為什麼超導磁體核磁工作時線圈要通電後再斷電?

時間 2021-05-31 16:14:14

1樓:李想

偶然看到這個問題,剛好做完超導開關閉合測試,趁熱回答一下。

問題描述大致分為兩點,第一是超導核磁共振通電問題,這個很簡單,核磁共振目前多使用超導磁體來產生磁場,超導磁體結構其實就是多螺線管組成的線圈組,通電後會產生核磁共振掃瞄所需的高強磁場。

第二點,為何要斷電。這得從超導磁體結構談起。超導磁體目前業界廣泛使用低溫超導體鈮鈦線(我們使用的是方線)繞制而成,既然是低溫超導,那麼超導線圈工作溫度為4.

2k,多使用液氦浸泡方式獲得低溫,為了維持低溫,首先需要將整個線圈組結構懸掛在真空容器(外杜瓦)內,同時還有一系列結構和工藝保證低溫維持,當然,4k製冷機是必不可少的。這樣,方可保證超導線圈在4k低溫下正常工作。

那麼就有乙個問題,整個超導線圈時懸掛於外杜瓦內的,外杜瓦內為真空(10-5pa),外界溫度常溫,通電需從外界引入超導磁體,這樣,加電部分結構會形成乙個300k~4k溫差,根據熱傳導理論,會有持續的熱量從通電部分結構引入磁體。由於mri超導磁體電流很大,500a以上,通電部分的結構不論如何優化,引入超導磁體的熱量相對低溫環境都是乙個比較大的數量,勢必會影響超導磁體執行穩定性,對於醫院終端來說,像mri這種儀器必須是要長期穩定執行的,外部通電任何電源故障會瞬時造成磁體失超引發事故。故外部通電在勵磁以後應當撤去,使電流在超導磁體內部執行,減小通電引起的發熱造成的液氦蒸發,減小因斷電引起的瞬時失超。

至於電流在磁體內部執行,即閉環執行,涉及到超導開關,有空更新一下原理。

2樓:豆子

正好是做核磁的超導磁體,前來回答。

超導磁體與超導開關串聯,超導開關其實也是超導線圈。通電勵磁的時候,持續給超導開關加熱,使得開關處於正常有電阻的狀態,電流只流過線圈。當線圈裡的電流達到設定的執行電流,關閉加熱器,超導開關回覆到超導狀態,開關和線圈形成乙個閉環的超導迴路,此時便可以斷開電源,讓電流在閉環迴路中近乎無衰減的執行。

3樓:五閒生

核磁共振的超導磁體通電勵磁後不是斷電了,只是把電源切除了,磁體本身會形成閉合的迴路,電流仍然存在,因此磁場還存在。

這樣做的原因有兩個,一是核磁共振要求很穩定的磁場。二是直流電源一般都有紋波,電源一直連線反而使得磁場的穩定度變差。

能實現切除電源且維持穩定的磁場的原因是:超導體在低溫下(超導體的臨界溫度以下)、直流電流下是零電阻,閉合線圈(磁體)中的電流衰減的很慢很慢(幾乎不衰減)。而要實現長時間的不衰減電流,目前一般都是低溫超導磁體。

高溫超導磁體還很難做到零衰減的永久電流。

4樓:

補充一下,超導磁體的磁場強度並不是沒有上限的,一旦電流密度的增加到乙個數值,超導特性會被破壞,這個數值被稱為臨界電流密度(critical current density);另外,外界附加的磁場也會破壞超導特性,類似的,臨界值叫臨界磁場(critical magnetic field)。兩者之間還存在相關性,具體看下面給出的例子(鏈結):

Scientific Divisions(National High Magnetic Field Lab )

5樓:cui cui

樓主的問題表述是有問題的,

首先,射頻線圈是產生射頻場進行操作的器件,沒有通電斷電的這些要求

其次,為什麼斷電後磁場還在,這主要指的是超導磁體產生的靜磁場,我想@花錢秀腿應該回答了你的問題

為什麼核磁裝置用珍貴的液氦,而電力超導用液氮?

西蜀王尼萌 主要有兩方面原因 1.臨界磁場限制 液氮溫度下,高溫超導的臨界電流隨磁場的增加而迅速下降,高於1特斯拉基本就失去應用價值,而輸電線纜中,磁場只有線纜本身產生的磁場,遠小於1特斯拉 2.成本 對於幾特斯拉的核磁共振,執行溫度低於四五十K都是可以使用高溫超導的,但是要製造產生相同磁場的線圈,...

為什麼在工作時要穿工作服?

五洲之星 工作服是為工作需要而特製的服裝。工作服設計時需根據客戶的要求,結合職業特徵 團隊文化 年齡結構 體型特徵 穿著習慣等,從服裝的色彩 面料 款式 造型 搭配等多方面考慮。工作服在提公升企業形象,展示企業文化內涵起了積極作用。 盧俊 要從兩方面來解答,1.服裝有門學科叫服裝心理學,研究服裝起源...

為什麼許多人工作時喜歡喝咖啡?

機械人咖啡亭COFEPLUS 隨著人均消費的增長,居民生活質量不斷提高,年輕一代對咖啡飲品的喜愛逐漸提公升,帶動咖啡行業快速增長。咖啡的消費場景,正在逐漸從 社交屬性 逐漸變成日常飲品,辦公室咖啡成了許多企業的標配,辦公群體對咖啡的需求量不斷增長,而且提高了對咖啡的品質要求,更多願意選擇高價效比和簡...