超导磁体系统及其高温超导引线的失超保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超导磁体系统，特别涉及一种具有对高温超导引线进行失超保护的超导磁体系统及其失超保护方法。
【背景技术】
[0002]随着超导技术和超导材料的蓬勃发展，超导磁体有着广阔的应用前景。由于超导磁体体积小、电流密度高、能耗低、磁场强度高等优点，在基础科学研究、医疗卫生、交通运输、国防工业等领域越来越多的被应用。例如，在磁共振成像(Magnetic ResonanceImaging, MRI)系统中,超导磁体就被应用来产生一个均勻磁场。
[0003]超导磁体通常操作在较高的电流工作状态(例如大约200A-800A)，以提供能量来获得均匀磁场。该高电流通常由一个外部的电源提供并通过一对电流引线传输至超导磁体的超导线圈上。对于超导磁体来说，一些传导冷却装置配置在其内用于在线圈充放电过程中对线圈进行冷却操作。但是，现有的传导冷却装置在对线圈进行充放电过程中通常没有多余的冷却能量来为电流引线进行冷却。目前，一些电流引线上应用了高温超导(high-temperature superconducting, HTS)引线来作为该对电流引线的一部分，以降低对超导磁体系统的热负荷。
[0004]作为一个例子，图1不意了一个传统超导磁体系统10的不意图。该超导磁体系统10包括若干超导线圈11、若干加热器12、外部电源13、一对电流引线14、加热器电源15及加热器触发器16。该超导线圈11电性串联后通过该对电流引线14连接在该外部电源13的两端。每一根电流引线14包括串联在一起的铜引线141、高温超导引线142及低温超导引线(low-temperature superconducting, LTS) 143。该加热器12电性串联后与该加热器电源15及加热器触发器16串联连接。
[0005]当加热器触发器16发出触发信号后，每一个加热器12将对应加热一个超导线圈11，以使它们失超。例如，通过一个控制信号CS控制该加热器触发器16发出触发信号。该控制信号CS为用于触发超导线圈11的控制信号，例如为一个失超命令信号，该失超命令信号可由一个失超保护电路产生。但是，在超导线圈11进行充放电时，对于该高温超导引线142的自身的失超保护将是一个挑战。这是因为，在该高温超导引线142自身发生失超时，该失超的传播速度很慢，很难使由于失超产生的高温迅速扩散，如此该产生的高温可能会损坏高温超导引线142。
[0006]传统的保护高温超导引线的方法是设计一个直接控制外部电源的控制机制，通过直接关断该外部电源来保护高温超导引线。但是，对于超导磁体系统来说，通过简单的关断电源的方法来进行保护并不能使流经高温超导引线上的高电流迅速降下来，故不能真正实现对高温超导弓I线的失超保护。
[0007]所以，需要提供一种新的超导磁体系统及高温超导引线的失超保护方法来至少解决上述问题。
【发明内容】
[0008]现在归纳本发明的一个或多个方面以便于本发明的基本理解，其中该归纳并不是本发明的扩展性纵览，且并非旨在标识本发明的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本发明的一些概念。
[0009]本发明的一个方面在于提供一种超导磁体系统。该超导磁体系统包括:
[0010]超导线圈；
[0011]高温超导电流引线；
[0012]加热器，用于给超导线圈进行加热；
[0013]加热器触发器；及
[0014]高温超导引线侦测单元，用于检测该高温超导引线的工作状态，当来自该高温超导引线上的检测信号大于预设值时，该高温超导引线侦测单元输出控制信号给该加热器触发器，以触发该加热器工作，该预设值对应该高温超导引线的失超点或失超临界点。
[0015]本发明的另一个方面在于提供另一种高温超导引线的失超保护方法，用于保护超导磁体系统内的高温超导引线。该方法包括:
[0016]检测该高温超导引线的工作状态；及
[0017]当来自该高温超导引线上的检测信号大于预设值时，输出控制信号以加热该超导磁体系统内的超导线圈使其失超，该预设值对应该高温超导引线的失超点或失超临界点。
[0018]本发明的超导磁体系统及其高温超导引线的失超保护方法，通过设置该高温超导引线侦测单元，可实时检测高温超导引线的状态，并在该高温超导引线失超之前及时触发加热器工作，进而使超导线圈实现失超。由于超导线圈的失超时间非常短，如此可以有效防止该高温超导引线自身发生失超，进而避免了高温超导引线因自身失超而导致的损坏。
【附图说明】
[0019]通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中:
[0020]图1为一种传统超导磁体系统的不意图。
[0021]图2为本发明超导磁体系统的第一较佳实施方式的示意图。
[0022]图3为本发明超导磁体系统中高温超导引线侦测单元的第一较佳实施方式的控制框图。
[0023]图4为本发明超导磁体系统的第二较佳实施方式的示意图。
[0024]图5为本发明超导磁体系统中高温超导引线侦测单元的第二较佳实施方式的控制框图。
[0025]图6为本发明超导磁体系统中高温超导引线侦测单元的第三较佳实施方式的控制框图。
【具体实施方式】
[0026]以下将描述本发明的【具体实施方式】，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
[0027]除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。
[0028]请参考图2，为本发明超导磁体系统(如磁共振磁体超导系统)100的第一较佳实施方式的不意图。该超导磁体系统100包括若干超导线圈110、若干加热器120、外部电源130、一对电流引线140、加热器电源150、加热器触发器160、高温超导引线侦测单元170及两个电压检测器180。在非限定的实施方式中，每一根电流引线140包括串联连接在一起的铜引线1410、高温超导引线1420及低温超导引线1430。其他实施方式中，该电流引线14