冷却系统及磁共振设备的制作方法

本发明涉及磁共振技术领域，特别是涉及一种冷却系统以及包括该冷却系统的磁共振设备。

背景技术：

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)，是利用核磁共振现象制成的一类用于医学检查的成像设备。在现代医学中，常见的磁共振成像设备有永磁型磁共振成像设备、常导型磁共振成像设备、超导型磁共振成像设备，其中超导型磁共振成像设备包括超导线圈、梯度系统、射频系统、冷却系统。利用超导线圈在低温环境下产生高场强的稳定主磁场，由梯度线圈和梯度放大器组成的梯度系统产生梯度场，并叠加于所述主磁场之上，射频系统产生的射频脉冲施加到处于磁场中的被检者待检部位，并采集回波信号，用于磁共振成象。

在磁共振成像设备中，为了维持超导线圈的超导低温环境，通常采用液氦压缩机提供的液氦作为冷却介质。液氦压缩机在工作过程中会产生大量的热量，冷却系统需要对液氦压缩机进行冷却。另一方面梯度线圈、梯度放大器、射频线圈、射频放大器等部件在磁共振成像设备工作期间，也会产生大量的热量，为了及时散热，也需要利用冷却系统对上述部件进行散热。上述各部件中，不论磁共振设备是否处于工作状态，都需要通过冷却系统对液氦压缩机进行冷却以维持液氦压缩机的低温状态，否则会导致超导线圈失超，给系统带来损伤，这些属于常时待冷却部件；梯度线圈、梯度放大器、射频线圈、射频放大器等功率部件只有在工作期间才会产生大量的热量，属于分时待冷却部件。

现有的磁共振设备中，采用冷却系统同时对上述常时待冷却部件和分时待冷却部件进行冷却。即冷却系统需要持续同时满足上述两种待冷却部件的冷却需求，因此要求冷却系统动力源具有较高的功率，且需一直持续运转，加快了冷却系统动力源的磨损；另外，在磁共振设备不工作期间(比如夜间)，梯度线圈等散热部件并不会产生热量，冷却系统持续对该类部件进行冷却，也导致了严重的能源浪费。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是，如何提高医疗设备中冷却系统的冷却性能。为此，本发明提供一种冷却系统，包括用于冷却待冷却部件的冷却回路，所述待冷却部件包括常时待冷却部件和分时待冷却部件，所述冷却回路包括主冷却回路和辅冷却回路，其中，所述主冷却回路可同时冷却所述常时待冷却部件和分时待冷却部件，所述辅冷却回路可冷却所述常时待冷却部件，所述冷却系统还包括对所述主冷却回路和辅冷却回路进行切换的切换装置，所述切换装置根据预设条件启动所述主冷却回路或所述辅冷却回路。

可选的，所述主冷却回路包括主管路、连接于所述主管路且通向所述常时待冷却部件的第一支路，所述辅冷却回路包括连接于所述第一支路的辅助管路，所述切换装置设置于所述主管路、所述第一支路及所述辅助管路相接处。

可选的，所述切换装置根据所述预设条件连通所述主管路和所述第一支路或连通所述辅助管路和所述第一支路。

可选的，所述主冷却回路包括连接于主管路、且为主冷却回路中的冷却介质提供循环动力的第一动力源，所述辅冷却回路包括连接于辅助管路、且为辅冷却回路中的冷却介质提供循环动力的第二动力源，所述切换装置在所述第一动力源启动时，连通所述主冷却回路，在所述第二动力源启动时，连通所述辅冷却回路，所述第一动力源于和第二动力源不同时开启。

本发明提供又一种冷却系统，包括用于冷却待冷却部件的冷却回路，所述待冷却部件包括常时待冷却部件和分时待冷却部件，所述冷却回路包括主冷却回路和辅冷却回路，其中，所述主冷却回路可同时冷却所述常时待冷却部件和分时待冷却部件，所述辅冷却回路可冷却所述常时待冷却部件，所述冷却系统还包括对所述主冷却回路和辅冷却回路进行切换的切换装置，所述切换装置根据预设条件启动/断开所述主冷却回路且断开/启动所述辅冷却回路。

本发明还提供一种磁共振设备，包括待冷却部件，以及对所述待冷却部件进行冷却的冷却系统，所述待冷却部件包括常时待冷却部件和分时待冷却部件，所述冷却系统包括主冷却回路和辅冷却回路，其中，所述主冷却回路可同时冷却所述常时待冷却部件和分时待冷却部件，所述辅冷却回路可冷却所述常时待冷却部件，所述冷却系统还包括对所述主冷却回路和辅冷却回路进行切换的切换装置，所述切换装置根据预设条件启动所述主冷却回路或所述辅冷却回路。

可选的，还包括控制器，用于根据所述预设条件控制所述切换装置。

可选的，还包括检测装置，用于检测所述磁共振设备是否处于工作状态，并输出检测结果，所述切换装置根据所述检测结果启动所述主冷却回路或所述辅冷却回路。

可选的，还包括温度监测装置，用于在主冷却回路关闭期间监测所述分时待冷却部件的温度，并输出监测结果，所述切换装置根据所述检测结果是否启动主冷却回路且关闭所述辅冷却回路。

可选的，所述预设条件包括所述磁共振设备是否处于工作状态。

本发明提供的冷却系统，通过设置主冷却回路和辅冷却回路，以及对所述主冷却回路和辅冷却回路进行切换的切换装置，对磁共振设备中不同的待冷却部件按需进行冷却，一方面能满足待冷却部件的冷却需求，另一方面，由于在磁共振设备未处于工作状态时，无需对分时待冷却部件进行冷却，减少了能源的耗费，减低了冷却系统的损耗，进而提高了冷却系统的使用寿命。

附图说明

图1、图2为本发明实施例一的冷却系统的结构示意图；

图3为本发明实施例二的磁共振设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

医疗影像设备中多数部件在工作过程中会产生热量，为了使这些部件能正常工作，另一方面避免这些热量对处于影像扫描过程中的病人带来不适，需要对上述发热部件进行冷却，本实施例中，将发热部件称为待冷却部件。

以磁共振设备为例，按照待冷却部件对冷却的需求，将所述待冷却部件分为两类：常时待冷却部件和分时待冷却部件。对于常时待冷却部件，比如液氦压缩机，无论磁共振设备是否处于工作状态，都会产生大量热量，都需要求其进行冷却；对于分时待冷却设备，比如射频线圈、射频功率放大器、梯度线圈、梯度功率放大器等，只有在磁共振设备处于工作状态时，才会产生热量，而在非工作状态时(比如夜间)，不产生热量，没有冷却需求。基于待冷却部件的不同冷却需求，本发明实施例提供一种冷却系统，在满足待冷却部件的冷却需求的同时，能够降低能源损耗。本实施例仅以磁共振设备为例进行说明，但并不构成对本实施例冷却系统应用环境的限制。

图1为本发明实施例一冷却系统的结构示意图，参考图1所示，本实施例冷却系统用于对磁共振设备中的待冷却部件进行冷却，包括主冷却回路100、辅冷却回路200、以及切换装置300，其中主冷却回路100用于冷却磁共振设备中的常时待冷却部件400和分时待冷却部件500，所述辅冷却回路200用于冷却磁共振设备中的常时待冷却部件400，所述切换装置300根据预设条件启动主冷却回路100或所述辅冷却回路200。在本实施例一个具体的实现方式中，所述切换装置300用于根据预设条件启动主冷却回路100且关闭所述辅冷却回路200，或启动所述辅冷却回路200且关闭所述主冷却回路100。本实施例中，无论磁共振设备是否处于工作状态，都会产生热量而需要被冷却的部件为常时待冷却部件400，包括但不限于氦气压缩机；仅在磁共振设备处于工作状态时，才会产生热量而需要被冷却的部件为分时待冷却部件500，包括但不限于射频功率放大器、射频线圈、梯度功率放大器、梯度线圈等。本实施例的冷却系统，通过设置主冷却回路100和辅冷却回路200，以及切换装置300，对磁共振设备中不同的待冷却部件按需进行冷却，一方面能满足待冷却部件的冷却需求，另一方面，由于在磁共振设备未处于工作状态时，无需对分时待冷却部件500进行冷却，减少了能源的耗费，降低了冷却系统的损耗，进而提高了冷却系统的使用寿命。

继续参考图1所示，本实施例中，所述主冷却回路100包括第一动力源110，第一换热器120，以及连接于所述第一动力源110和第一换热器120之间的管路130。本实施例中，所述管路130包括连接于所述第一动力源110的主管路131、连接于所述主管路131且通向所述常时待冷却部件400的第一支路132，以及连接于所述主管路131且用于冷却所述分时待冷却部件500的第二支路133，即所述第一支路132和第二支路133并列设置。所述切换装置300在所述第一动力源110启动时，连通所述主冷却回路，且关闭所述辅冷却回路，即连通所述主管路131和所述第一支路132且断开所述辅助管路230和所述第一支路132。主冷却回路100中的冷却介质在第一动力源110的作用下在管路130中流动，经过第一支路132和第二支路133分别实现对常时待冷却部件400和分时待冷却部件500的冷却，经过待冷却部件后的冷却介质在第一换热器120的作用下恢复到系统预设的温度，在第一动力源110的作用下继续流动，从而实现对所有待冷却部件的循环冷却。

本实施例一个具体的实现方式中，所述辅冷却回路200包括第二动力源210、第二换热器220，以及连接于所述第二动力源210和第二换热器220的辅助管路230，以及连接于所述辅助管路230且用于冷却所述常时待冷却部件400的辅助支路231，所述切换装置300在所述第二动力源210启动时，连通所述辅冷却回路200，且关闭所述主冷却回路100，即连通所述辅助管路230和所述辅助支路231且断开所述主管路131和所述第一支路132，辅冷却回路200中的冷却介质在第二动力源210的作用下流动，实现对常时待冷却部件400的冷却，经过待冷却部件后的冷却介质在第二换热器220的作用下恢复到系统预定的温度，在第二动力源210的作用下继续流动，从而实现对常时待冷却部件400的循环冷却，即所述第一动力源110和第二动力源210不同时启动。

参考图2所示，本实施例一个具体的实现方式中，所述主冷却回路中的第一支路132和所述辅冷却回路200中的辅助支路231共用同一段管道。所述切换装置300设置于所述主管路131、所述第一支路132及所述辅助管路230相接处，根据预设条件连通所述主管路131和所述第一支路132或连通所述辅助管路230和第一支路132。进一步地，当切换装置230连通所述主管路131和所述第一支路132时，断开所述辅助管路230和第一支路132，此时所述常时待冷却部件400可接入到主冷却回路100中，当切换装置230连通所述辅助管路230和所述第一支路132，断开所述主管路131和所述第一支路132，此时所述常时待冷却部件400接入到辅冷却回路200中。在本实施例一个具体的实现方式中，所述切换装置300包括三个接口，分别为连接于所述常时待冷却部件400的第一接口P、连接于所述主冷却回路100的第二接口A、以及连接于辅冷却回路200的第三接口B。当所述第一接口P和第二接口A连通时，所述第三接口B处于封闭状态，从而使得主冷却回路100导通，所述辅冷却回路200断开，启动所述第一动力源110，即可通过所述主冷却回路100对所述常时待冷却部件400和分时待冷却部件500进行冷却；当所述第一接口P和第三接口B连通时，所述第二接口A处于封闭状态，从而使得辅冷却回路200导通，所述主冷却回路100断开，启动动力源210，即可通过辅冷却回路200对所述常时待冷却部件400进行冷却。本实施例一个具体的实现方式中，可以根据冷却需求，手动控制动力源110和动力源210的打开或关闭。可以灵活选择接入磁共振设备的冷却回路，从而实现按需冷却，控制方式灵活，节省了资源，也减轻了冷却系统各组成部件的损耗程度，增强了冷却系统的使用寿命。

图2为本发明实施例一的冷却系统的结构示意图，示例性地，所述切换装置300包括电磁阀310，所述电磁阀310还包括阀芯，其中第二接口A和阀芯的材料为软磁不锈铁，第三接口B的材料为不导磁的不锈钢。第一接口P和第二接口A为常开接口，第三接口B为常闭接口，在未通电的情况下，所述阀芯密封于第三接口B，使得第三接口B封闭，所述第一接口P和第二接口A导通；在需要切换冷却回路时，给电磁阀310通电，第二接口A和阀芯在电磁场作用下被磁化，阀芯被吸第二接口A一端，使得第二接口A封闭，所述第一接口P和第三接口B导通；当电磁阀310断电，第二接口A和阀芯之间的吸力消失，所述阀芯回复到第三接口B所在的位置，所述第一接口P和第二接口A导通，所述第三接口B关闭。

在本实施例另一个具体的实现方式中，所述切换装置300包括普通的三通阀，所述三通阀包括端口P、A、B，所述三通阀还包括一个执行器，执行器通过输入电压的大小来控制三通阀的通断，所述三通阀根据输入的电压变化来控制所述三通阀端口A和端口B的导通或关闭，假设初始状态为所述端口P和A导通，端口B关闭，即所述主冷却回路100处于工作状态，对所有待冷却部件进行冷却，在需要切换至辅冷却回路时，控制输入执行器的电压，使端口P和B导通，端口A关闭，从而实现从主冷却回路100到辅冷却回路200的切换，同样的，在需要重新启动主冷却回路时，只要控制输入执行器的电压，使端口P和A导通，端口B关闭即可。关于三通阀的具体控制方式，为本领域公知常识，不再赘述。

以上是切换装置300的两种示例性的结构，并不构成对切换装置300结构的限定。

在本发明其他实施例中，所述主冷却回路100和辅冷却回路200不存在共用的管路，即所述主冷却回路100的第一支路132和辅冷却回路200的辅助支路231并未共用同一个管路，所述主冷却回路和辅冷却回路相互隔离设置，所述切换装置根据预设的条件在同一时间段内仅将所述主冷却回路或辅冷却回路接入到磁共振设备中，主冷却回路和辅冷却回路根据预设条件相互独立工作，此种结构设置，无需在主冷却回路和辅冷却回路之间设置连接结构，管路设置更加简单，易于安装和维护。

本实施例所提供的冷却系统，当磁共振设备处于非工作状态时(比如夜间、维护期间)，通过切换装置可以根据待冷却部件的冷却需求选择接入到磁共振设备中的冷却回路，实现按需冷却，节省了资源，也减轻了冷却系统各组成部件的损耗程度。

实施例二

图3为本发明实施例二的磁共振设备的结构示意图，参考图3所示，本实施例提供一种磁共振设备，包括待冷却部件，以及对所述待冷却部件进行冷却的冷却系统，所述冷却部件包括常时待冷却部件400和分时待冷却部件500，所述冷却系统包括主冷却回路100、辅冷却回路200、以及切换装置300，其中主冷却回路100用于冷却磁共振设备中的常时待冷却部件400和分时待冷却部件500，所述辅冷却回路200用于冷却磁共振设备中常时待冷却部件400，所述切换装置300用于根据预设条件，启动所述主冷却回路100或辅冷却回路200。本实施例所述的磁共振设备还包括控制器600，分别连接于所述主冷却回路100的第一动力源110、所述辅冷却回路200的第二动力源210、以及切换装置300，产生控制所述第一动力源110、第二动力源210、以及切换装置300的控制信号。所述控制信号可以控制第一动力源110、第二动力源210的启动或关闭，以及切换装置300的切换过程。本实施例的控制器600可以是单独设置的仅仅用于控制冷却系统的控制器，也可以集成在磁共振设备的控制系统中，对其设置的位置并不做限定，只要可以根据预设的条件控制冷却系统的回路切换即可。

在本实施例一个具体的实现方式中，所述控制器600按照预先设定的时间条件来判断所述磁共振设备是否处于工作状态，比如磁共振设备的工作时间为每天早上7点到每天晚上7点钟，磁共振设备停止工作，那么控制器600即可以预设在每天早上7点之前的某个时间，通过控制所述动力源110启动、动力源210关闭，并控制所述切换装置300断开所述辅冷却回路200，将所述主冷却回路100接入到磁共振设备中，实现对磁共振设备所有待冷却部件的冷却；并预设在每天晚上7点以后的某个时间，通过控制所述第一动力源110关闭、第二动力源210开启，并控制切换装置300断开所述主冷却回路100，将所述辅冷却回路200接入磁共振设备，实现对磁共振设备常时待冷却部件400的冷却。

在本实施例另一个具体的实现方式中，所述磁共振设备还包括检测装置700，所述检测装置700可以独立设置，也可以集成在控制器600内部，所述检测装置700通过发送测试信号给磁共振控制系统软件，根据测试结果判断所述磁共振设备是否处于工作状态。具体的可以为：检测装置700发送测试信号至磁共振控制系统，如果磁共振控制系统可以收到该测试信号，则输出反馈信号至所述检测装置700，说明所述磁共振设备处于工作状态，所述控制器600根据反馈信号控制冷却系统切换至主冷却回路100以实现对所有待冷却部件的冷却；如果收不到反馈信号，说明所述磁共振设备处于非工作状态，所述控制器600控制冷却系统切换至辅冷却回路200以实现对常时待冷却部件400的冷却。这种控制结构和控制方式，通过检测装置700实时监测磁共振设备是否处于工作状态，可以根据所述工作状态及时切换所述冷却系统接入到磁共振设备中的冷却回路，确保只有在磁共振设备确实已经处于非工作状态时，才从主冷却回路100切入辅冷却回路200，保证了冷却回路切换的及时性、准确性。

在本实施例一具体的实现方式中，所述磁共振设备还包括温度监测装置800，用于在主冷却回路100关闭期间监测所述分时待冷却部件500的温度，并输出监测结果，所述控制器600根据所述监测结果确定是否启动主冷却回路100且关闭所述辅冷却回路200。当监测结果为所述分时待冷却部件500的温度值高于预定值时，控制器600控切换装置关闭所述辅冷却回路200，开启所述主冷却回路100，以免所述分时待冷却部件500由于某些原因温度过高时，未及时冷却，给部件带来损伤，影响磁共振设备的性能。

本实施例提供的上述冷却系统，在实施例一的基础上，根据磁共振设备工作的特点，在控制器600中预先设定所述切换装置300进行冷却回路切换的条件，实现冷却回路的自动切换，减小了对冷却系统的人为干预程度，提高了对冷却系统控制的自动化程度。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。