具有降温结构的高温射频线圈的制作方法

本发明涉及射频线圈，特别涉及一种具有降温结构的高温射频线圈。

背景技术：

射频线圈在磁共振系统中的作用是收发信号，即发射大功率射频脉冲信号和接收极小功率的核磁信号。在样品变温磁共振系统中，实现样品变温便捷、效率高、成本低的一种实现方案是：干燥常温气体通过可控加热系统后，所需温度的气流会进入射频线圈骨架内腔对试管中的样品进行控温。变温的范围为：室内温度～210℃，高温实验连续使用时间可达到5h。

常规射频线圈的线圈骨架采用的是聚四氟乙烯的材料，该材料本身是耐高温的，但由于制成线圈骨架的聚四氟乙烯单边厚度为2mm；如果长时间处于高温状态下，那么聚四氟乙烯线圈骨架势必会有变形，聚四氟乙烯骨架的变形会导致它上面的电感以及射频场发生变化，对射频线圈的稳定性造成很大影响；另外高温可以通过热辐射和热传导方式影响射频线圈上的电子元器件以及永磁体。电子元器件性能的改变也会对射频线圈的稳定性造成影响，此外永磁体是汝铁硼的材料所制，它是对温度是非常敏感的，永磁体的波动会造成核磁信号上的波动，对核磁实验造成极大的影响。所以对高温射频线圈骨架的材料选型及其结构设计，还有保温材料选型及其结构设计是非常有必要的。此外磁共振系统检测的是含氢的样品，所以含氢的射频线圈骨架、含氢的保温材料势必会造成检测样品的干扰，另外由于核磁的特殊性，不能直接用市面上的水冷降温和金属大表面积散热技术，这些因素对高温射频线圈的设计带来了极大的困难。本发明因此而来。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明目的是提供一种具有降温结构的高温射频线圈，解决了现有技术中高温射频线圈容易变形，散热难影响射频线圈元器件性能、永磁体场强和均匀性的问题。

为了解决现有技术中的问题，本发明提供的技术方案是：

具有降温结构的高温射频线圈，包括线圈框架、设置在所述线圈框架内的线圈骨架、及设置在所述线圈框架两侧的第一、第二波导管，所述线圈骨架的两端分别通过穿设在所述第一、第二波导管内的第一、第二骨架固定管固定在所述线圈框架上，所述第一波导管与所述第一骨架固定管之间具有第一容纳空间，所述第二波导管与所述第二骨架固定管之间具有第二容纳空间，所述第一骨架固定管连接至设有高温气体进口的线圈下连接件，所述第二骨架固定管连接至设有高温气体出口的排气罩；所述线圈骨架包括由内而外设置在陶瓷骨架、骨架套筒和降温管，所述骨架套筒套设在所述陶瓷骨架上，所述降温管呈盘管状盘绕在所述骨架套筒的外壁上，所述降温管的两端分别连通至所述第一容纳空间、第二容纳空间，所述第一、第二波导管外壁上分别设有连通至所述第一、第二容纳空间的常温气体入口接头、常温气体出口接头。

在其中的一些实施方式中，所述陶瓷骨架的下端设有中空的线圈加长杆，所述线圈加长杆穿设在所述第一骨架固定管内并延伸至所述线圈下连接件的高温气体进口。

在其中的一些实施方式中，所述第一波导管、第二波导管通过波导管座固定在所述线圈框架上。

在其中的一些实施方式中，所述排气罩包括罩盖部和排气部，所述罩盖部固定在所述第二波导管上端，所述排气部下部设有若干个排气孔作为高温气体出口，所述排气部中空并设有试管固定件于通槽内。

在其中的一些实施方式中，所述罩盖部与所述第二波导管之间设有线圈上连接件，所述线圈上连接件具有与所述第二骨架固定管上端口匹配的通孔和与所述第二容纳空间匹配的环状凸台。

在其中的一些实施方式中，所述线圈框架外壁上设有调谐手柄。

在其中的一些实施方式中，所述线圈框架外壁上设有用于连接射频线圈和永磁体的连接结构，所述连接结构包括固定在所述线圈框架外壁上的L型支撑和固定在所述L型支撑上的连接件

在其中的一些实施方式中，所述降温管采用聚四氟乙烯材料制成。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、采用本发明的技术方案，高温射频线圈骨架采用陶瓷材料制成，比常规采用聚四氟乙烯制作的骨架更经得起高温的考验，可以长时间使用而不发生骨架变形的情况，大大提高了高温环境下高温射频线圈的稳定性；

2、采用本发明的技术方案，通过设置盘管式降温管对线圈骨架进行降温，通以可调流速流量的气体，可以有效保证高温射频线圈陶瓷骨架外面处于低温度的状态，提高了磁共振系统在高温作业时的稳定性；

3、采用本发明的技术方案，陶瓷材料主要成分是陶土，聚四氟乙烯盘管材料为聚四氟乙烯，这两者的材料都不含氢，可以抑制了含氢材料做高温射频线圈和保温材料对微弱核磁信号的采集造成干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具有降温结构的高温射频线圈实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的爆炸图；

图3为本发明实施例中排气罩的结构示意图；

图4为本发明实施中线圈上连接件的结构示意图；

其中：

1、线圈框架；1a、框架本体；1b、线圈屏蔽板；2、陶瓷骨架；3、骨架套筒；4、降温管；5、第一骨架固定管；6、第一波导管；7、线圈下连接件；8、线圈加长杆；9、第二骨架固定管；10、第二波导管；11、排气罩；11a、罩盖部；11b、排气部；11c、排气孔；12、试管固定件；13、线圈上连接件；13a、通孔；13b、环状凸台；14、L型支撑；15、连接件；16、波导管固定座；17、调谐手柄；18、穿银丝四氟管；19、常温气体入口接头；20、常温气体出口接头；21、高温气体进口；A、第一容纳空间；B、第二容纳空间。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

参见图1-4，为本发明实施例的结构示意图，提供一种具有降温结构的高温射频线圈，包括线圈框架1、设置在线圈框架1内的线圈骨架、及设置在线圈框架1两侧的第一波导管6、第二波导管10，线圈框架1包括框架本体1a和设置在框架本体1a厚度方向两侧的线圈屏蔽板1b，线圈骨架的两端分别通过第一骨架固定管5、第二骨架固定管9固定在线圈框架1上，其中第一骨架固定管5穿设在第一波导管6内且与第一波导管6之间具有第一容纳空间A，第二骨架固定管9穿设在第二波导管10内且与第二波导管10之间具有第二容纳空间B，第一骨架固定管5连接至设有高温气体进口21的线圈下连接件7，第二骨架固定管9连接至设有高温气体出口的排气罩11，高温气体经线圈下连接件7、第一骨架固定管5进入线圈骨架内形成样品检测所需要的高温环境，然后经第二骨架固定管9、排气罩11排出。

线圈骨架包括由内而外布置的陶瓷骨架2、骨架套筒3和降温管4，优选的，降温管4采用聚四氟乙烯材料制成，银丝绕设在陶瓷骨架2上，骨架套筒3套设在陶瓷骨架2上，降温管4呈盘管状盘绕在骨架套筒3的外壁上，降温管4的两端分别连通至第一容纳空间A、第二容纳空间B，在第一波导管6外壁上设有连通至第一容纳空间A的常温气体入口接头19，在第二波导管10外壁上设有连通至第二容纳空间B的常温气体出口接头20，常温气体经常温气体入口接19头进入第一容纳空间A后进入降温管4，然后经第二容纳空间B、常温气体出口接头20排出，由于降温管4大面积盘绕在骨架套筒3外壁，常温气体将骨架套筒3外壁上的热量带至线圈框架1外，使陶瓷骨架2表面处于比较低温度，可以长时间保持磁共振系统恒温环境和样品控温环境带来的温差处于很小的范围，可以有效地保证作业高温磁共振实验时，高温射频线圈和永磁体的稳定性，磁共振系统整机的稳定性。

为了进一步优化本发明的实施效果，在陶瓷骨架2的下端设有中空的线圈加长杆8，线圈加长杆8穿设在第一骨架固定管5内并延伸至线圈下连接件7的高温气体进口，可以使高温气体直接通到样品管底部，从而减少了气体运动过程中的损耗。

本例中，第一波导管6、第二波导管10通过波导管固定座16固定在线圈框架上，波导管固定座16设有安装孔，安装时将波导管固定座16通过螺钉固定在线圈框架1上，第一波导管6、第二波导管10与波导管固定座16过盈配合。

排气罩11包括罩盖部11a和排气部11b，罩盖部11a固定在第二波导管10上端，排气部11b下部设有若干个排气孔11c作为高温气体出口，排气部11b中空并设有试管固定件12于通槽内，使用时将试管固定件12取出，将样品管放置在陶瓷骨架2内部，然后将试管固定件12按压在排气罩11内将样品管固定。

为了进一步优化本发明的实施效果，在罩盖部11a和第二波导管10之间设有线圈上连接件13，线圈上连接件13具有与第二骨架固定管9上端口匹配的通孔13a和与第二容纳空间B匹配的环状凸台13b，以将第二容纳空间B与排气罩11之间分隔开。

线圈框架1上有M3的通孔可以和调谐电容固定，在固定过程中把线圈调谐手柄17卡住在线圈框架1和调谐电容之间。穿银丝四氟套是为了防止银丝和线圈框架1接触放电。

调谐手柄17采用聚醚醚酮材料制成。

为了方便连接高温射频线圈和永磁体，在线圈框架1外壁上设有用于连接射频线圈和永磁体的连接结构，该连接结构包括固定在线圈框架1外壁上的L型支撑14和固定在L型支撑14上的连接件15。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。