西门子1.5T磁共振制冷系统的原理及维护

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最后修订:
2015年12月18日 15:13
核磁共振成像MRI维修 1281

 

西门子1.5T磁共振制冷系统的原理及维护

 

 

1、工作原理

   西门子1. 5T超导磁共振使用液氦为制冷介质,为超导线圈建立和保持超导环境(4. 2K,一269℃ )因此磁体采用真空绝热结构,但由十结构支撑等多种因素,不可能完全阻止热传导,所以液氦会以蒸发的形式带出导入的热量,以维持4. 2K的温度。为减少液氦的蒸发,磁共振配备了制冷系统,提供降温少液氦蒸发。

西门子磁共振制冷系统的组成是由意大利EMICON公司的水冷机组(CH.A.421)、德匡!莱宝公司的压缩机(COOLPAK 6000 )和冷头三部分组成。冷头是制冷部件,为磁共振提供20K , 77K两级低温,它是一个膨胀机,经过压缩的高纯氦气在这里膨胀带走周围的热量,通过两级缸套端面的铟线圈将低温传输到磁共振的两级屏蔽上,以隔绝结构导热,冷头的材料主要是妊绸胶木,两级缸套分别以铜丸和铅丸为蓄冷填料。

   压缩机主要为冷头提供高压氦气,由冷头返回的低压氦气,经过压缩提升压力,与水冷机组提供的冷却水进行热交换、滤油后将高压氦输送去冷头,建立氦气循环过程。水冷机组类似十一个空调系统,经过热交换器给压缩机提供(3一9)℃的冷水。通过水冷机组、压缩机和冷头不停地土作,就可以源源不断地为磁共振提供冷量,以达到减少液氦蒸发的目的。


2、维护原理

   磁共振的水冷机组、压缩机和冷头一刻不停地运行,而冷头的额定土作寿命一般在(1.5--2)年,压缩机组中的吸附器只有10000小时的寿命。冷头中的活塞、旋转阀都是运动部件,随时间不断磨损,造成气密不严、制冷效率下降。

   另外超期使用会使填料松漏,严重的会将活塞片死在缸套中造成彻底报废,也可引起磁体失超。吸附器是过滤氦气中油雾的重要部件,它的好与否关系到冷头的使用寿命,这是因为氦气经压缩机压缩后,气里面带有的油雾(压缩需油润滑)经过油滤器过滤掉大部分,剩下的完全依靠吸附器吸附掉,而吸附器的主要成分是活性炭,一定时间后就会饱和,失去吸附作用,这样油就会跟随氦气污染管道,进入冷头冷凝在冷头里,造成活塞急剧磨损。

   因此吸附器应定期更换,有利十延长冷头的使用寿命。水冷机组的循环水管中时间久了由十腐蚀等原因会产生杂质,使水流不畅,影响热交换的效率。冷头损坏的情况有2种可能1)渐进式的,逐步扩大,如液氦在一段时间内损失速度明显加快;(2)突然间完全不起作用了。此时再定货或找厂商,对医院来说费用大增,措手不及,严重的造成失超,引起更大的损失。


3、维护措施
   鉴于以上种种原因,我们建议磁共振的制冷系统应采取以下维护措施(1)定期更换吸附器,一年更换一次;(2)即使冷头土作正常,三年更换一次冷头;(3)每半年清洗一次水冷机组内的水过滤网。

4误区

   由于许多人对维护措施认识上的不足,导致磁共振运行成本的不合理支出,其主要表现在以下两方面(1)维护冷头要停机很长时间,损失大量液氦。磁共振的超导环境是由液氦来维持的,因此冷头停机不影响做病人,另外冷头并不与液氦层相连而是与冷屏相连,更换活塞与系统纯化不超过3小时一,因此不会造成液氦的大量损失;(2)等到机器彻底不能用,再考虑维修。这种情况会造成系统严重污染,即使更换部件进行系统纯化,都难以全面根除污染物,此时再换新冷头,其寿命也将受到很大的影响。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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