本發(fā)明涉及一種磁體線圈固化方法，具體涉及一種提高超導(dǎo)磁體線圈固化質(zhì)量的方法。

背景技術(shù)：

磁共振磁體是磁共振成像系統(tǒng)的基礎(chǔ)部件。其主要作用是在整個(gè)成像區(qū)域產(chǎn)生高度均勻的強(qiáng)磁場(chǎng)。根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度的高低分為高場(chǎng)和低場(chǎng)磁體。對(duì)應(yīng)的磁共振系統(tǒng)也分為高場(chǎng)系統(tǒng)和低場(chǎng)系統(tǒng)。高場(chǎng)系統(tǒng)圖像質(zhì)量好，掃描時(shí)間短還能完成波譜和功能成像等高級(jí)功能。因此，高場(chǎng)系統(tǒng)是未來(lái)磁共振的主流發(fā)展方向。目前，高場(chǎng)磁體全部使用低溫超導(dǎo)技術(shù)。磁體主要由磁體線圈，低溫系統(tǒng)和懸掛系統(tǒng)構(gòu)成。當(dāng)磁體線圈的工作溫度由低溫系統(tǒng)降溫到4.2K后，超導(dǎo)線就進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)。電流在其中可以幾乎無(wú)阻運(yùn)行。當(dāng)線圈端頭被超導(dǎo)開(kāi)關(guān)閉合后，電流就可長(zhǎng)期被封存在磁體線圈中。磁體線圈中承載的電流可在成像區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大且均勻的磁場(chǎng)。磁體系統(tǒng)中的懸掛系統(tǒng)可保證磁體線圈在梯度線圈的電磁力作用下不發(fā)生移動(dòng)，進(jìn)而保證成像區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)的穩(wěn)定。

磁體線圈中運(yùn)行的電流儲(chǔ)藏了很多能量，同時(shí)，整個(gè)磁體線圈又運(yùn)行在極低的溫度下。極小的能量釋放都會(huì)導(dǎo)致磁體線圈局部溫度上升到臨界溫度以上。一旦一小段超導(dǎo)線退出超導(dǎo)狀態(tài)，運(yùn)行電流就會(huì)在該區(qū)域?qū)?shì)能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而導(dǎo)致失超區(qū)域擴(kuò)大。這時(shí)，磁體儲(chǔ)存的能量就會(huì)快速轉(zhuǎn)化為熱能，磁場(chǎng)消失。這就是失超現(xiàn)象。一旦發(fā)生失超就要重新進(jìn)行勵(lì)磁，經(jīng)濟(jì)和時(shí)間損失都很大。因此要盡量避免失超發(fā)生。

失超現(xiàn)象的發(fā)生除去磁體維護(hù)不當(dāng)因素外多數(shù)有生產(chǎn)過(guò)程中的瑕疵導(dǎo)致。其中磁體線圈固化不良是占比較高也不可修復(fù)的一種。磁體線圈承載很大運(yùn)行電流，在洛倫茲力的作用下，每段超導(dǎo)線都受到很大的側(cè)向力。因此，磁體線圈組裝好后要用樹(shù)脂浸漬和固化。若固化效果不好，超導(dǎo)線在運(yùn)行過(guò)程中可能在側(cè)向洛倫茲力的作用下發(fā)生輕微的位移或跳動(dòng)。而這一動(dòng)作產(chǎn)生的熱量足以使局部超導(dǎo)線被加熱到臨界溫度以上，繼而發(fā)生連鎖式的失超現(xiàn)象。這種質(zhì)量缺陷會(huì)導(dǎo)致磁體不定時(shí)的失超，同時(shí)，又是不可修復(fù)的。因此，磁體線圈的固化是磁體生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的一環(huán)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，現(xiàn)提供一種通用性好、操作簡(jiǎn)單、成本低廉的提高線圈固化后浸漬程度的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種超導(dǎo)磁體線圈固化方法，包括以下步驟：

提供一浸漬模具，將磁體線圈放置于浸漬模具內(nèi)；

提供一交流電源，將交流電源與磁體線圈導(dǎo)通連接；

提供一固化粘結(jié)劑，將固化粘結(jié)劑填充于浸漬模具中；

啟動(dòng)交流電源，通過(guò)交變電流產(chǎn)生洛倫茲力；

控制交流電源致使磁體線圈振動(dòng)；

待固化粘結(jié)劑的流動(dòng)性減小至設(shè)計(jì)范圍（待補(bǔ)充提供參考數(shù)值）時(shí)，關(guān)閉交流電源；

待固化粘結(jié)劑固化后，從浸漬模具中取出磁體線圈。

本發(fā)明超導(dǎo)磁體線圈固化方法的有益效果在于，

通過(guò)交流電源振動(dòng)磁體線圈的方式，致使磁體線圈處于輕微振動(dòng)狀態(tài)，其間隙反復(fù)的擴(kuò)張與收縮，有助于增加固化粘結(jié)劑的流動(dòng)性進(jìn)而均勻牢固地附著于磁體線圈上，提高其填充率，以此避免磁體線圈處于游離狀態(tài)從而導(dǎo)致的失超現(xiàn)象。

優(yōu)選地，將磁體線圈放置于浸漬模具之前還包括以下步驟：提供一真空腔，將磁體線圈、浸漬模具以及交流電源設(shè)置于真空腔內(nèi)。

優(yōu)選地，固化粘結(jié)劑填充于浸漬模具進(jìn)而充滿于磁體線圈的間隙中。

優(yōu)選地，通過(guò)控制交流電源的電壓和頻率來(lái)致使述磁體線圈振動(dòng)，在合適的頻率下，未固化的固化粘結(jié)劑內(nèi)部更容易達(dá)到密度的平衡，避免固化粘結(jié)劑在磁體降溫的過(guò)程中產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。

優(yōu)選地，固化粘結(jié)劑為液態(tài)的樹(shù)脂。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明超導(dǎo)磁體線圈的局部截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明超導(dǎo)磁體線圈固化方法處于實(shí)施狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明超導(dǎo)磁體線圈固化后的狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

為利于對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的了解，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。

參照?qǐng)D1，為本發(fā)明超導(dǎo)磁體線圈的局部截面結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D2，為本發(fā)明超導(dǎo)磁體線圈固化方法處于實(shí)施狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

結(jié)合圖1和圖2所示，圖1中超導(dǎo)磁體線圈4的超導(dǎo)線之間具有間隙，本發(fā)明提供了一種超導(dǎo)磁體線圈固化方法，包括以下步驟：

提供一真空腔1、一浸漬模具2以及一交流電源3，將浸漬模具2以及交流電源3設(shè)置于真空腔1內(nèi)，交流電源3位于浸漬模具2外。

提供一磁體線圈4，將磁體線圈4放置于上述的浸漬模具2內(nèi)，將交流電源3與磁體線圈4導(dǎo)通連接。

提供一固化粘結(jié)劑5，將固化粘結(jié)劑5填充于浸漬模具2中進(jìn)而充滿于磁體線圈4的間隙中。

啟動(dòng)交流電源3，交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)與電流產(chǎn)生洛倫茲力。該洛倫茲力的作用方向與將來(lái)磁體線圈4正常工作中所受的洛倫茲力方向相同，但幅值處在交變狀態(tài)。

控制交流電源3的電壓和頻率致使磁體線圈4內(nèi)部的超導(dǎo)線將沿著洛倫茲力的作用方向發(fā)生輕微的振動(dòng)，在合適的頻率下，致使未固化的固化粘結(jié)劑5內(nèi)部更容易達(dá)到密度的平衡。

待固化粘結(jié)劑5的流動(dòng)性減小至設(shè)計(jì)范圍（待補(bǔ)充提供參考數(shù)值）時(shí)，關(guān)閉交流電源3。

參照?qǐng)D3，為本發(fā)明超導(dǎo)磁體線圈固化后的狀態(tài)示意圖。如圖3所示，待固化粘結(jié)劑5固化于間隙后，從浸漬模具2中取出磁體線圈4，以此完成整個(gè)固化過(guò)程。

其中，優(yōu)選樹(shù)脂作為上述的固化粘結(jié)劑5。

完成上述實(shí)施過(guò)程后，應(yīng)能體現(xiàn)出本發(fā)明的以下特點(diǎn)（特別是振動(dòng)磁體線圈4所能帶來(lái)的作用）：

一、通過(guò)振動(dòng)導(dǎo)致超導(dǎo)線間的空隙反復(fù)擴(kuò)張與收縮。這種空隙容積的變化將產(chǎn)生空隙內(nèi)壓強(qiáng)的變化。這對(duì)浸漬于線圈內(nèi)部尚未固化的液態(tài)樹(shù)脂將產(chǎn)生輔助的流動(dòng)動(dòng)力。有助于提高超導(dǎo)線間樹(shù)脂的填充率，最終達(dá)到整體灌注均勻，密度一致的目的。同時(shí)，減少浸漬不滿導(dǎo)致的局部樹(shù)脂空隙，提高磁體可靠性。避免浸漬空隙部位的超導(dǎo)線沒(méi)有樹(shù)脂支撐而處于游離狀態(tài)，可以想象一旦超導(dǎo)線圈進(jìn)入工作狀態(tài)，在洛倫茲力的作用下該部位超導(dǎo)線極易發(fā)生移動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致磁體失超。

二、在交變電流的驅(qū)動(dòng)下，磁體整體處于輕微振動(dòng)狀態(tài)。該振動(dòng)頻率由交變電流的頻率決定。在合適的頻率下，未固化的液體樹(shù)脂內(nèi)部更容易達(dá)到密度的平衡。密度均衡的樹(shù)脂在磁體降溫的過(guò)程中不易產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力的不均勻。當(dāng)磁體工作在低溫與巨大內(nèi)應(yīng)力條件下時(shí)，這意味著樹(shù)脂微裂紋的發(fā)生率大大降低。從而避免由于磁體內(nèi)部樹(shù)脂開(kāi)裂觸發(fā)失超。

三、超導(dǎo)線與樹(shù)脂形成符合的一體結(jié)構(gòu)物。但熱應(yīng)力等一系列內(nèi)力作用下超導(dǎo)線可能在樹(shù)脂材料內(nèi)發(fā)生滑動(dòng)。這種滑動(dòng)產(chǎn)生的熱量也足以觸發(fā)磁體失超。磁體浸漬時(shí)超導(dǎo)線的振動(dòng)在樹(shù)脂中產(chǎn)生輕微的攪動(dòng)效應(yīng)，這可大大加強(qiáng)超導(dǎo)線與樹(shù)脂的表面附著力。為減小將來(lái)在低溫下發(fā)生軸向滑動(dòng)發(fā)生幾率起到了積極作用。

以上結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說(shuō)明對(duì)本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書(shū)界定的范圍作為保護(hù)范圍。