МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОДНОРОДНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОДНОРОДНОГО МАГНИТНОГО НОЛЯ
Полезная модель относится к области магнитных систем для создания однородного магнитного поля, используемого, например, в магнито-резонансных томографах.
Известна магнитная система, состоящая из четырех катушек с геометрией обмоток, оптимизированной на минимальные энергопотребление и массу (Патент США.№ 4,584,548, кл.335/299, 1985г.). Недостатком данной системы является небольшая зона однородности, обусловленная нескомпенсированностью члена 8-го порядка разложения в ряд Тейлора осевой составляющей функции аксиального магнитного поля в центре системы.
Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является система круговых катушек для создания однородного магнитного поля, состоящая из трех катушек с конфигурацией обмоток магнитной системы, известной как конфигурация с наружным пазом (Авторское свидетельство СССР № 1712846, кл. G01N 24/08, 1989г.). К недостаткам указанной системы относится исполнение обмоток всех катушек с одинаковым внутренним радиусом, что приводит к увеличению их общих размеров на величину необходимых юстировочных зазоров и, как следствие, к увеличению энергопотребления системы. Кроме того, в случае использования данных катушек в сверхпроводящей магнитной системе, больщой наружный радиус боковых катушек приводит к неоправданному увеличению размеров криостата. Таким образом, известное техническое решение не экономично и не технологично при изготовлении.
Техническим результатом предложенной магнитной системы является повышение величины индукции магнитного поля с пространственной однородностью, удовлетворяющей требованиям для магнитных систем магнито-резонансных томографов для всего тела, без увеличения энергопотребления системы.
Технический результат достигается тем, что в магнитную систему для создания однородного магнитного поля, содержащую центральную и две внутренние компенсационные катущки, расположенные соосно и симметрично относительно центральной, причем все три катушки выполнены с внутренним радиусом R, а их обмотки включены последовательно, введены две внешние компенсационные катушки, расположенные соосно снаружи соответствующих внутренних компенсационных катушек, обмотки которых включены последовательно с ними, причем центральная и две внутренние компенсационные катушки выполнены с внешним радиусом 1,245R и внешним пазом глубиной 0,056R, внешние компенсационные катушки выполнены с внешним и внутренним радиусами 1,353R и 0,974R соответственно, длина центральной катушки составляет 1,339R, длины внутренних и внешних компенсационных катушек составляют 0,669R и 0,613R соответственно, а их центры расположены на расстояниях 1,052R и 1,766R соответственно от центра магнитной системы.
Поперечный разрез магнитной системы приведен на чертеже.
Система состоит из центральной катушки 1, двух внутренних компенсационных катушек 2 и двух внешних компенсационных катушек 3. Катушки 1 - 3 выполнены из медного изолированного токонесущего элемента прямоугольного сечения с внутренним каналом охлаждения (типичное сечение 10 х 10 мм с каналом охлаждения 5x5 мм). Катушки 1 и 2 имеют возможность перемещения в радиальном и осевом направлении для юстировки системы. Последовательное соединение катушек обеспечивает одинаковую величину проходящего по ним тока.
При примерно равных габаритах и энергопотреблении предлагаемая магнитная система генерирует магнитное поле величиной 0,2Тл против ОДЗТл у прототипа.