低溫恒溫器檢驗攝像裝置的制造方法
【專利摘要】一種低溫恒溫器檢驗攝像裝置，包括用于封閉低溫恒溫器的塔(19)內的孔(48)的塞子組件，所述塞子組件包括攝像機殼體(34)和塞體(30)，所述塞體(30)被機械地確定尺寸成適合所述孔并設置有密封裝置(36，70)，用于在所述塞體和所述塔之間形成氣密密封。
【專利說明】
低溫恒溫器檢驗攝像裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及用于執行低溫恒溫器的內部部件的檢查的裝置，以觀察在低溫恒溫器的敏感部分內的冰積聚并響應于冰的檢測提示預防性維護程序。【背景技術】
[0002]圖1示出了包括致冷劑容器12的低溫恒溫器的傳統布置。冷卻的超導磁鐵10被設置在致冷劑容器12內，其本身被保持在外真空室(0VC)14內。一個或多個熱輻射屏蔽16被設置在致冷劑容器12和外真空室14之間的真空空間內。在一些已知的布置中，制冷機17被安裝在制冷機套15內，所述制冷機套15位于為此目的而提供的塔(turretUS內，朝向低溫恒溫器的一側。可替代地，制冷機17可以位于進入塔19內，其保持進入頸部(通風管)20被安裝在低溫恒溫器的頂部。制冷機17提供主動制冷，以在一些布置中通過將氣體重新冷凝成液體，來冷卻致冷劑容器12內的致冷劑氣體。制冷機17還可以用于冷卻輻射屏蔽16。如圖1所示，制冷機17可以是兩級制冷機。第一冷卻級被熱鏈接到輻射屏蔽16,并提供冷卻至第一溫度，該第一溫度典型地在80-100K的范圍內。第二冷卻級提供致冷劑氣體的冷卻至低得多的溫度，該溫度典型地在4-10K的范圍內。
[0003]負電連接21a通常是通過低溫恒溫器的主體被提供到磁體10。正電連接21通常是由穿過通風管20的導體提供。
[0004]對于固定的電流引線(FCL)設計，如果通風管20發生堵塞，單獨的通風路徑(輔助通風口)(在圖1中未示出)被提供作為失效保護通風。
[0005]在現場MRI磁體必須針對導致低溫恒溫器內冰積聚的任何空氣進入被檢查。冰可以積聚一段時間。對于冰積聚發生沒有設定時間，并且任何給定的低溫恒溫器可能完全不結冰。在低溫恒溫器內任何冰都是問題，并且可能會導致關于氦再凝結、氦填充、通風以及淬火的問題。
[0006]用于檢測和去除冰積聚的現有設備和方法是復雜且困難的。這樣的檢查因此僅很少進行。低溫恒溫器內結冰通常只有當磁鐵由于任何原因被維修或有問題時被發現，通常是已經發生顯著冰積聚之后。這樣的大的冰積聚的去除需要顯著停機時間和費用來糾正。 工程師所使用的必需的設備笨重，并且設備的部分容易被低溫溫度損壞。該設備需要磁體被緩降至零場，使得它可以安全地被使用，這要求電源被發送至地點。
[0007]用于檢查冰積聚的常規布置的已知缺點包括以下:
[0008]-—旦冰已經積聚到成為問題的水平，檢測才發生。
[0009]-如果懷疑冰積聚，特定管道鏡設備和電源必須被運到磁體，無論它可能在世界的哪里，這是耗時的、復雜的并且昂貴的。設備本身是笨重且昂貴的，并因此不提供給本地維修技術人員作為常規維護成套工具的一部分。需要經過特別培訓的維修技術人員承擔檢查，這可能涉及顯著差旅和費用。
[0010]在低溫下使用時，管道鏡設備壽命短，并且必須頻繁地進行更換，雖然它是昂貴的。
[0011]-用于檢查冰積聚的傳統方法要求磁體是在零場。用于將磁鐵斜降至零場，然后在檢查后退回到全磁場所需的設備是昂貴和笨重的。這樣的斜降和斜升也消耗顯著量的致冷劑。【實用新型內容】
[0012]本實用新型旨在減輕上述缺點中的至少一些。
[0013]本實用新型因此提供一種低溫恒溫器檢驗攝像裝置，所述裝置包括:低溫恒溫器， 其包括致冷劑容器和塔，所述塔具有虹吸端口，作為與虹吸錐體對準的虹吸管的開口，所述虹吸錐體繼而是所述低溫恒溫器內的所述致冷劑容器的開口；塞子組件，用于封閉所述低溫恒溫器的所述塔內的所述虹吸端口，所述塞子組件包括:攝像機殼體，其容納攝像機傳感器和相關聯的鏡頭，連同支持電路;和塞體，所述塞體具有容納所述攝像機殼體的一部分的軸向細長空腔，所述塞體被確定尺寸成適合所述虹吸端口并設置有密封裝置，用于在所述塞體和所述塔之間形成氣密密封，使得在所述塞子組件處于封閉所述虹吸端口的適當位置的情況下，所述攝像機傳感器觀察包括所述虹吸錐體的視圖的視野。
[0014]所述攝像機殼體能從所述塞體移除，使得所述塞體能單獨密封所述虹吸端口。
[0015]所述塞體還包括光源，并且所述光源由也為所述攝像機傳感器供電的電源供電。【附圖說明】
[0016]考慮通過僅以非限制性示例的方式給出的本實用新型的某些實施例的以下描述， 本實用新型的以上和其它目的、特征和優點將變得顯而易見，其中:
[0017]圖1示意性地示出了在低溫恒溫器中的超導磁體，如在MRI系統中所使用的；
[0018]圖2示出了根據本實用新型的一個方面的攝像機組件；
[0019]圖3A和圖3B示出圖2的裝置，其被分成兩個組件部分；
[0020]圖4在方向IV上示出了在圖3B中所示的組件的軸向視圖；
[0021]圖5示出了本實用新型的攝像機組件在諸如圖1所示的超導磁體中的典型布置； [〇〇22]圖6示出了組合的攝像機和光源；
[0023]圖7示出了維修技術人員正將本實用新型的攝像機插入超導磁體內；
[0024]圖8示出了根據本實用新型由所使用的攝像機觀察到的典型視圖；以及
[0025]圖9示出了標記有根據本發明的塞子組件的可能位置的圖1的副本。
[0026]圖5示意性地示出了低溫恒溫器的橫截面，其根據本實用新型的實施例進行修改。 與圖1的特征相對應的特征采用對應的附圖標記。【具體實施方式】[〇〇27]在圖示的低溫恒溫器中，輔助通風管22被提供，從致冷劑容器12穿過塔19通過。爆破隔膜或類似物24密封輔助通風口，但是將會爆裂從而在致冷劑容器內的過量壓力的情況下當主通風管20因任何原因被堵塞時允許致冷劑通過輔助通風口出去。虹吸錐體26被示出。當致冷劑容器12待被填充有致冷劑時，虹吸漏斗或虹吸管通過在塔的上壁內的虹吸端口 28被引入，并位于虹吸錐體26中。致冷劑隨后通過虹吸漏斗或管和虹吸錐體26被引入致冷劑容器中。一旦致冷劑填充完成，虹吸管或虹吸漏斗就被移除，并且虹吸端口 28被用塞子(未不出)堵塞。
[0028]根據本實用新型的一個實施例，攝像機29被定位在塞子的適當位置。照明設置有攝像機，并提供了視野27的圖像。在該布置中，視野包括虹吸錐體26的視圖，其通常被認為是冰形成的可能部位。
[0029]本實用新型提供了攝像機，典型地為小型數碼攝像機，如在移動電話中常用的CCD 攝像機，用于定位到MRI磁體的低溫恒溫器的塔內，以能夠觀察可能在圍繞虹吸填充錐體區域中積聚的任何冰。這種攝像機可以永久地留在適當的位置，在這種情況下，它可以用來在任何時間捕獲圖像。可替代地，攝像機可以只在需要捕獲圖像時被放置在適當的位置。捕獲的圖像數據可被下載到遠程位置供技術人員或操作者審查或，或供基于計算機的圖像分析方法來自動分析。與操作參數相關的數據，例如磁體溫度、致冷劑水平等數據，也可以同時被發送。
[0030]圖像處理軟件在MRI系統或在遠程位置，可以審查由攝像機提供的圖像數據，以提供在畫面中的變化的自動檢測，其可以被設置成發信號給用戶或維修技術人員可能發生冰積聚。
[0031]通過提供例如在所示實施例中在虹吸錐體上的冰積聚的早期指示，對用戶的健康和安全風險將降低。冰積聚的快速診斷可以使本地維修技術人員能夠參加，并進行相對較小的矯正，而不是如果冰被允許積聚得太多可能需要的完整的現場調查。這樣的調查在維修時間和成本以及MRI系統停機時間方面將被證明是代價高昂的。[〇〇32]按照慣例，MRI磁體在塔內具有標準的虹吸塞子，以從大氣封閉致冷劑容器。根據本實用新型，數碼攝影機可以速度非常快地被安裝在塞子的適當位置，磁體可以在場內。例如，攝像機可以以如由維護計劃確定的規則間隔被放置在適當的位置。無需專業知識來解釋由攝像機捕獲的圖像，因為圖像可以幾乎即刻通過互聯網或電話網絡被傳輸到遠程服務中心，例如磁體的制造商處。服務中心可以手動或自動地研究捕獲的圖像，并可以將任何檢測到的問題發送信號返回給用戶。
[0033]例如，每個本地維修技術人員可以被提供有數碼攝像機，其適合塔上的虹吸端口， 5-6米的USB引線和用于待被連接到其攝像機的計算機。
[0034]在可替代的布置中，特別適合于改裝到現有的MRI磁體，虹吸塞子可適于接受小型數碼攝像機。優選的是，塞子將設置有密封的窗口，從而允許攝像機捕獲虹吸填充錐體的圖像，并且還設置有密封的光端口或窗口，以提供用于攝像機的場景照明。攝像機將被插入到適配的塞子中，而不需要在磁壓和磁場下移除塞子。適配的塞子可以相應地半永久性地被保持在適當位置，當需要捕獲圖像時，添加攝像機。塞子應當被設置成對虹吸錐體密封，以提供氣體密封，并對來自外部的光侵入密封，同樣也對來自直接到達攝像機鏡頭的光源的光密封。
[0035]圖2示出了根據本實用新型的一個實施例的被安裝到塞體30內具有攝像機殼體34 的攝像機。塞體的尺寸被設計為緊密裝配入虹吸填充管32。塞體應充分緊密地裝配使攝像機的對準是可預測的和可重復的。圖2示出了攝像機殼體34,其可以容納攝像機傳感器和相關聯的鏡頭連同支持電路，諸如可再充電電池和數據通信接口。[〇〇36]優選的是，塞體30以氣密的方式例如使用銅墊圈36將虹吸管32密封到塔19的上壁。塞體30可以被保持在適當位置，并且銅墊圈36由作用于攝像機殼體34的固定凸緣40上的固定螺母38被保持壓力之下，并且被上緊到環繞虹吸錐體/管32的開口的螺紋部分42。固定螺母38可被滾花或具有另一表面處理以提供有效握持件。[〇〇37]優選的是，攝像機殼體34可從塞體30上拆卸，使得塞體30可長期留在適當的位置， 并且只有當需要捕獲圖像時，攝像機殼體34材被插入到塞體內。[〇〇38]圖3A和圖3B示出了彼此拆開的塞體30和攝像機殼體34。攝像機殼體34可以是標準的市售攝像機殼體，或可以是根據本實用新型被特別設計用于使用。攝像機殼體和塞體裝置的以下描述只是一個例子，并且本領域技術人員可以確定許多變體。
[0039]攝像機殼體34繞軸線A-A(圖2)基本上是圓筒形的。在殼體34的一端，設有鏡頭或窗口44,以允許光線進入攝像機殼體以到達攝像機傳感器(未示出)。攝像機殼體34將包括攝像機傳感器和相關聯的光學器件，其通常被設置成捕獲表示進入鏡頭或窗口 44的光的圖像數據。在另一端，可訪問部分46被提供用于攝像機殼體的操縱。單獨或組合的電源和數據引線72,例如根據通用USB標準的組合電源和數據引線被提供。引線可以是可拆卸的。可替代地，用于攝像機的電力可以從攝像機殼體內部的電源提供，所述電源例如可再充電或一次性電池。至和從攝像機的數據通信可以可替代地通過任何適當的無線方法，例如根據藍牙標準實現。數據可以被提供給計算機或診斷系統，并從計算機或診斷系統提供功率。
[0040]優選地，電觸點48,50從攝像機殼體34的外部可訪問地被提供。這些觸點的目的將在下面被描述。這些觸點被連接到攝像機的電源-例如上述的USB連接或內部電池。[0041 ]塞體30包括軸向細長空腔52,其尺寸確定成接收攝像機殼體34的一部分。優選地， 攝像機殼體34的可訪問部分46保持在腔體的外部，從而允許用戶容易地手動將攝像機殼體插入到空腔52中或從空腔中移除。[〇〇42]空腔可以用于順應性材料53,諸如毛氈或氯丁橡膠泡沫作內襯以保持攝像機殼體 34沒有損壞的風險。塞體30被成形和確定尺寸成具有適貼配合進入虹吸錐體/管32的橫截面的插入件51，并具有比插入件51更大的橫截面的固定凸緣40,以提供塞體進入虹吸管32 的正定位。如圖2所示，固定凸緣40也可以壓在密封墊圈36上面，以提供塞體30和塔19的上壁之間的氣密密封。可替代地，0形環或類似物的可以被凹進插入件51中以提供這種功能。 固定凸緣40可提供用于塞體的手動插入和移除的有用的握持件，因此可以進行滾花或具有另一種表面處理，以提供有效的握持件。
[0043]塞體30在下端具有密封的窗口 52，其在使用中與攝像機殼體34的窗口或鏡頭44對準。下端還包括一個或多個光源54,所述光源基本上平行于軸線A-A被引導，以為攝像機提供場景的照明。
[0044]為方便起見，這些光源可以是發光二極管。它們可以通過為攝像機提供的電源供電，在這種情況下，導體56和觸點58被提供使得，在使用中，光源54通過攝像機殼體上的觸點48,50供電。在攝像機是可移除的實施例中，對于光源無需控制。當攝像機殼體34被插入空腔52中時，觸點48，50接觸觸點58，并且光源54照亮，而攝像機處于適當位置。該攝像機可以被用于捕獲圖像數據，并且然后被移除，從而去除到光源的電源。優選地，光源可以被控制以發射或多或少的光。這可以借助控制通過觸點48,50供給到光源的功率來實現。功率可以由主機系統遠程地加以控制，或者可以由攝像機本地控制，以為最佳圖像捕獲提供所需的照明水平。
[0045]優選地，如所示，光密封件60被提供以防止光除通過窗口 52以外到達攝像機鏡頭或窗口 44。窗口 52和光源54必須以氣密方式被密封到塞體30。
[0046]圖4在方向IV上示意性地示出圖2-3A的塞體30的下端的端視圖。
[0047]數字軟件可以給出實時監控，并且常規的圖像識別軟件可以用于如果發生變化則提供警告。這將對問題給出預警，以便可以采取行動。通常，由攝像機捕獲的圖像將被存儲在診斷或監控系統內，并且新近捕獲的圖像被與相同場景的早期的圖像進行比較，以便可以檢測到改變。在其他實施例中，圖像識別軟件和圖像存儲器可以內置于攝像機殼體，使得，場景的改變可以被檢測到并且報警狀態由便攜式攝像機殼體指示，而無需主機系統。
[0048]根據本實用新型的攝像機的使用不需要磁體被去激勵，從而允許利用在磁場中的磁體形成的冰積聚的檢查。以允許在磁場中磁鐵的情況下使用攝像機，攝像機和攝像機殼體應盡可能無磁性材料。
[0049]由于本實用新型的攝像機的使用相對簡單，攝像機可被提供給本地維修技術人員，其可以很容易地捕獲到虹吸管或其它感興趣區域的圖像并將其提供給例如由制造商所保持的監控系統。監控系統可以被編程以執行圖像識別步驟，以檢測任何改變。如果檢測到變化，尤其是暗示冰積聚的變化，那么這可以被傳達回到維修技術人員以進行改正。如果通信網絡諸如因特網和/或移動電話網絡是可用的，這也可以近實時地進行，從而避免需要另外的維修拜訪和系統停機時間的第二周期。
[0050]使用本實用新型的裝置的冰形成的檢查可以在定期維護拜訪或甚至只是在MRI掃描操作之間進行。根據本實用新型，無需用于冰檢查的額外停機時間。
[0051]根據本實用新型的冰監測可以比通常的維修計劃更有規律地進行，并且冰積聚可以比常規的維修計劃更塊地被檢測到。早期檢測意味著，冰的積聚可以比常規使用的冗長加熱程序相對容易地被除去。
[0052]因此，將需要加熱和去除冰積聚的廣泛的修理的磁體數量被減少。
[0053]這是顯著成本節省的，并為用戶提供了改進的維修及其MRI系統的可靠性。
[0054]傳統上，為了去除冰積聚，有必要使虹吸錐體26被加熱，在此期間可能會丟失顯著量的致冷劑，例如氦氣。根據本實用新型，冰的更小積聚可被檢測并可以被去除而無需虹吸錐體的完全加熱。塞體30保持在適當位置，因此本實用新型如果由于本實用新型的攝像機的插入、移除和使用而浪費任何致冷劑，則浪費如此少。可以預期的是，本實用新型的使用將減少MRI系統的整個壽命的致冷劑消耗。
[0055]攝像機殼體被設計為保護攝像機傳感器，以便它可以在低溫冷卻環境中工作而無損害。塞體30可被設計成裝配到現有的MRI系統內的虹吸管或其他選定位置，而無需任何現有組件的重新設計或適應。固定螺母38的內部直徑和螺紋尺寸可以被選擇為與感興趣的低溫恒溫器的虹吸端口 28處所提供的直徑和螺紋相匹配。
[0056]本實用新型在至少下列變體內提供了實施例:
[0057]I)內置與虹吸塞子的攝像機，在需要圖像時，攝像頭被放置在適當位置，然后被移除并在其他時間用標準塞子替代;和
[0058]2)特別適配的塞子，其具有用于接受便攜式攝像機的空腔，但攝像機僅在圖像將被捕獲時被放置在適當位置。在其他時間，只有特別適配的塞子處于虹吸管/錐體內。可替代地，標準的塞子可以在不需要圖像捕獲時被放置在適當的位置。
[0059]將塞子30定位在虹吸管32內很簡單，并通過典型的設計，給予在虹吸錐體26處可能結冰位置的足夠的視圖29。
[0060]在所有情況下，虹吸管由用于容納攝像機34或具有內置攝像機的特殊塞子殼體，或者在攝像機位于輩出的情況下，由正常的塞子塞住。
[0061 ]在新設計的磁鐵中，該攝像機可以被定位在選定的位置，以給予虹吸錐體26的可能結冰位置的最佳視圖29。
[0062]冰傾向于積聚在磁體和相關聯設備的最冷區域，該最冷區域典型圍繞制冷機，圍繞致冷劑填充區和非常冷的氣流區。這樣的位置對每個磁體的設計將是唯一的，并且因此對于根據本實用新型的塞子組件位置的端口位置將按照每個設計來確定。
[0063]由于攝像機34可以相對廉價地制造，它可以為每個低溫恒溫器提供專用攝像機，并且執行結冰的遠程檢測，而不需要調遣專門設備到現場。該攝像機是現場維修設備可利用的。本地維修技術人員可以捕獲有用圖像并將它們發送給遠程工程師，用于分析和必要時進一步行動的計劃。圖像的捕獲是如此之快，使得它能在掃描序列之間進行，而除非檢測到問題，否則無需停機時間。
[0064]在攝像機和塞體是單個物體的實施例中:攝像機處于緊貼裝配到虹吸管內的主體中。當需要檢查時，標準的虹吸管塞子被移除，并且攝像機主體盡可能快地被插入塞子的位置。在另一個替代方案中，圖2-3的塞體被移除，并插入有攝像機，每當不需要圖像捕獲時，標準的塞子被放置到適當位置。
[0065]圖6示出了組合的攝像機和光源54的圖像，并且攝像機窗口52清晰可見。O形環70被提供用于在攝像機就位時氣密密封。電源/數據引線72包括控制開關裝置74，其可包括一個或多個開關76，用于:接通或斷開照明；改變照明強度;捕獲和存儲或傳輸圖像數據。在本實施例中，可訪問部分46具有橡膠覆蓋物以協助手動操縱。攝像機的主體34充當機械和氣密屏蔽，使得攝像機傳感器將不因暴露于致冷劑氣體而受損，或由于粗糙操縱而被機械損壞。
[0066]出于檢測冰沉積目的用于捕獲虹吸錐體的圖像的已知替代裝置需要昂貴和精密的設備，其不適合于本地現場維修技術人員使用，并通常需要磁鐵被減弱到零場，繼而在現場需要笨重且昂貴的磁鐵電源，并且涉及顯著的致冷劑消耗。本實用新型的攝像機組件可基本上由非磁性材料構造，從而允許攝像機在在磁場中磁體的情況下被使用。
[0067]圖7示出了技術人員80正將攝像機殼體34的下部51插入低溫恒溫器的虹吸管內。
[0068]圖8示出了可以由圖7的攝像機捕獲的示例圖像，其示出了無冰的清晰的虹吸錐體
26 ο
[0069]在本實用新型的某些實施方案中，合適的端口可以被提供以允許攝像機34觀察冰沉積可能發生的其他區域。例如，足夠冷以使水蒸汽凝結的任何區域。圖9示出圖1的副本，標有用于根據本實用新型的塞子組件的示例位置。在位置101處，端口可以被設置在低溫恒溫器內以定位本實用新型的塞子組件，從而觀察制冷機17的第一冷卻級和具有熱輻射屏蔽16的熱接口。在位置102處，端口可以被設置在低溫恒溫器內以定位本實用新型的塞子組件，從而觀察致冷劑容器12和制冷機套15之間的連接附近的磁體10的表面。如果本實用新型的塞子組件被移除，在位置101，102處的這樣的端口也可用于除冰操作。
【主權項】
1.一種低溫恒溫器檢驗攝像裝置，其特征在于，所述裝置包括:低溫恒溫器，其包括致冷劑容器(12)和塔(19)，所述塔具有虹吸端口(28)，作為與虹吸 錐體(26)對準的虹吸管(32)的開口，所述虹吸錐體繼而是所述低溫恒溫器內的所述致冷劑 容器的開口；塞子組件，用于封閉所述低溫恒溫器的所述塔(19)內的所述虹吸端口(28)，所述塞子 組件包括:攝像機殼體(34)，其容納攝像機傳感器和相關聯的鏡頭，連同支持電路;和塞體(30)，所述塞體(30)具有容納所述攝像機殼體的一部分的軸向細長空腔(52)，所述塞體被確定尺寸成適合所述虹吸端口(28)并設置有密封裝置(36,70)，用于在所 述塞體和所述塔之間形成氣密密封，使得在所述塞子組件處于封閉所述虹吸端口的適當位 置的情況下，所述攝像機傳感器觀察包括所述虹吸錐體(26)的視圖的視野。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述攝像機殼體(34)能從所述塞體(30)移 除，使得所述塞體能單獨密封所述虹吸端口(28)。3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述塞體還包括光源(54)，并且所述光 源由也為所述攝像機傳感器供電的電源供電。
【文檔編號】F17C3/08GK205592636SQ201490000519
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2014年2月14日
【發明人】C·M·霍斯
【申請人】西門子有限公司