压力监控装置、超导磁体和磁共振成像系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种压力监控装置、超导磁体和磁共振成像系统。其中，包括：一温度传感单元，用于感应所述超导磁体的氦气温度并且提供一表征数据；一判断单元，用于将所述表征数据与一阈值比较并且得出一判断结果；一控制单元，用于根据所述判断结果控制所述超导磁体的制冷部件，其中，所述判断单元分别与所述温度传感单元和所述控制单元电连接。根据本发明的具体实施例的超导磁体的压力监控装置可以精确控制超导磁体的压力同时大幅度节省用于绝对压力传感器的成本。
【专利说明】
压力监控装置、超导磁体和磁共振成像系统
技术领域
[0001]本发明涉及磁共振成像技术领域，特别是磁共振成像系统的超导磁体的压力监控
目.0
【背景技术】
[0002]磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)是利用磁共振现象进行成像的一种技术。磁共振现象的原理主要包括:包含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子具有自旋运动，犹如一个小磁体，并且这些小磁体的自旋轴没有一定的规律，如果施加外在磁场，这些小磁体将按外在磁场的磁力线重新排列，具体为在平行于或反平行于外在磁场磁力线的两个方向排列，将上述平行于外在磁场磁力线的方向称为正纵向轴，将上述反平行于外在磁场磁力线的方向称为负纵向轴；原子核只具有纵向磁化分量，该纵向磁化分量既具有方向又具有幅度。用特定频率的射频(Rad1 Frequency，RF)脉冲激发处于外在磁场中的原子核，使这些原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴，产生共振，这就是磁共振现象。上述被激发的原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴之后，该原子核就具有了横向磁化分量。
[0003]停止发射射频脉冲后，被激发的原子核发射回波信号，将吸收的能量逐步以电磁波的形式释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态，将原子核发射的回波信号经过空间编码等进一步处理即可重建图像。
[0004]在磁共振成像系统的磁体中，磁体的压力需要控制在一特定值以下，尤其在磁共振成像系统的工作期间，在零蒸发液氦的磁共振成像系统中上书要求更加严格。
[0005]在使用计量排放阀的磁体中，磁体的压力基于计示压力传感器来控制，而计示压力传感器将因大气压力变化而波动。因此，通过计示压力传感器的数据对冷凝余量(冷凝余量=制冷量-加热量)进行控制的效率极低。具体而言之，当磁体的计示压力过大时则提高制冷量(降低加热量)；当磁体的计示压力过小时则降低制冷量(提高加热量)，总而言之，将冷凝余量保持在一特定水平上。但是，由于大气压力变化，计示压力无法适应性的提供磁体的压力信息。
[0006]针对上述问题，某些磁体使用绝对压力传感器以获得准确高效的绝对压力的数据，随后通过这些数据使磁体的绝对压力保持恒定，但是此方法由于绝对压力传感器的高昂成本而耗资不菲。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明提供一种超导磁体的压力监控装置，包括:一温度传感单元，用于感应所述超导磁体的氦气温度并且提供一表征数据；一判断单元，用于将所述表征数据与一阈值比较并且得出一判断结果；一控制单元，用于根据所述判断结果控制所述超导磁体的制冷部件，其中，所述判断单元分别与所述温度传感单元和所述控制单元电连接。
[0008]优选地，所述温度传感器是CCR温度传感器，所述表征数据是一电阻值。
[0009]优选地，所述阈值是一第一阈值，所述第一阈值是所述氦气处于饱和状态时的所述表征数据，其中，若所述判断单元判断所述表征数据小于所述第一阈值则得出一第一判断结果；若所述判断单元判断所述表征数据大于所述第一阈值则得出一第二判断结果；若所述判断单元判断所述表征数据等于所述第一阈值则得出一第三判断结果。
[0010]优选地，所述阈值包括一第二阈值和一第三阈值，所述第二阈值是所述氦气处于饱和状态时的所述表征数据减一第一特定值，所述第三阈值是所述氦气处于饱和状态时的所述表征数据加一第二特定值；其中，若所述判断单元判断所述表征数据小于等于所述第二阈值则得出一第四判断结果；若所述判断单元判断所述表征数据大于等于所述第三阈值则得出一第五判断结果；若所述判断单元判断所述表征数据大于所述第二阈值且小于所述第三阈值则得出一第六判断结果。
[0011]优选地，所述控制单元，用于:根据所述第一判断结果或所述第四判断结果打开所述制冷部件；或，根据所述第二判断结果或所述第五判断结果关闭所述制冷部件；或，根据所述第三判断结果或所述第六判断结果保持所述制冷部件当前状态。
[0012]优选地，还包括一阈值设置单元，用于根据一当前大气压力设置所述阈值。
[0013]优选地，所述阈值设置单元，包括:一换算单元，用于根据所述当前大气压力计算饱和状态时所述氦气温度并将所述氦气温度转换为所述阈值。
[0014]优选地，所述阈值设置单元，包括:一接收单元，用于从外部接收所述当前大气压力；或一检测单元，用于检测所述当前大气压力。
[0015]本发明还提供一种超导磁体，包括如上任一所述的压力监控装置。
[0016]本发明还提供一种磁共振成像系统，包括如上所述的超导磁体。
[0017]根据本发明的具体实施例的超导磁体的压力监控装置可以精确控制超导磁体的压力同时大幅度节省用于绝对压力传感器的成本。
【附图说明】
[0018]下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中:
[0019]图1是根据本发明的具体实施例的压力监控装置的模块图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举具体实施例对本发明进一步详细说明。
[0021]在超导磁体系统中，氦气需要处于饱和状态，也就是说，超导磁体的氦气的压力需要达到一临界值，如果超导磁体的氦气的绝对压力大于该临界值则氦气会液化，与此同时，氦气的绝对压力取决于氦气的温度。
[0022]本发明使用位于氦气罐中的温度传感器作为控制信号以控制磁体压力。在当前磁体系统中，在氦气罐中已经存在一些温度传感器(例如，CCR(Carbon Crystal Resistance，碳晶电阻)温度传感器)。由于，温度传感器控制压力的精确性也可适合用于压力控制的目的，因此，即使在仪表控制磁体系统中，也可以利用温度信号使磁体的绝对压力保持恒定；并且可以节省用于绝对压力传感器的成本。
[0023]图1是根据本发明的具体实施例的压力监控装置的模块图。如图1所示，根据本发明的具体实施例的超导磁体100的压力监控装置110，包括:一温度传感单元111，用于感应所述超导磁体100的氦气的温度并且提供一表征数据；一判断单元112，用于将所述表征数据与一阈值范围比较并且得出一判断结果；一控制单元113，用于根据所述判断结果控制所述超导磁体100的制冷部件120，所述判断单元分别与所述温度传感单元和所述控制单元电连接。
[0024]在根据本发明的具体实施例的超导磁体100的压力监控装置110中，所述温度传感器是一CCR(Carbon Crystal Resistance，碳晶电阻)温度传感器，因此，所述表征数据是一电阻值，特定的电阻值反映出特定的温度。在根据本发明的具体实施例的超导磁体100的压力监控装置110还可以是其它温度传感器，其它温度传感器利用其它表征数据来反映温度。根据本发明的具体实施例的超导磁体100的压力监控装置110采用CCR温度传感器的有益效果在于:超导磁体100利用CCR温度传感器采集温度数据，以此可以重复利用此项设备从而不仅获得准确的数据同时大幅降低成本。
[0025]在根据本发明的具体实施例之一的超导磁体的压力监控装置中，所述阈值是一第一阈值，所述第一阈值是所述氦气处于饱和状态时的所述表征数据，若所述判断单元判断所述表征数据小于所述第一阈值则得出一第一判断结果，若所述判断单元判断所述表征数据大于所述第一阈值则得出一第二判断结果，若所述判断单元判断所述表征数据等于所述第一阈值则得出一第三判断结果。
[0026]在根据本发明的具体实施例之一的超导磁体的压力监控装置中，所述控制单元，用于根据所述第一判断结果打开所述制冷部件；或，根据所述第二判断结果关闭所述制冷部件；或，根据第三判断结果保持所述制冷部件当前状态。
[0027]在根据本发明的具体实施例之二的超导磁体的压力监控装置中，所述阈值包括一第二阈值和一第三阈值，所述第二阈值是所述氦气处于饱和状态时的所述表征数据减一第一特定值，所述第三阈值是所述氦气处于饱和状态时的所述表征数据加一第二特定值；其中，若所述判断单元判断所述表征数据小于等于所述第二阈值则得出一第四判断结果；若所述判断单元判断所述表征数据大于等于所述第三阈值则得出一第五判断结果；若所述判断单元判断所述表征数据大于所述第二阈值且小于所述第三阈值则得出一第六判断结果。
[0028]在根据本发明的具体实施例之二的超导磁体的压力监控装置中，所述控制单元，用于根据所述第四判断结果打开所述制冷部件；或，根据所述第五判断结果关闭所述制冷部件；或，根据所述第六判断结果保持所述制冷部件当前状态。
[0029]如图1所示，根据本发明的具体实施例的超导磁体100的压力监控装置110还包括一阈值设置单元，用于根据一当前大气压力设置所述阈值。由于在不同大气压力下氦气处于饱和状态时的压力不同，也就是说，在不同大气压力下氦气处于饱和状态时的温度不同，因此需要根据当前大气压力设置所述阈值。
[0030]在根据本发明的具体实施例之三的超导磁体的压力监控装置中，所述阈值设置单元包括:一换算单元，用于根据所述当前大气压力计算饱和状态时所述氦气温度并将所述氦气温度转换为所述阈值。因此，根据本发明的具体实施例之三的超导磁体的压力监控装置可以根据当前大气压力计算饱和状态时所述氦气温度从而数据更加可靠。
[0031]在根据本发明的具体实施例之三的超导磁体的压力监控装置中，所述阈值设置单元，还包括:一接收单元，用于从外部接收所述当前大气压力；或一检测单元，用于检测所述当前大气压力。由此，根据本发明的具体实施例之三的超导磁体的压力监控装置能够得到实时的准确的。
[0032]在根据本发明的具体实施例之四的超导磁体的压力监控装置中，所述阈值设置单元，包括:一输入单元，用于从外部输入所述阈值。该输入单元可以是键盘、手写板、语音识别器等装置。通过此项设置，根据本发明的具体实施例之四的超导磁体的压力监控装置能够更灵活地应对变化的大气压力或者按照使用者的意愿来调节。
[0033]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种超导磁体的压力监控装置，包括: 一温度传感单元，用于感应所述超导磁体的氦气温度并且提供一表征数据； 一判断单元，用于将所述表征数据与一阈值比较并且得出一判断结果； 一控制单元，用于根据所述判断结果控制所述超导磁体的制冷部件，其中， 所述判断单元分别与所述温度传感单元和所述控制单元电连接。2.如权利要求1所述的压力监控装置，其特征在于，所述温度传感器是CCR温度传感器，所述表征数据是一电阻值。3.如权利要求1所述的压力监控装置，其特征在于，所述阈值是一第一阈值，所述第一阈值是所述氦气处于饱和状态时的所述表征数据，其中， 若所述判断单元判断所述表征数据小于所述第一阈值则得出一第一判断结果； 若所述判断单元判断所述表征数据大于所述第一阈值则得出一第二判断结果； 若所述判断单元判断所述表征数据等于所述第一阈值则得出一第三判断结果。4.如权利要求1所述的压力监控装置，其特征在于，所述阈值包括一第二阈值和一第三阈值，所述第二阈值是所述氦气处于饱和状态时的所述表征数据减一第一特定值，所述第三阈值是所述氦气处于饱和状态时的所述表征数据加一第二特定值；其中， 若所述判断单元判断所述表征数据小于等于所述第二阈值则得出一第四判断结果；若所述判断单元判断所述表征数据大于等于所述第三阈值则得出一第五判断结果；若所述判断单元判断所述表征数据大于所述第二阈值且小于所述第三阈值则得出一第六判断结果。5.如权利要求3或4所述的压力监控装置，其特征在于，所述控制单元，用于: 根据所述第一判断结果或所述第四判断结果打开所述制冷部件；或， 根据所述第二判断结果或所述第五判断结果关闭所述制冷部件；或， 根据所述第三判断结果或所述第六判断结果保持所述制冷部件当前状态。6.如权利要求1所述的压力监控装置，其特征在于，还包括一阈值设置单元，用于根据一当前大气压力设置所述阈值。7.如权利要求6所述的压力监控装置，其特征在于，所述阈值设置单元，包括: 一换算单元，用于根据所述当前大气压力计算饱和状态时所述氦气温度并将所述氦气温度转换为所述阈值。8.如权利要求7所述的压力监控装置，其特征在于，所述阈值设置单元，包括: 一接收单元，用于从外部接收所述当前大气压力；或 一检测单元，用于检测所述当前大气压力。9.一种超导磁体，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的压力监控装置。10.一种磁共振成像系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的超导磁体。
【文档编号】G01L5/00GK106033016SQ201510124400
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月20日
【发明人】赖碧翚, 方志春, 杨磊
【申请人】西门子(深圳)磁共振有限公司