JPH0511645B2 - - Google Patents
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- JPH0511645B2 JPH0511645B2 JP62118972A JP11897287A JPH0511645B2 JP H0511645 B2 JPH0511645 B2 JP H0511645B2 JP 62118972 A JP62118972 A JP 62118972A JP 11897287 A JP11897287 A JP 11897287A JP H0511645 B2 JPH0511645 B2 JP H0511645B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- current
- main coil
- heater
- shield
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/006—Supplying energising or de-energising current; Flux pumps
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
- G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、超電導電磁石装置、特に磁気共鳴
イメージング装置に用いられる超電導電磁石装置
に関するものである。
イメージング装置に用いられる超電導電磁石装置
に関するものである。
一般に、磁気共鳴イメージング装置用電磁石で
は、その開口内の撮像空間に強度が大きくて均一
な磁界を発生させる必要がある。従来の超電導電
磁石装置では、このような磁界を発生させる場合
に、磁界が電磁石外部にも漏洩して周辺機器に悪
影響を及ぼすという問題点がある。このため、電
磁石を磁気しやへいして漏洩磁界を低減すること
が望ましい。
は、その開口内の撮像空間に強度が大きくて均一
な磁界を発生させる必要がある。従来の超電導電
磁石装置では、このような磁界を発生させる場合
に、磁界が電磁石外部にも漏洩して周辺機器に悪
影響を及ぼすという問題点がある。このため、電
磁石を磁気しやへいして漏洩磁界を低減すること
が望ましい。
電磁石を磁気しやへいする方法としては、電磁
石を磁性体で囲う方法がある。しかしながら、こ
の方法では装置の重量が重くなり、設置場所の耐
荷重強度が必要となる欠点がある。このため、主
コイルの囲り主コイルと逆極性の磁界を発生する
コイルを設ける方法が用いられる。
石を磁性体で囲う方法がある。しかしながら、こ
の方法では装置の重量が重くなり、設置場所の耐
荷重強度が必要となる欠点がある。このため、主
コイルの囲り主コイルと逆極性の磁界を発生する
コイルを設ける方法が用いられる。
第３図は上述した従来の超電導電磁石装置に使
用される電磁石の構成を示す断面図であり、超電
導主コイル（以下、主コイルと呼ぶ。）１と、こ
の主コイル１の囲りに設けられかつ主コイル１が
発生する外部洩れ磁界を低減する超電導シールド
コイル（以下、シールドコイルと呼ぶ。）２とは、
内容器３内に収納されて極低温に冷却保持され
る。この内容器３は真空容器４によつて更に包囲
されて真空断熱される。これらの内容器３の真空
容器の間には断熱シールド５が設けられている。
用される電磁石の構成を示す断面図であり、超電
導主コイル（以下、主コイルと呼ぶ。）１と、こ
の主コイル１の囲りに設けられかつ主コイル１が
発生する外部洩れ磁界を低減する超電導シールド
コイル（以下、シールドコイルと呼ぶ。）２とは、
内容器３内に収納されて極低温に冷却保持され
る。この内容器３は真空容器４によつて更に包囲
されて真空断熱される。これらの内容器３の真空
容器の間には断熱シールド５が設けられている。
第４図は従来の超電導電磁石装置の電気接続図
である。主コイル１とシールドコイル２は直列接
続され、この直列接続体に永久電流スイツチ６が
並列接続されている。この並列接続体は、電流リ
ード７、着脱式電流リード８および電流リード９
を介して励磁電源１０に接続される。永久電流ス
イツチ６にはヒータ１１が組み合わされており、
このヒータ１１は電流リード１２、着脱式電流リ
ード８および電流リード１３を介してヒータ電源
１４に接続される。
である。主コイル１とシールドコイル２は直列接
続され、この直列接続体に永久電流スイツチ６が
並列接続されている。この並列接続体は、電流リ
ード７、着脱式電流リード８および電流リード９
を介して励磁電源１０に接続される。永久電流ス
イツチ６にはヒータ１１が組み合わされており、
このヒータ１１は電流リード１２、着脱式電流リ
ード８および電流リード１３を介してヒータ電源
１４に接続される。
このような超電導電磁石装置において、シール
ドコイル２は、主コイル１が発生する磁界に重畳
して電磁石の内部作用空間に均一な合成磁界を発
生すると共に、主コイル１が発生する外部漏洩磁
界と逆極性の外部磁界を発生して主コイル１との
合成磁界を低減する。
ドコイル２は、主コイル１が発生する磁界に重畳
して電磁石の内部作用空間に均一な合成磁界を発
生すると共に、主コイル１が発生する外部漏洩磁
界と逆極性の外部磁界を発生して主コイル１との
合成磁界を低減する。
電磁石を励磁する際には、着脱式電流リード８
を装着してまず励磁電源１０およびヒータ電源１
４を接続し、このヒータ電源１４からヒータ１１
に通電して永久電流スイツチ６を開くことによ
り、直列接続された主コイル１およびシールドコ
イル２に励磁電源１０から電流を供給する。その
電流が所定の値に達した後、永久電流スイツチ６
を閉じると、主コイル１とシールドコイル２は直
列閉回路を構成して永久電流運転が行われる。
を装着してまず励磁電源１０およびヒータ電源１
４を接続し、このヒータ電源１４からヒータ１１
に通電して永久電流スイツチ６を開くことによ
り、直列接続された主コイル１およびシールドコ
イル２に励磁電源１０から電流を供給する。その
電流が所定の値に達した後、永久電流スイツチ６
を閉じると、主コイル１とシールドコイル２は直
列閉回路を構成して永久電流運転が行われる。
第４図に示された従来の超電導電磁石装置で
は、主コイル１とシールドコイル２が直列接続さ
れているため、通電電流が等しく、同一電流で電
磁石の内部作用空間に均一な合成磁界を発生させ
る必要があつた。このため、導体の大きさやコイ
ル形状が制約され、不経済となる問題点があつ
た。
は、主コイル１とシールドコイル２が直列接続さ
れているため、通電電流が等しく、同一電流で電
磁石の内部作用空間に均一な合成磁界を発生させ
る必要があつた。このため、導体の大きさやコイ
ル形状が制約され、不経済となる問題点があつ
た。
そこで、この問題点を補うために、第５図の超
電導電磁石装置が用いられている。この超電導電
磁石装置では、主コイル１と並列に永久電流スイ
ツチ６ａが接続され、この永久電流スイツチ６ａ
にヒータ１１ａが組み合わされている。そして主
コイル１は電流リード７ａ、着脱式電流リード８
および電流リード９ａを介して励磁電源１０ａに
接続され、ヒータ１１ａは電流リード１２ａ、着
脱式電流リード８および電流リード１３ａを介し
てヒータ電源１４ａに接続される。同様に、シー
ルドコイル２と並列に永久電流スイツチ６ｂが接
続され、この永久電流スイツチにヒータ１１ｂが
組み合わされている。そしてシールドコイル２は
電流リード７ｂ、着脱式電流リード８および電流
リード９ｂを介して励磁電源１０ｂに接続され、
ヒータ１１ｂは電流リード１２ｂ、着脱式電流リ
ード８および電流リード１３ｂを介してヒータ電
源１４ｂに接続される。
電導電磁石装置が用いられている。この超電導電
磁石装置では、主コイル１と並列に永久電流スイ
ツチ６ａが接続され、この永久電流スイツチ６ａ
にヒータ１１ａが組み合わされている。そして主
コイル１は電流リード７ａ、着脱式電流リード８
および電流リード９ａを介して励磁電源１０ａに
接続され、ヒータ１１ａは電流リード１２ａ、着
脱式電流リード８および電流リード１３ａを介し
てヒータ電源１４ａに接続される。同様に、シー
ルドコイル２と並列に永久電流スイツチ６ｂが接
続され、この永久電流スイツチにヒータ１１ｂが
組み合わされている。そしてシールドコイル２は
電流リード７ｂ、着脱式電流リード８および電流
リード９ｂを介して励磁電源１０ｂに接続され、
ヒータ１１ｂは電流リード１２ｂ、着脱式電流リ
ード８および電流リード１３ｂを介してヒータ電
源１４ｂに接続される。
第５図の超電導電磁石装置では、主コイル１と
シールドコイル２は電気的に独立し、独立した励
磁回路をもつているので互いに異なる電流で運転
されることができる。しかし、この超電導電磁石
装置では、電流リードが主コイル用とシールドコ
イル用の２回路必要となるため、着脱式電流リー
ド８の内部回路数が増加し、装置が大形となると
共に、励磁電源が２台必要となる問題点があつ
た。
シールドコイル２は電気的に独立し、独立した励
磁回路をもつているので互いに異なる電流で運転
されることができる。しかし、この超電導電磁石
装置では、電流リードが主コイル用とシールドコ
イル用の２回路必要となるため、着脱式電流リー
ド８の内部回路数が増加し、装置が大形となると
共に、励磁電源が２台必要となる問題点があつ
た。
上述したように、従来の超電導電磁石装置に
は、導体の大きさやコイル形状に制約があつて不
経済になり、また装置が大形になると共に励磁電
源が２台必要になるという問題点があつた。
は、導体の大きさやコイル形状に制約があつて不
経済になり、また装置が大形になると共に励磁電
源が２台必要になるという問題点があつた。
この発明は、上述したような問題点を解決する
ためになされたもので、主コイルとシールドコイ
ルの電流を同一にする必要がなく、且つ１台の励
磁電源で励磁可能な超電導電磁石装置を得ること
を目的とする。
ためになされたもので、主コイルとシールドコイ
ルの電流を同一にする必要がなく、且つ１台の励
磁電源で励磁可能な超電導電磁石装置を得ること
を目的とする。
この発明に係る超電導電磁石装置は、永久電流
スイツチがそれぞれ並列接続された主コイルとシ
ールドコイルを直列接続し、この直列接続体の両
端間に励磁電源を接続したものである。
スイツチがそれぞれ並列接続された主コイルとシ
ールドコイルを直列接続し、この直列接続体の両
端間に励磁電源を接続したものである。
この発明においては、主コイルとシールドコイ
ルの各々に永久電流スイツチが並列接続されてい
るので、主コイルとシールドコイルは独立した閉
回路を構成し、各々異なる電流で永久電流運転さ
れることができる。また、主コイルとシールドコ
イルが直列接続され、この直列接続体の両端間に
励磁電源が接続されるので、永久電流スイツチの
開閉操作により、１台の励磁電源で主コイルとシ
ールドコイルを各々異なる電流値に励磁すること
ができる。
ルの各々に永久電流スイツチが並列接続されてい
るので、主コイルとシールドコイルは独立した閉
回路を構成し、各々異なる電流で永久電流運転さ
れることができる。また、主コイルとシールドコ
イルが直列接続され、この直列接続体の両端間に
励磁電源が接続されるので、永久電流スイツチの
開閉操作により、１台の励磁電源で主コイルとシ
ールドコイルを各々異なる電流値に励磁すること
ができる。
以下、この発明の一実施例を添付図面について
説明する。
説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す電気結線図
である。主コイル１とシールドコイル２は互いに
直列接続され、主コイル１は永久電流スイツチ６
ａが並列接続され、シールドコイル２には永久電
流スイツチ６ｂが並列接続されている。各永久電
流スイツチ６ａ，６ｂにはそれぞれヒータ１１
ａ，１１ｂが組み合わされている。主コイル１と
シールドコイル２の直列接続体は電流リード７、
着脱式電流リード８および電流リード９を介して
励磁電源１０に接続される。永久電流スイツチ６
ａと組み合わされたヒータ１１ａは電流リード１
２ａ、着脱式電流リード８および電流リード１３
ａを介してヒータ電源１４ａに接続され、同様に
永久電流スイツチ６ｂと組み合わされたヒータ１
１ｂは電流リード１２ｂ、着脱式電流リード８お
よび電流リード１３ｂを介してヒータ電源１４ｂ
に接続される。
である。主コイル１とシールドコイル２は互いに
直列接続され、主コイル１は永久電流スイツチ６
ａが並列接続され、シールドコイル２には永久電
流スイツチ６ｂが並列接続されている。各永久電
流スイツチ６ａ，６ｂにはそれぞれヒータ１１
ａ，１１ｂが組み合わされている。主コイル１と
シールドコイル２の直列接続体は電流リード７、
着脱式電流リード８および電流リード９を介して
励磁電源１０に接続される。永久電流スイツチ６
ａと組み合わされたヒータ１１ａは電流リード１
２ａ、着脱式電流リード８および電流リード１３
ａを介してヒータ電源１４ａに接続され、同様に
永久電流スイツチ６ｂと組み合わされたヒータ１
１ｂは電流リード１２ｂ、着脱式電流リード８お
よび電流リード１３ｂを介してヒータ電源１４ｂ
に接続される。
なお、シールドコイル２は、主コイル１が電磁
石の内部空間に発生する磁界に重畳して均一な合
成磁界を発生し、且つ主コイル１が電磁石の外部
空間に作る磁界と逆極性の磁界を発生して外部漏
れ磁界を低減する。また、主コイル１およびシー
ルドコイル２はそれぞれ１個のソレノイドコイル
として図示したが、電磁石内部の作用空間に均一
な磁界（これは磁気共鳴撮像に必要である。）を
発生するため、通常複数個のコイルで構成され
る。
石の内部空間に発生する磁界に重畳して均一な合
成磁界を発生し、且つ主コイル１が電磁石の外部
空間に作る磁界と逆極性の磁界を発生して外部漏
れ磁界を低減する。また、主コイル１およびシー
ルドコイル２はそれぞれ１個のソレノイドコイル
として図示したが、電磁石内部の作用空間に均一
な磁界（これは磁気共鳴撮像に必要である。）を
発生するため、通常複数個のコイルで構成され
る。
次に、この発明による超電導電磁石装置の励磁
方法を第１図、第２ａ図および第２ｂ図について
説明する。なお、説明の都合上、主コイル１の運
転電流をI1、シールドコイル２の運転電流をI2と
し且つI1＞I2とするが、I1≦I2であつてもこの発
明の目的を達成することができる。
方法を第１図、第２ａ図および第２ｂ図について
説明する。なお、説明の都合上、主コイル１の運
転電流をI1、シールドコイル２の運転電流をI2と
し且つI1＞I2とするが、I1≦I2であつてもこの発
明の目的を達成することができる。
まず、超電導電磁石装置に着脱式電流リード８
を装着して励磁電源１０およびヒータ電源１４
ａ、１４ｂを接続することにより、第１図の回路
を構成する。ヒータ電源１４ａ，１４ｂからそれ
ぞれヒータ１１ａ，１１ｂに通電して永久電流ス
イツチ６ａ，６ｂを開き、励磁電源１０から主コ
イル１およびシールドコイル２に電流を供給す
る。この状態では、第２ａ図に示す通り、主コイ
ル１とシールドコイル２に同一の電流Ｉが流入す
る。
を装着して励磁電源１０およびヒータ電源１４
ａ、１４ｂを接続することにより、第１図の回路
を構成する。ヒータ電源１４ａ，１４ｂからそれ
ぞれヒータ１１ａ，１１ｂに通電して永久電流ス
イツチ６ａ，６ｂを開き、励磁電源１０から主コ
イル１およびシールドコイル２に電流を供給す
る。この状態では、第２ａ図に示す通り、主コイ
ル１とシールドコイル２に同一の電流Ｉが流入す
る。
電流がI2に達した時に、シールドコイル２に並
列接続された永久電流スイツチ６ｂのヒータ１１
ｂの通電を停止して永久電流スイツチ６ｂを閉じ
ると、励磁電源１０から給電される電流は、第２
ｂ図の通りシールドコイル２をパイパスして主コ
イル１だけに流入する。主コイル１の電流がI1に
達した後、主コイル１に並列接続された永久電流
スイツチ６ａのヒータ１１ａの通電を停止する
と、永久電流スイツチ６ａが閉じられ、主コイル
１とシールドコイル２は各々並列接続された永久
電流スイツチ６ａ，６ｂによつて超電導閉回路を
構成し、永久電流モードで運転が行われる。主コ
イル１とシールドコイル２は直列に接続されてい
るが、通常運転中は永久電流スイツチ６ａおよび
６ｂによつて主コイル１およびシールドコイル２
がそれぞれ別個の閉回路を構成しているので、主
コイル１とシールドコイル２は異なる電流で運転
されることができる。また、この構成によれば、
電流リード７などおよび励磁電流１０は１組でよ
く、主コイル１およびシールドコイル２の各々に
電流リードおよび励磁電源を設けた第５図の装置
に比べて装置価格を低減することができる。
列接続された永久電流スイツチ６ｂのヒータ１１
ｂの通電を停止して永久電流スイツチ６ｂを閉じ
ると、励磁電源１０から給電される電流は、第２
ｂ図の通りシールドコイル２をパイパスして主コ
イル１だけに流入する。主コイル１の電流がI1に
達した後、主コイル１に並列接続された永久電流
スイツチ６ａのヒータ１１ａの通電を停止する
と、永久電流スイツチ６ａが閉じられ、主コイル
１とシールドコイル２は各々並列接続された永久
電流スイツチ６ａ，６ｂによつて超電導閉回路を
構成し、永久電流モードで運転が行われる。主コ
イル１とシールドコイル２は直列に接続されてい
るが、通常運転中は永久電流スイツチ６ａおよび
６ｂによつて主コイル１およびシールドコイル２
がそれぞれ別個の閉回路を構成しているので、主
コイル１とシールドコイル２は異なる電流で運転
されることができる。また、この構成によれば、
電流リード７などおよび励磁電流１０は１組でよ
く、主コイル１およびシールドコイル２の各々に
電流リードおよび励磁電源を設けた第５図の装置
に比べて装置価格を低減することができる。
以上、詳述したように、この発明は、主コイル
とシールドコイルに各々永久電流スイツチを並列
接続したので主コイルとシールドコイルを異なる
電流で運転することができ、また１台の励磁電源
で励磁できるので装置を安価に製作できると共
に、シールドコイルの運転電流を任意に設定でき
るので、シールドコイルによる磁気しやへい効果
を変化させることができる効果を奏する。
とシールドコイルに各々永久電流スイツチを並列
接続したので主コイルとシールドコイルを異なる
電流で運転することができ、また１台の励磁電源
で励磁できるので装置を安価に製作できると共
に、シールドコイルの運転電流を任意に設定でき
るので、シールドコイルによる磁気しやへい効果
を変化させることができる効果を奏する。
第１図はこの発明の一実施例の電気結線図、第
２ａ図および第２ｂ図は第１図に示した実施例の
励磁方法を説明する回路図、第３図は電磁石の構
成を示す断面図、第４図は従来の超電導電磁石装
置の電気接続図、第５図は従来の他の超電導電磁
石装置の電気接続図である。 図において、１は主コイル、２はシールドコイ
ル、６ａおよび６ｂは永久電流スイツチ、１１ａ
および１１ｂはヒータ、７，９，１２ａ，１２
ｂ，１３ａおよび１３ｂは電流リード、８は着脱
式電流リード、１０は励磁電源、１４ａおよび１
４ｂはヒータ電源である。なお、図中、同一符号
は同一、又は相当部分を示す。
２ａ図および第２ｂ図は第１図に示した実施例の
励磁方法を説明する回路図、第３図は電磁石の構
成を示す断面図、第４図は従来の超電導電磁石装
置の電気接続図、第５図は従来の他の超電導電磁
石装置の電気接続図である。 図において、１は主コイル、２はシールドコイ
ル、６ａおよび６ｂは永久電流スイツチ、１１ａ
および１１ｂはヒータ、７，９，１２ａ，１２
ｂ，１３ａおよび１３ｂは電流リード、８は着脱
式電流リード、１０は励磁電源、１４ａおよび１
４ｂはヒータ電源である。なお、図中、同一符号
は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超電導主コイルと、この主コイルが発生する
外部漏れ磁界を低減する超電導シールドコイルと
が直列接続され、この直列接続体の両端間に励磁
電源が接続され、且つ前記主コイル、前記シール
ドコイルにそれぞれ永久電流スイツチが並列接続
されている超電導電磁石装置。 ２ 各永久電流スイツチは、ヒータおよびこのヒ
ータの両端間に接続されたヒータ電源と組合わさ
れている特許請求の範囲第１項記載の超電導電磁
石装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62118972A JPS63284805A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 超電導電磁石装置 |
| US07/194,518 US4851958A (en) | 1987-05-18 | 1988-05-16 | Superconducting electromagnet apparatus |
| GB8811629A GB2205444B (en) | 1987-05-18 | 1988-05-17 | Superconducting electromagnet apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62118972A JPS63284805A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 超電導電磁石装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63284805A JPS63284805A (ja) | 1988-11-22 |
| JPH0511645B2 true JPH0511645B2 (ja) | 1993-02-16 |
Family
ID=14749838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62118972A Granted JPS63284805A (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 超電導電磁石装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4851958A (ja) |
| JP (1) | JPS63284805A (ja) |
| GB (1) | GB2205444B (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4868707A (en) * | 1987-06-23 | 1989-09-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Superconducting electromagnet apparatus |
| US5216568A (en) * | 1988-09-08 | 1993-06-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Superconducting magnet device |
| JPH02195937A (ja) * | 1989-01-26 | 1990-08-02 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置用静磁界磁石 |
| DE3914243A1 (de) * | 1989-04-29 | 1990-10-31 | Bruker Analytische Messtechnik | Magnetsystem mit supraleitenden feldspulen |
| US5280247A (en) * | 1992-03-27 | 1994-01-18 | Picker International, Inc. | Filamentary cold shield for superconducting magnets |
| US5289128A (en) * | 1992-03-27 | 1994-02-22 | Picker International, Inc. | Superconducting gradient shield coils |
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