专利名称：磁共振成像系统及液态低温致冷剂液面高度的测量装置的制作方法
技术领域：
磁共振成像系统及液态低温致冷剂液面高度的测量装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种液态低温致冷剂液面高度的测量装置及其包含该测量装置的磁共振成像系统。
背景技术：
[0002]在低温条件下，可以观察到一些特殊的现象。基于此，现有技术对低温使用环境具有一定需求，例如使用液氮冷冻细胞、液氦提供磁共振成像系统所需的超强磁场。[0003]图I所示为一种现有的磁共振成像系统(MRI)的液氦存储装置11，该存储装置11 置于外真空容器12内，该外真空容器12通过减少存储装置11的热传导和热对流的可能性从而降低从外部环境热量流向该装置11内的低温致冷剂14。在存储装置11与外真空容器 12之间的空间内设有一个或多个冷屏13，这些冷屏13用来减少从外部传到存储装置11的辐射热量 。此外，该存储装置11上还设有一个允许从外部进入该存储装置11的开口 15，该开口 15可以用来将存储装置11注满，并且为蒸发成气态的低温致冷剂14提供一条逸出的通道。[0004]对于上述的存储装置11，由于液氦为无色透明，对可见光的折射率与空气十分接近，因而即使使用带观察缝的杜瓦瓶，也很难看到上述致冷剂的液面，故需采用测量装置2 进行测量。[0005]在低温下，一些材料会出现超导现象，基于此，图2所示的测量装置采用电阻测量法进行致冷剂的液面的定位。该测量装置2由连接电加热器22的超导线21，与该超导线 21下端连接的两根普通导线23、24，及通过焊点固定在电加热器22下端的再一根普通导线 25组成。该超导线21由于浸在致冷剂内，液面下方的该部分超导线21电阻为零，在测量过程中，在导线23及电加热器22的端头施加电流，电加热器22加热产生热量，使得液面之上的超导线21不至因为致冷剂的扩散而影响其电阻，该电流通过导线23、超导线21、电加热器22形成回路。此时，检测导线24、25两端的电压即可通过换算获得液面的高度。具体地，设定超导线21的总长L，液面高度H，超导线21的原始电阻Rtl,超导线21液面之上的部分的电阻Rg，在导线23及电加热器22的端头施加的电流I，导线24、25两端测得的电压V， 则上述换算关系为JL - R,V、[0006]H =--—— X A = (I--—) X 人 οI.、ο,八 O[0007]上述中，原始电阻Rtl、电压V、电流I及超导线的总长L各值确定即可得到液面高度H。然而，上述换算中，原始电阻Rtl的值、超导线的总长L 一般为预先测得的固定值，然而， 事实上，该原始电阻Rtl的值会受不同使用状态下，超导线长度方向上气态的低温致冷剂的分布造成的温度梯度影响，尤其在添加致冷剂过程中对该值影响较大，若采用现有的这种测量方案会导致致冷剂液面高度测量不准确。这种不准确导致的液面高度过高过低也会影响磁共振中磁体超导闭环运行。[0008]针对上述问题，本实用新型提供一种新的液态低温致冷剂液面高度的测量装置，及包含上述测量装置的磁共振成像系统，以避免上述问题。实用新型内容[0009]本实用新型解决的问题是提出一种液态低温致冷剂液面高度的测量装置，及包含上述测量装置的磁共振成像系统，以避免现有的测量装置导致致冷剂液面高度测量不准确，进而避免这种不准确影响磁共振中磁体超导闭环运行。[0010]为解决上述问题，本实用新型提供一种液态低温致冷剂液面高度的测量装置，包括[0011]第一超导线；[0012]与所述第一超导线连接的第一电加热器；[0013]分别与所述第一超导线连接的第一导线与第二导线，且所述第一超导线上与第一导线、第二导线的连接端远离设置所述第一电加热器的一端；[0014]第三导线，连接在所述第一电加热器与所述第一超导线的连接端；[0015]第四导线，连接所述第一超导线，且所述第四导线与所述第一超导线的连接端位于所述第一超导线与第一导线、第二导线的连接端与连接所述第一电加热器的连接端之间；[0016]其中，所述第一导线、所述第一超导线、所述第一电加热器形成回路，所述第二导线与所述第三导线测量上述回路对应的所述第一超导线上的第一电压，所述第二导线与所述第四导线测量上述回路对应的所述第一超导线上的第二电压，所述第一电压与所述第二电压反应所述液·态低温致冷剂的液面的位置。[0017]可选地，所述第一超导线上与第一导线、第二导线的连接端位于所述第一超导线的端头，且该端头适于浸入致冷剂中。[0018]可选地，所述第一电加热器与所述第一超导线的另一端头连接。[0019]可选地，所述第四导线与所述第一超导线的连接端位于所述第一超导线的长度的一半处。[0020]可选地，所述第一超导线、第一导线、第二导线、第三导线与第四导线周围都设置有绝缘层。[0021]可选地，所述第一超导线的截面为圆形或矩形。可选地，所述第一超导线的截面为圆形，其直径范围为O. I毫米-O. 3毫米。[0022]可选地,上述测量装置还包括[0023]第二超导线、与所述第二超导线连接的第二电加热器；[0024]其中，所述第二超导线分别与第一导线与第二导线连接，且所述第二超导线上与第一导线、第二导线的连接端远离设置所述第二电加热器的一端；[0025]第五导线，连接在所述第二电加热器与所述第二超导线的连接端；[0026]第六导线，连接所述第二超导线，且所述第六导线与所述第二超导线的连接端位于所述第二超导线与第一导线、第二导线的连接端与连接所述第二电加热器的连接端之间；[0027]其中，所述第一导线、所述第二超导线、所述第二电加热器形成回路，所述第二导线与所述第五导线测量上述回路对应的所述第二超导线上的第三电压，所述第二导线与所述第六导线测量上述回路对应的所述第二超导线上的第四电压，所述第三电压与所述第四电压反应所述液态低温致冷剂的液面的位置。[0028]可选地，所述第二超导线上与第一导线、第二导线的连接端位于所述第二超导线的端头，且该端头适于浸入致冷剂中。[0029]可选地，所述第二电加热器与所述第二超导线的另一端头连接。[0030]可选地，所述第六导线与所述第二超导线的连接端与所述第二超导线上远离所述第二电加热器的端头的距离为第二超导线的长度的50%至80%范围内。[0031]可选地，所述第二超导线、第五导线与第六导线周围都设置有绝缘层。[0032]可选地，所述第二超导线的截面为圆形或矩形。[0033]可选地，所述第二超导线的截面为圆形，其直径范围为O. I毫米-O. 3毫米。[0034]基于上述液态低温致冷剂液面高度的测量装置，本实用新型还提供了包含上述测量装置的磁共振成像系统。[0035]可选地，上述的磁共振成像系统包括存装所述液态低温致冷剂的恒温器，所述恒温器内具有用于添加所述液态低温致冷剂的导管，所述液态低温致冷剂液面高度的测量装置设置在所述导管内。[0036]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点为了避免现有的测量装置需采用固定值的原始电阻Rtl换算液面高度，本实用新型提供了一种测量装置，该测量装置包括第一超导线、与所述第一超导线连接的第一电加热器、分别与所述第一超导线连接的第一导线与第二导线、第三导线及第四导线；其中，所述第一超导线上与第一导线、第二导线的连接端远离设置所述第一电加热器的一端，第三导线连接在所述第一电加热器与所述第一超导线的连接端，第四导线连接所述第一超导线，且所述第四导线与所述第一超导线的连接端位于所述第一超导线与第一导线、第二导 线的连接端与连接所述第一电加热器的连接端之间；此外，所述第一导线、所述第一超导线、所述第一电加热器用于形成回路，所述第二导线与所述第三导线用于测量上述回路对应的所述第一超导线上的第一电压，所述第二导线与所述第四导线用于测量上述回路对应的所述第一超导线上的第二电压，所述第一电压与所述第二电压反应所述液态低温致冷剂的液面的位置，通过联立方程组，避免了不同使用状态，即在不同温度下都采用相同的原始电阻值，进而提供了液面高度的精确换算。[0037]2)可选方案中，为防止一个测量装置只测量一个点的液面，或该测量装置出现故障，导致测量错误，误报警等问题，可以采用两个或多个所述测量装置，设置在同一位置或不同位置进行液面测量。[0038]3)可选方案中，针对测量装置出现故障，导致测量错误，误报警等问题，在I)方案基础上，该测量装置还包括了第二超导线、与所述第二超导线连接的第二电加热器、第五导线及第六导线；其中，所述第二超导线分别与第一导线与第二导线连接，且所述第二超导线上与第一导线、第二导线的连接端远离设置所述第二电加热器的一端；第五导线连接在所述第二电加热器与所述第二超导线的连接端；第六导线连接所述第二超导线，且所述第六导线与所述第二超导线的连接端位于所述第二超导线与第一导线、第二导线的连接端与连接所述第二电加热器的连接端之间；此外，所述第一导线、所述第二超导线、所述第二电加热器用于形成回路，所述第二导线与所述第五导线用于测量上述回路对应的所述第二超导线上的第三电压，所述第二导线与所述第六导线用于测量上述回路对应的所述第二超导线上的第四电压，所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压与所述第四电压反应所述液态低温致冷剂的液面的位置。所述第一电压、所述第二电压联立方程组，换算出一个液面高度， 所述第三电压与所述第四电压联立另一个方程组，换算出另一个液面高度。


[0039]图I是现有的用于磁共振成像系统的低温致冷剂存储装置的结构示意图；[0040]图2是图I中的液态低温致冷剂液面高度的测量装置的结构示意图；[0041]图3是本实用新型第一实施方式提供的液态低温致冷剂液面高度的测量装置的结构示意图；[0042]图4是本实用新型第二实施方式提供的液态低温致冷剂液面高度的测量装置的结构示意图。
具体实施方式
[0043]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做详细的说明，由于重点在于说明本实用新型的原理，所以未按比例制图。[0044]第一实施方式[0045]图3所示为本实用新型提供的液态低温致冷剂液面高度的测量装置3的一种实施方式。[0046]参照图3，该测量装置3包括[0047]第一超导线31 ；[0048]与所述第一超导线31连接的第一电加热器32 ；[0049]分别与所述第一超导线31连接的第一导线33与第二导线34，且所述第一超导线 31上与第一导线33、第二导线34的连接端A远离设置所述第一电加热器32的一端；[0050]第三导线35，连接在所述第一电加热器32与所述第一超导线31的连接端B ；[0051]第四导线36，连接所述第一超导线33，且所述第四导线36与所述第一超导线33 的连接端C位于所述第一超导线31与第一导线33、第二导线34的连接端A与连接所述第一电加热器32的连接端B之间；[0052]其中，所述第一导线33、所述第一超导线31、所述第一电加热器32用于形成回路， 所述第二导线34与所述第三导线35用于测量上述回路对应的所述第一超导线31上的第一电压Vba，所述第二导线34与所述第四导线36用于测量上述回路对应的所述第一超导线 31上的第二电压\k，所述第一电压Vba与所述第二电压Vca反应所述液态低温致冷剂的液面的位置。[0053]需要说明的是，图3中为了显示第一导线33、第二导线34及第一超导线31之间的连接关系，对三者之间的适于浸入致冷剂的连接端A进行了夸大显示，事实上，三者在形成液面高度测量装置时，被排布成如图I所示的接近于一根线。换言之，图3中显示的第一超导线长度L1也近乎为第一导线33与第二导线34的长度。[0054]实施例一[0055]在上述图3提供的第一实施方式的基础上，以下对该实施方式的一种实施例进行详细描述。[0056]具体地，结合图3所示，本实施例一中，所述第一超导线31上与第一导线33、第二导线34的连接端A位于所述第一超导线31的端头。本实用新型对第一超导线31、第一导线33、第二导线34三者的连接端A并不限于各自的端头，该连接端A可以位于三者上的任一点，三者形成电连接，使得第一超导线31上介于液面上下的两点的第一电压Vba、及同样介于液面上下的两点的第二电压Vffl可测即可。需要说明的是，介于液面上的两点需对应第一超导线31上的不同位置。[0057]本实施例一中，所述第一电加热器32与所述第一超导线31的连接端B为所述第一超导线31的另一端头。类似地，本实用新型也不要求连接第一电加热器32的一端与所述第一超导线31的一个端头，该第一电加热器32与所述第一超导线31形成电 连接即可。[0058]可以理解的是，所述第一超导线31、第一导线33、第二导线34、第三导线35与第四导线36除了连接端A、B、C连接外，其余部分都是电绝缘，该电绝缘的实现方式可以在上述第一超导线31、各导线33、34、35、36周围都设置绝缘层(未图示)。[0059]此外，第一超导线31为线材或带材，相应地，该第一超导线31的截面为圆形或矩形。为实现较好测量效果，第一超导线31优选直径范围为O. I毫米-O. 3毫米的线材。[0060]以下介绍本实施例一提供的测量装置3能提高液面高度测量准确性的原理。[0061]设定液面高度H，第一超导线31的总长L1 (即AB之间的长度)，第一超导线31的原始电阻Rltl (即AB之间的电阻)，第一超导线31液面之上的部分的电阻Rlg，AC之间的第一超导线31的长度L/ ,AC之间第一超导线31的原始电阻Rltl’，第一超导线31液面之上位于AC之间部分的电阻Rlg’,在第一导线33及第一电加热器32的端头施加的电流I1,第二导线34、第三导线35两端测得的第一电压Vba，第二导线34、第四导线36两端测得的第二电压Vca，则上述换算关系为[0062]
权利要求1.一种液态低温致冷剂液面高度的测量装置，其特征在于，包括第一超导线；与所述第一超导线连接的第一电加热器；分别与所述第一超导线连接的第一导线与第二导线，且所述第一超导线上与第一导线、第二导线的连接端远离设置所述第一电加热器的一端；第三导线，连接在所述第一电加热器与所述第一超导线的连接端；第四导线，连接所述第一超导线，且所述第四导线与所述第一超导线的连接端位于所述第一超导线与第一导线、第二导线的连接端与连接所述第一电加热器的连接端之间； 其中，所述第一导线、所述第一超导线、所述第一电加热器形成回路，所述第二导线与所述第三导线测量上述回路对应的所述第一超导线上的第一电压，所述第二导线与所述第四导线测量上述回路对应的所述第一超导线上的第二电压，所述第一电压与所述第二电压反应所述液态低温致冷剂的液面的位置。
2.根据权利要求I所述的测量装置，其特征在于，所述第一超导线上与第一导线、第二导线的连接端位于所述第一超导线的端头，且该端头适于浸入致冷剂中。
3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述第一电加热器与所述第一超导线的另一端头连接。
4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述第四导线与所述第一超导线的连接端位于所述第一超导线的长度的一半处。
5.根据权利要求I所述的测量装置，其特征在于，所述第一超导线、第一导线、第二导线、第三导线与第四导线周围都设置有绝缘层。
6.根据权利要求I所述的测量装置，其特征在于，所述第一超导线的截面为圆形或矩形。
7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，所述第一超导线的截面为圆形，其直径范围为O. I毫米-O. 3毫米。
8.根据权利要求I所述的测量装置，其特征在于，还包括第二超导线、与所述第二超导线连接的第二电加热器；其中，所述第二超导线分别与第一导线与第二导线连接，且所述第二超导线上与第一导线、第二导线的连接端远离设置所述第二电加热器的一端；第五导线，连接在所述第二电加热器与所述第二超导线的连接端；第六导线，连接所述第二超导线，且所述第六导线与所述第二超导线的连接端位于所述第二超导线与第一导线、第二导线的连接端与连接所述第二电加热器的连接端之间； 其中，所述第一导线、所述第二超导线、所述第二电加热器形成回路，所述第二导线与所述第五导线测量上述回路对应的所述第二超导线上的第三电压，所述第二导线与所述第六导线测量上述回路对应的所述第二超导线上的第四电压，所述第三电压与所述第四电压反应所述液态低温致冷剂的液面的位置。
9.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述第二超导线上与第一导线、第二导线的连接端位于所述第二超导线的端头，且该端头适于浸入致冷剂中。
10.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，所述第二电加热器与所述第二超导线的另一端头连接。
11.根据权利要求10所述的测量装置，其特征在于，所述第六导线与所述第二超导线的连接端与所述第二超导线上远离所述第二电加热器的端头的距离为第二超导线的长度的50%至80%范围内。
12.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述第二超导线、第五导线与第六导线周围都设置有绝缘层。
13.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述第二超导线的截面为圆形或矩形。
14.根据权利要求13所述的测量装置，其特征在于，所述第二超导线的截面为圆形，其直径范围为O. I毫米-O. 3毫米。
15.一种磁共振成像系统，其 特征在于，包含上述任一权利要求所述的液态低温致冷剂液面高度的测量装置。
16.根据权利要求15所述的磁共振成像系统，其特征在于，包括存装所述液态低温致冷剂的恒温器，所述恒温器内具有用于添加所述液态低温致冷剂的导管，所述液态低温致冷剂液面高度的测量装置设置在所述导管内。
专利摘要一种液态低温致冷剂液面高度的测量装置，包括第一超导线、与第一超导线连接的第一电加热器、分别与第一超导线连接的第一导线与第二导线、第三导线、第四导线；其中，第一导线、第一超导线、第一电加热器形成回路，第二导线与第三导线测量上述回路对应的所述第一超导线上的第一电压，第二导线与第四导线测量上述回路对应的第一超导线上的第二电压，第一电压与第二电压反应液态低温致冷剂的液面的位置。基于上述测量装置，本实用新型还提供了一种包含上述测量装置的磁共振成像系统。采用本实用新型的技术方案，可以避免现有的测量装置导致致冷剂液面高度测量不准确，进而避免对磁共振中磁体超导闭环运行产生影响。
文档编号G01F23/24GK202793521SQ20122040813
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者宋啸坤 申请人:上海联影医疗科技有限公司