè)壁19的約束,在磁體移動或搬運過程中會產(chǎn)生短暫的慣性力或沖擊力,導(dǎo)致(內(nèi))線圈18在線圈槽25內(nèi)可沿軸向外移(遠(yuǎn)離磁體中心),可能與其他部件發(fā)生碰撞。另外,若線圈18在已經(jīng)發(fā)生了軸向外移(即使此位移比較小),按照超導(dǎo)線圈組設(shè)計的對稱性,線圈勵磁和正常工作時最外側(cè)的線圈18將受到數(shù)噸甚至更大的沿軸向內(nèi)的電磁吸力作用(指向磁體中心),從而在線圈槽25內(nèi)發(fā)生反向軸向位移,這種位移極易導(dǎo)致磁體線圈失超。故需要在線圈軸向外側(cè)布置約束。
本發(fā)明提供了一種具有軸向約束結(jié)構(gòu)的端部線圈18;如圖5、6所示,該線圈由固化為一體的超導(dǎo)線圈層40和底層41組成,兩層寬度相同,底層41的厚度遠(yuǎn)小于線圈層40;一般,為了減少線圈上的熱應(yīng)力,底層41的材料的熱膨脹性能與線圈40接近;可選用環(huán)氧樹脂或電木板,也可采用不銹鋼等金屬材料,并通過樹脂灌膠與線圈固化為一體。
線圈18通過底層41的內(nèi)圓柱面與線圈架4的線圈槽配合,同時底層41的內(nèi)圓柱面沿圓周還均布有一定數(shù)量的定位孔44,本實施例中定位孔44的數(shù)量為8個);繞線架4上布置有數(shù)量相同、與定位孔44同軸的螺紋孔43,具有外螺紋的銷釘/螺栓42穿過螺紋孔43,并頂在底層41的定位孔44上,將線圈18沿軸向固定。
通常,為了防止低溫下線圈18和線圈架4由于收縮系數(shù)不同產(chǎn)生過大的應(yīng)力或過約束,定位孔44應(yīng)比銷釘42的尺寸略大,同時,銷釘42在常溫條件下裝配時,不宜施加過大的預(yù)緊力;42優(yōu)選圓頭銷釘,與之配合的定位孔44也為球頭沉孔;這些措施可保證銷釘42與定位孔44之間有微小的間隙, 這樣,在運輸過程中,端部線圈18并不能沿軸向自由移動,而磁體在場地上勵磁時,兩端部線圈18都將受到沿軸向指向磁體中心的電磁力作用而抱緊線圈架4,此時銷釘42不會給線圈18施加約束。
另外,為不影響線圈架的裝配,銷釘42優(yōu)選內(nèi)六角型式,通過選擇合適的銷釘長度,使得銷釘42能全部旋入線圈架4,而不凸出。
上述方法獲得的磁體線圈和線圈架結(jié)構(gòu)(線圈組件)與原有設(shè)計相比,在不改變線圈位置的基礎(chǔ)上,可將線圈總體長度縮短40mm左右。在此基礎(chǔ)上,本發(fā)明同時提供了一種具有“平滑過渡”結(jié)構(gòu)的保持器,能進(jìn)一步縮短磁體總體長度,并顯著改善低溫保持器的受力狀態(tài)。
具體在圖6、7中,線圈組件4與內(nèi)容器6的內(nèi)角空間(圖6所示的28區(qū)域)處,筒體11與封頭12結(jié)合部位處的結(jié)構(gòu)由直角轉(zhuǎn)角過渡改為“平滑過渡”結(jié)構(gòu)29,此“平滑過渡”結(jié)構(gòu)優(yōu)先選用圓角或斜角,或他不規(guī)則過渡形,如折邊或凹形加強(qiáng)筋等。采用簡單的圓角過渡時,其圓角半徑可達(dá)25mm。所有“平滑過渡”結(jié)構(gòu)29都可有效降低轉(zhuǎn)角區(qū)的邊緣應(yīng)力,從而減薄容器厚度,低溫保持器更加輕薄緊湊。
采用此結(jié)構(gòu)的封頭,相較于平板封頭,封頭12的板材厚度可從13mm縮小到6mm甚至更小,故低溫保持器總長可再縮短15mm左右。結(jié)合線圈組總長的變化,磁體總長縮短近50mm,除了低溫保持器的材料成本有明顯的降低外,以1.3m的內(nèi)容器為例,容器中的液氦用量也相應(yīng)減少近4%,單次灌裝的液氦成本節(jié)省超過5000元/臺,磁體總成本進(jìn)一步降低。
通常,對線圈架4的端部內(nèi)角處30倒圓角或斜角,有利于獲得更大的空間28,避免線圈架4與封頭12發(fā)生接觸。而低溫保持器內(nèi)部的層間間隙基本可保證在要求的范圍內(nèi)。
封頭12與筒體15連接的外角(圖5、7所示),也可采用圓角結(jié)構(gòu),同樣有利于減少邊緣應(yīng)力并對封頭進(jìn)行減薄。但是由于外線圈3所受電磁力一般沿軸向遠(yuǎn)離磁體中心,故一般不能去掉外線圈線槽(第二類線圈槽)32的外側(cè)法蘭邊33,但從節(jié)省材料的角度考慮,可以采用上述線圈槽結(jié)構(gòu)(即第一類型的線圈槽結(jié)果),去掉外側(cè)法蘭邊;或者也可以增加一個上側(cè)的法蘭邊結(jié)構(gòu)。
原則上,當(dāng)內(nèi)筒體6布置有“平滑過渡”結(jié)構(gòu)時,其外側(cè)的屏蔽層7和真空層8也可布置相應(yīng)的過渡結(jié)構(gòu),且這種過渡結(jié)構(gòu)同樣能使得每個容器上的應(yīng)力降低。但本發(fā)明并不限定所有的筒體都必須布置此類機(jī)構(gòu),在某些條件下只需要在其中一層容器(一般是內(nèi)容器6)上布置這種結(jié)構(gòu),或者只在容器的內(nèi)角或外角空間布置此平滑過渡結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明同時提供了上述端部線圈18的繞制和成型工藝。
線圈18的制造方法一如下:
參圖8a所示,針對上述沒有外側(cè)法蘭面19的端部線圈40,為了獲得其底層41,先將超導(dǎo)線繞制在一個固定尺寸的圓環(huán)模具“A”的線槽45內(nèi),線槽45具有雙側(cè)凸起法蘭,截面尺寸同線圈40,繞制完成后合上A的另一半圓環(huán)蓋46,將超導(dǎo)線整體灌注樹脂等粘結(jié)材料,后將線圈從模具A中脫離,即形成一個整體線圈40;接下來,進(jìn)行第二次灌膠,將線圈40裝入到圓環(huán)模具“B”的槽47中,槽47具有與線圈18具相同的截面尺寸,合上模具B的另一圓環(huán)蓋48后再次灌膠,即獲得具有樹脂底層41的線圈18。
另一種方法如圖8b所示,首先在模具C的線槽49上繞制或裝配一層過渡層51,線槽49的截面尺寸同線圈18,所繞的過渡層51應(yīng)能與樹脂粘接,截面尺寸與底層41相同,后繞制超導(dǎo)線,并將模具C整體灌膠,脫模后即得到具有底層41的線圈18。
另外一種繞線方法如圖8c所示,繞線架4端部通過螺紋等形式安裝臨時固定用側(cè)板26,形成常規(guī)的繞線槽27,同上,先在槽27內(nèi)繞制過渡層50,截面尺寸與底層41相同,后繞制超導(dǎo)線,并在灌注樹脂等材料的后去掉側(cè)板26,即形成前述無外側(cè)邊的線圈18。
為了方便脫模,上述模具均至少具有一側(cè)與樹脂不粘的表面(如表面鍍特氟龍材料);按此方案得到的線圈18可裝配到線圈架4的端部槽25中。
本發(fā)明同時提供了上述低溫保持器及部件的制造和組裝方法。
此類具“平滑過渡”結(jié)構(gòu)29的封頭,由于過渡區(qū)尺寸簡單且尺寸有限,可采用沖壓或旋壓等成型工藝,首先獲得圖9所示結(jié)構(gòu)的封頭12;該封頭12包括在水平方向上延伸的第一端部(內(nèi)端部)121、第二端部(外端部)122以及在大致上下方向上的布置的(圓環(huán)板體)主體部120,所述第一端部、第二端部為筒狀體,且第一端部121、第二端部122與主體部120通過“平滑過渡”結(jié)構(gòu)29連接(參圖7)。且第一端部121與磁體幾何中心的距離大于第二端部122與磁體幾何中心的距離,磁體幾何中心大致位于低溫保持器的中心軸線的中點處,其基本與物理上的磁體(磁場)的中心相重合。在裝配線圈及線圈架于筒體11及15后,再將封頭12與筒體11及15相對齊,將對齊部位焊接成一體結(jié)構(gòu),組裝工藝相對比較簡單。封頭與筒體之間的焊接部位(圖9中的狹縫或焊縫)與平滑過渡結(jié)構(gòu)的距離小于焊接部位與磁體幾何中心的距離。
圖10-12展示了用于本發(fā)明實施例二的超導(dǎo)磁體組件的一種端部線圈的約束固定方式。與實施例二中的超導(dǎo)磁體組件類似,線圈架4的兩端部的線圈槽無外側(cè)法蘭面19。在線圈18的外側(cè),沿圓周方向布置有多個L形的定位元件20,其一連接端22固定在線圈架4上,另一端具有卡持部23,通過選擇合適長度的定位元件20,使得卡持部23內(nèi)側(cè)緊貼線圈18的外側(cè)面,從而約束 線圈18的軸向外移。
定位元件20與繞線架的連接固定方式有很多型式,可采用采用螺釘、銷釘、鉚接或其組合型式的可拆連接方式,例如,用螺栓24將連接端22固定于線圈架4,也可采用焊接形成固定連接。為了防止定位元件20在低溫下松弛,通常還需要給定位元件20施加軸向的預(yù)緊力;在本實例中預(yù)緊力的施加和調(diào)節(jié)可通過卡持部23和線圈18之間加入不同厚度的薄片(圖中未示)來完成,也可在定位元件20與線圈架4的連接端22增加螺紋等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
定位元件20可以為單片或整圈結(jié)構(gòu),其材料熱收縮率優(yōu)選與線圈18一致,或者略小,這樣在磁體預(yù)冷的過程中,定位元件20的卡持部23不會與線圈18分離,也不會喪失預(yù)緊力。
為了避免卡持部23上的預(yù)緊力直接壓迫線圈18,通常需要在線圈18與定位卡接觸端23之間布置一層過渡板21,將預(yù)緊力分散;過渡板21通常是整圈結(jié)構(gòu),通常與線圈18粘結(jié)在一起,或通過灌膠工藝整體固化成一體結(jié)構(gòu);過渡板21的熱收縮率一般要與線圈接近,通常采用電木等材料。
此時,筒體11與封頭12同樣采用“平滑過渡”結(jié)構(gòu)29,但是,由于定位元件20凸出線圈18一定厚度(通常為4~8mm),故內(nèi)容器6的封頭12應(yīng)相應(yīng)外移以保證不與線圈18接觸,即相對上述實施例二,低溫保持器長度略增長(8~16mm)。但是,此時線圈組與內(nèi)容器6的內(nèi)角空間(28區(qū)域)比上述實施例大,故內(nèi)容器轉(zhuǎn)角區(qū)的“平滑過渡”結(jié)構(gòu)29允許采用更大的轉(zhuǎn)角(或倒角)尺寸(大于25mm),即更有效地降低了容器轉(zhuǎn)角區(qū)的邊緣應(yīng)力,從而減薄容器厚度,低溫保持器更加輕薄緊湊。
圖13展示了用于本發(fā)明實施例三的超導(dǎo)磁體組件的一種線圈約束固定方式,與實施例一中的超導(dǎo)磁體組件類似,線圈架4的兩端部的線圈槽無外側(cè)法 蘭面19。
請參閱圖11,本實施例對線圈18結(jié)構(gòu)進(jìn)行了變更,線圈架4端部處的線圈18的徑向外側(cè)布置有與之粘結(jié)或固化成一體的過渡層31,此層通常由樹脂直接固化或粘結(jié)電木板等形成,同時過渡層31加工有階梯面32,定位元件20的結(jié)構(gòu)及特性與圖11中的定位元件基本相同,可采用周向均布的分離結(jié)構(gòu)或整體圈式結(jié)構(gòu),但其接觸端23與階梯面32配合,并在此接觸面上施加預(yù)緊力,從而防止線圈18的軸向外移。此時,線圈18徑向裝配在線槽27上,定位卡20則主要起到約束線圈18的軸向位移的作用。
請參閱圖14,為實施例四中的超導(dǎo)磁體組件的低溫保持器6的“平滑過渡”結(jié)構(gòu)的一種變化例。在現(xiàn)有的內(nèi)角空間28處,除采用與前述實施例二中的“平滑過渡”的圓角或斜角等結(jié)構(gòu)降低邊緣應(yīng)力外,還可使用局部加強(qiáng)圈或加厚的方法。如圖14中,設(shè)置有局部厚度增加的轉(zhuǎn)角過渡29,可加強(qiáng)轉(zhuǎn)角區(qū)的強(qiáng)度和剛度,其它部分的板材厚度可減薄。
請參考以上實施例中的結(jié)構(gòu),一種用于磁共振成像的超導(dǎo)磁體組件的制造方法,其包括以下步驟:
提供線圈架,所述線圈架設(shè)有若干個線圈槽,且鄰近線圈架的軸向端部處設(shè)置有第一類型、第二類型的線圈槽;提供若干個線圈,所述線圈被分別布置于線圈槽內(nèi);提供用于容納線圈架、線圈的低溫保持器;所述低溫保持器包括筒體和布置于筒體端部的封頭,且封頭包括第一端部、第二端部以及主體部,且第一端部、第二端部與主體部通過平滑過渡結(jié)構(gòu)連接。
其中,所述平滑過渡結(jié)構(gòu)通過沖壓或者旋壓等成型工藝獲得。
其中,所述線圈沿軸向方向安裝到第一類型的線圈槽中。
其中,所述線圈組件先被組裝于低溫保持器的筒體中,然后將封頭與筒體焊接在一起,且封頭與筒體之間的焊接部位與平滑過渡結(jié)構(gòu)的距離小于焊接部 位與磁體幾何中心的距離。焊接后的平滑過渡結(jié)構(gòu)不與線圈架或線圈干涉。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何本領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作些許的修改和完善,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。