磁共振装置的电子装置及带有该电子装置的磁共振装置的制作方法

专利名称：磁共振装置的电子装置及带有该电子装置的磁共振装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁共振装置的电子装置，包括一壳体，在该壳体中容 纳有一个或多个待冷却的电子部件。
背景技术：
出于成本原因，磁共振装置的HF (高频)屏蔽室中的电子部件越来 越集束成紧凑的电子装置或电子单元。因为，大部分所包含的功能涉及》兹 体的邻近区域(Nahbereich),所以要将这些电子装置直接安装在这些区域 中。为使结构紧凑，电子装置具有一壳体，其中(常常以模块化的形式) 设置有所需要的电子部件。
在^i共振装置或者电子单元运行之后，不可避免地产生损耗功率，一 部分损耗功率释放到周围空气中，并因此也导致发热，因此需要将产生的 热量排出。出于此目的，人们利用电子装置或包含在其中的部件的纯粹的 对流冷却。电子装置通常设置在磁体和隔板壁之间。为对流冷却，在隔板 的下端设置有数个气隙，其使得空气可以进入隔板和磁体之间的区域。电 子装置的壳体也具有空气进口和空气出口，因此，空气流可以流经电子装 置。热空气在上端排出，也就是说，必须在从隔板后面的下空气入口直至 上面的空气出口的整个区域内设置空气通道。在灰尘和包含在空气中的其 它颗粒被吸收在磁体和隔板之间的区域(被吸收在电子装置本身中显然也 是如此)之后，这也将不可避免地由于可能的污染而导致问题。也可能在 补充冷却超导磁体的冷却剂的过程中或者在磁体弯曲(Quenchen)时出现关 于壳体内的冷凝水的问题。

发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种相应地改进的电子装置。
为解决该技术问题，按照本发明，对于本文开头所述类型的电子装置
4规定，在壳体中设置一个可提供从外面供给的冷却剂的平面制冷分配器， 为该平面制冷分配器配设用于使空气在所述壳体内部进行循环的鼓风机。
按本发明的电子装置的特征在于，包括冷却剂冷却和空气冷却的组合 冷却的实现。
一带有冷却剂注入接头和冷却剂排放接头的平面制冷分配器位于按 本发明的电子装置中的完全封闭的壳体的内部，所述冷却剂注入接头和冷 却剂排放接头导引至壳体外侧，并且可以与相应的冷却剂导管耦合。从外 面供应的冷却剂(例如水)也循环经过位于壳体内部的制冷分配器。该优 选矩形的制冷分配器能够毫无困难地冷却整个壳体的内部，也就是说，考 虑冷却能量的排出而将其设计得足够大。此外，设置有用于使空气在壳体 内部进行循环的鼓风机。通过该鼓风机在壳体内部实现持续的空气循环， 也就是说，产生强制流动，这导致由电子部件在运行中发出的热空气运动 并且扫掠过制冷分配器，在此，热空气可以被冷却，使得不发生过热。
按照本发明，在此也提供了一完全封闭的系统，该系统在没有前述问 题时实现了极其高效的冷却。
鼓风机本身尤其优选是一可通过循环的冷却剂驱动的鼓风机，优选是 一横流式鼓风机转子。也就是说，从外面供入并循环经过制冷分配器的冷 却剂在此实现第二个功能，也就是驱动鼓风机转子的功能。在此，鼓风机
或横流式鼓风机转子或其驱动器也设计为小型轴同辐流式(Francis)透平。 在冷却剂离开制冷分配器之后，冷却剂流向鼓风机转子或横流式鼓风机的 驱动透平，并驱动该透平，然后通过相应的输出管道从壳体排出。也就是 说，没有为空气循环设置电循环鼓风机，尽管之后在此这也可能存在这样 的可能性，壳体由屏蔽材料构造，使得磁体的漏磁场不会不利地影响鼓风 机运行。
如果使用优选由不导电的材料制成的横流式鼓风4几转子，并因此避免 产生感生的涡电流，那么该横流式鼓风机转子基本上延伸经过制冷分配器 的长度，以便提供大体积的空气循环。
为了能够尽可能有效地冷却一个或多个位于壳体内的电子部件，本发 明的一种适宜的扩展规定，在制冷分配器上设置至少一个注入接头和至少 一个回流接头，在所述至少 一个注入接头和至少一个回流接头上可通过相 应的接头连接一个包括冷却剂导管的电子部件。也就是说，供给制冷分配器的冷却剂流入插接的电子部件，在该处流经相应的冷却剂导管并且又通 过其它接头流回制冷分配器壳体中。因此，在此通过从制冷分配器排出并 流回的冷却剂实现真正的部件冷却。在平面制冷分配器中可以设置任意多 个带有入口和回流口的接头对，以便可以在电子部件模块化设计的情况下 任意多地插接。由于磁共振装置的设计基本上是公知的，因而可以通过这 种方式将所有的电子器件以部件形式集成在壳体中并最优地冷却。
接头本身是自密封接头，也就是液压快速连接器，其使得电子部件可 以在制冷分配器侧或电子部件侧不出现冷却剂泄漏的情况下被连接或拔 出。
与通过向电子部件本身输送冷却剂来冷却电子部件不同，还设计有另 一按本发明的可能性，在制冷分配器上设置有固定装置，尤其是用于固定 与制冷分配器热接触的电子部件的插接卡锁元件。在该本发明的设计中， 冷却剂仅在制冷分配器中循环，然而，每个电子部件通过尽可能大面积的 热接触与制冷分配器耦合。在电子部件积聚的热量被传导到制冷分配器并 且在该处被冷却剂吸收。在此仅需要的是，设置恰当的固定装置，优选是 简单的插接卡锁连接，电子部件可通过该插接卡锁连接以简单的方式与制 冷分配器良好地热接触。当然，这种固定装置也可以设在前述带有部件专 用的、用于冷却剂的注入接头和排放接头的结构中，不过这些接头本身也 可以用作固定装置。
适宜的是在制冷分配器上还设置一接触板，在该接触板上可连接模块 化的电子部件，并且通过该接触板实现各插接的电子部件之间的接触连
所述电子部件分别实现特定的、磁共振类型的功能。因此通过接触板实现 了所有的通信、供电以及所有需要的电连接。如果单纯使用电子部件的接
触冷却(即没有冷却流体循环通过部件;溪块本身)，那么交换线路-接触板应 当这样确定尺寸，使得在制冷分配器上保留足够大的接触面空余。接触面 应具有足够的最低大小，例如应不超过大约50 x 30 mm,因为可传递高 的热功率。相宜地在电子部件上设置冷却轨，其与待冷却的部件(如功率 半导体等)热耦合，并且所述冷却轨与制冷分配器相接触。此外，接触板 也具有相应数目的多极插头，用于接触各电子部件。最后，可以通过将接 触板直接安装在制冷分配器而减小可能的公差。在本发明的扩展中，可以在壳体中设置至少一个导流装置，其用于使 空气流动均匀化。由此保证，通过鼓风机循环的空气尽可能均质且均匀地 到达所有集成的电子部件，因此没有可能会产生热量堆积的死区。为此， 流动均匀化装置包括两个设置在相向对置的壳体侧的、尤其是一上一下的 两个孔板，在所述孔板之间设置有电子部件。通过这种带有数个由孔穿透 的孔板可以实现流动均匀化。孔的布置，也就是孔的图案，以及其直径有 利地在考虑存在的流动阻力和压力关系的情况下确定。
为了能尽可能有效地冷却所循环的空气，在制冷分配器上设置至少一 个冷却体，在壳体内部循环的空气流经所述冷却体。也就是说，冷却体也 位于壳体内部。有利地使用一种肋状的冷却体，不过任何具有待冷却空气 可以扫掠过以尽可能有效地实现热传递的尽可能大的表面的冷却体都是 合适的。
除了电子装置，本发明还涉及一种包括至少一个这种电子装置的磁共
振装置。
电子装置本身优选这样地设置，使得设在电子部件上的连接装置布置 在背对磁体的一侧。也就是说，例如连接在附属装置或其它附加装置上的
连接装置位于朝向隔板的一侧，其要么为这些接头提供一相应的入口孑L， 要么以简单的方式被局部地取下，使得可以轻易地接触。
如果电子装置接在装置侧的冷却剂回路上是尤其有利的。也就是说， 通常在磁共振装置中总归设置的流体冷却装置(通常是水冷装置)也被用 于冷却电子单元，因而不必为之设置单独的冷却剂回路。


本发明其它的优点、特征及细节将由接下来根据附图对实施形式的 i兑明得出。图中
图1作为原理图示出了是没有包围的壳体的、按本发明的电子装置 的冷却单元的立体视图，
图2是带有在侧面开口的壳体的图1所示的电子装置的视图， 图3是按本发明的带有电子装置的磁共振装置的原理图。
具体实施例方式
7图1和图2示出了按本发明的电子装置1及其冷却单元(图1),包括 一个全方位封闭的壳体2，其中，壳体封闭在其前侧通过接下来还将详细 说明的集成的电子部件16的前板实现，所述电子部件相互之间以及相对 于包围的壳体密封。在壳体中可能没有布设电子部件16的插接位置安装 相应的隔板(Blindplatten),通过所述隔板实现相对其它的前板或壳体的密 封。如图1所示， 一平面制冷分配器4位于壳体内部，其基本上是方形的。 在其背侧固定并优选以螺紋连接或法兰连接有一冷却体5、优选是肋状冷 却体。 一鼓风机6位于制冷分配器4的上侧，在此为横流式鼓风机转子7 的形式，其一侧通过支承颚板8转动支承，另一侧转动支承在驱动透平9 的区域内，对此接下来将深入说明。
在制冷分配器4上设置有一冷却剂注入接头10,其以没有详细示出 的方式通到壳体侧，在该冷却剂注入接头上可连4妻一冷却剂导管，例如是 磁共振装置的水冷回路的一部分。冷却剂，例如是水，通过恰当的、没有 详细示出的冷却剂导管流经制冷分配器4的内部。其从排放管11流出， 并流到驱动透平9(例如是弗朗西斯透平)，通过该透平实现对^"流式鼓风 机转子7的驱动，所述鼓风机优选如透平一样，也由不导电的材料制成。 所供应的冷却剂从驱动透平9流出，经由一排放接头12又被导向壳体外 侧。 一排;故管连接在该排放接头12上。通过使用这种流体驱动的透平，
在带有完全静止的磁场的装置中也能使用冷却单元或电子单元。
在所示的例子中，在制冷分配器4的前侧13设置有多对注入接头14 和回流接头15。在这些接头上可连接各个电子部件16,在此是形式为单 个平面的，必要时本身带有壳体的模块。如图2所示，为此，尤其是在损 耗功率较高的电子部件中每个电子部件16具有一个冷却剂部段17，在所 述冷却剂部段设置有两个相应的接头18， 19，所述接头可与各自的接头 14和15连接。接头14和15或接头18和19优选是液压快速连接器，其 是自密封的，因此在插拔电子部件模块16时不会流出冷却剂。如图中虚 线表示的箭头所示，所供应的冷却剂在冷却剂部段17中循环并再次流回 回流接头15,在回流接头处冷却剂又流入制冷分配器4，然后流向驱动透 平9。
如图1所示，在此设置有五对接头14, 15。显然，该系统可任意扩 展，也就是说，制冷分配器4也可以设计得更长，使得可以插接更多的电子部件16。总的来说可能的是，所有的电子器件安装在共同的壳体2内
并冷却。横流式鼓风机转子7优选应该基本上达到制冷分配器4的长度。
如图2进一步所示，在制冷分配器4上还设置有一接触板20，其用 于各个插接的电子部件16的横向布线。在接触板20上设置有相应的接触 插头21，当定位电子部件时，将电子部件的相应配对接触插头22插入接 触板的接触插头中。也就是说，冷却剂接头14, 15的插接和插接触点21, 22的连接是同时进行的。通过相应的、在此没有详细示出的接触板20的 横向布线使得各个电子部件16相互之间通讯，也据此进行各部件的供电 和建立必要的电连接。也就说，预先给定插接电子部件的位置。
如图2进一步所示，设置有一用于均匀化气流的装置，包括两个孔 板23、 24，其中，孔板23布置在上部壳体区域，孔板24布置在下部壳 体区域。在图2中还示出了相应的流动箭头S,其表示被强制通过横流式 鼓风机转子7的气流。显然，流动箭头相对均匀，因为通过穿孔的孔板 23， 24使得气流均勻化。气流从下面经由孔板24进入相互具有一定间距 的各个电子模块之间并被向上抽吸。在此，气流携带了由电子部件16散 发出的热量。如由流动箭头S所示，横流式鼓风机转子7将加热了的空 气向下转移至肋状冷却体5的与制冷分配器4热接触的区域内，也就是通 过该制冷分配器冷却。制冷分配器又从热空气中吸热，亦即冷却热空气， 因此，冷却的空气A人肋状冷却体的下端流出，并重新在孔4反24的下面流 过，冷空气从该孔板处又转移到电子部件16的区域内。
显然，在此既给出了一闭合的流体冷却循环，也给出了一闭合的空 气冷却循环。壳体2具有小的向外的通风孔，仫/没置有两个用于输入和输 出出冷却水的接头IO和12。空气循环完全在壳体内部进行，也就是在封 闭的气体空间内进行，在肋状冷却体与制冷分配器4耦合之后，肋状冷却 体实现了非常良好的散热。除必要时通过恰当的屏蔽壳包封的电子部件 16之外，没有用作通风驱动装置的其它电子部件设置在壳体中。相反， 有利地使用在此总是要输入的冷却水。横流式鼓风机转子7本身为避免必 要时会制动转子转动的涡电流而优选由不导电的材料制成，使得该转子不 会与/F兹场发生相互作用。
最后，图3示出了按本发明的磁共振装置25的原理图(其中，在此仅 示出了磁体单元，但没有示出其它的外围设备，如控制装置、图像处理装置等)，包括由包封原件27， 28包封的磁体26。在图示的例子的左侧设 置有一按本发明的电子装置1。为了进行辨认，仅示出了通风转子7，其 设置在朝向磁体的背侧。若干不同的连接装置29位于对置的一侧，其设 置在单个电子部件16(在此没有详细示出)的那一端。在这些连接装置29 上可以连接相应的外围设备，其通过电子部件16控制或操纵。电子部件 16的前板配设有集成的连接装置29(插头)，并且对外密封，使得尽管连 接装置29可从外面(为此要移去包封原件28在连接装置的区域内的可拆 卸包封部分)进入，但壳体2是完全密封的。
还示出有一冷却剂输入管30和一冷却剂输出管31，其连接在电子装 置1的接头10或12上。输入管30和输出管31是用于冷却,兹共振装置 25的其它部件的冷却剂回路的一部分，也就是说，电子装置集成在这个 总是要设置的回路中。
总的来说，按本发明的电子装置由于完全封闭的壳体而在没有通风 孔的情况下能相对可能在磁体侧积聚的冷凝水的进入提供高的可靠性，以
及可提供壳体内部和壳体外部之间高的屏蔽衰减，因而可以满足所需要的 EMV(电磁兼容)特性。此外，由于数个电子部件16的集成而优化了所需 要的空间需求，此外由于没有i殳置可实现对流冷却的通风通道而可以优化 磁体的包封，这同样节约了成本。也不需要电动冷却鼓风机，而是使用总 归要输入的、用于鼓风机驱动器的流动冷却剂，因此，由此也对高度稳定 的磁场不敏感。也可以由于通过横流式鼓风机转子7的强制通风结合水冷 排出高的损耗功率。
在此要指出的是，替代在图1和2中所示的电子部件与输送水的入 口和出口 14, 15的耦合，电子模块16和制冷分配器4之间纯粹的热耦合 也是可以的。在这种情况下，例如替代接头14, 15设置相应的固定装置， 电子部件16插在其上或与之相连接。由此保证各电子模块16和制冷分配 器4的前侧13大面积地热接触，通过所述热接触实现热耦合的电子部件 的主动冷却。在这种情况下，冷却水仅在制冷分配器4内循环，并且被输 送至驱动透平9。这也避免了既在制冷分配器4侧又在各电子部件16侧 设置相应的液压快速连接装置，由此同样能够有效地冷却。也可考虑的是， 尤其是出于电磁兼容的原因，壳体在其背侧不通过密封设置的、电子模块 16的前板3密封，而是通过在必要时开启的单独盖板封闭。该盖板也可
10以在密封之外出于电磁兼容的原因设置在前板3上。例如在图2中以虚线 示出了这种盖板32。1电子装置
2壳体
3才莫块的前板 4制冷分配器 5冷却体 6鼓风机
7横流式鼓风机转子
8支承颚板
9驱动透平
10 ,令却剂注入4妄头
11排放管
12排放接头
13前侧
14注入4妾头
15回流4妻头
16电子部件
17冷却剂部l殳
18接头
19接头
20 4妾触板
21 4妄触插头
22配对4妄触插头
23孔板
24孔板
25 f兹共振装置
26磁体
27包封元件
28包封元件
29连接装置
30冷却剂输入管
1231冷却剂输出管 32壳体盖板
权利要求
1. 一种磁共振装置的电子装置，该电子装置包括一壳体，在该壳体中容纳有一个或多个待冷却的电子部件，其特征在于，在所述壳体(2)中设有一可以提供从外面供给的冷却剂的平面制冷分配器(4)，为该制冷分配器配设有用于使空气在所述壳体(2)内部进行循环的鼓风机(6)。
2. 如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述鼓风机(6)是可由所循环的冷却剂驱动的鼓风机。
3. 如权利要求1或2所述的电子装置，其特征在于，所述鼓风机(6)是一横流式鼓风机转子(7)。
4. 如权利要求3所述的电子装置，其特征在于，所述鼓风机(6),尤其是所述横流式鼓风机转子(7)直接设置在所述制冷分配器(4)上。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的电子装置，其特征在于，所述鼓风机(6),尤其是所述横流式鼓风机转子(7)由不导电的材料制成。
6. 如权利要求4或5所述的电子装置，其特征在于，所述横流式鼓风机转子(7)基本上延伸经过所述制冷分配器(4)的长度。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的电子装置，其特征在于，在所述制冷分配器(4)上设置至少一个注入接头(14)和至少一个回流接头(15),包括冷注入4矣头和至少 一 个回流4妻头上。
8. 如权利要求7所述的电子装置,其特征在于，所述接头(14，15,18,19)是自密封接头。
9. 如权利要求1至6中任一项所述的电子装置，其特征在于，在所述制冷分配器(4)上设有固定装置，尤其是用于将电子部件(16)热接触地固定在制冷分配器(4)上的插接卡锁元件。
10. 如权利要求1至9中任一项所述的电子装置，其特征在于，在所述制冷分配器(4)上设有接触板(20)，模块化的电子部件(16)可连接在所述接触板上，并且通过所述接触板实现插接的电子部件(16)之间的触点连接。
11. 如权利要求1至10中任一项所述的电子装置，其特征在于，在所述壳体(2)中设置至少 一个用于使空气流动均匀化的导流装置。
12. 如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，所述导流装置包括布置在壳体的相向对置的两侧上的两个孔板、尤其是一个上孔板和一个下孔板(23,24),在两孔板之间布置有 一个或多个电子部件(16)。
13. 如权利要求1至12中任一项所述的电子装置，其特征在于，在所述制冷分配器(4)上布置至少一个冷却体(5),循环的空气流经所述冷却体。
14. 如权利要求13所述的电子装置，其特征在于，所述冷却体是一肋状冷却体(5)。
15. —种石兹共振装置，包括至少一个如权利要求1至14中任一项所述的电子装置(l)。
16. 如权利要求15所述的磁共振装置，其特征在于，所述电子装置(l)这样地布置，使得设在电子部件(16)上的连接装置(29)设置在背对磁体(26)的一侧。
17. 如权利要求15或16所述的磁共振装置，其特征在于，所述电子装置(l)接入壳体侧的冷却剂回路内。
全文摘要
本发明涉及一种磁共振装置的电子装置，该电子装置包括一壳体，在该壳体中容纳有一个或多个待冷却的电子部件，其中，在所述壳体(2)中设置有一可提供从外面供给的冷却剂的平面制冷分配器(4)，为该制冷分配器配设有用于使空气在所述壳体的内部进行循环的鼓风机(6)。
文档编号G01R33/36GK101464500SQ200810185340
公开日2009年6月24日 申请日期2008年12月22日 优先权日2007年12月20日
发明者赫伯特·埃尔布雷赫特 申请人:西门子公司