一种用于超极化气体收集的液面自动控制装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113867427A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111142088.7(22)申请日2021.09.28(71)申请人中国科学院精密测量科学与技术创新研究院地址430071湖北省武汉市武昌区小洪山西30号(72)发明人李海东周欣刘小玲赵修超张鸣韩叶清孙献平叶朝辉(74)专利代理机构武汉宇晨专利事务所(普通合伙)42001代理人李鹏(51)Int.Cl.G05D9/12(2006.01)A61B5/055(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种用于超极化气体收集的液面自动控制装置和方法(57)摘要本发明公开了一种用于超极化气体收集的液面自动控制装置。包含杜瓦罐，测距仪，压力传感器，辅助加热器，电磁阀，排气口，连接管，杜瓦,控制台和阀门。本发明还公开了一种用于超极化气体收集的液面自动控制方法，本发明结构简单，易操作，能够实现超极化气体收集过程中低温冷却液体液面的自动升降，避免超极化气体在收集过程中出现堵塞及极化度损失。CN113867427ACN113867427A权利要求书1/1页1.一种用于超极化气体收集的液面自动控制装置，包括杜瓦罐(1)，其特征在于，杜瓦罐(1)的底部阀门(10)和杜瓦(8)的底部通过连接管(7)连通，杜瓦(8)内设置有气体收集器，压力传感器(3)的测压端口和杜瓦罐(1)密封相连，测距仪(2)的测量端口设置在杜瓦罐(1)的顶部且与杜瓦罐(1)内的液面相对，辅助加热器(4)的产热单元设置在杜瓦罐(1)中，电磁阀(5)的一端和杜瓦罐(1)相连且另一端和排气口(6)相连，排气口(6)的另一端与废气回收装置连接，杜瓦罐(1)和杜瓦(8)内均设置有冷却液体，杜瓦(8)底部的高度高于杜瓦罐(1)底部的高度。2.根据权利要求书1所述的一种用于超极化气体收集的液面自动控制装置，其特征在于，所述的测距仪(2)、压力传感器(3)、辅助加热器(4)和电磁阀(5)分别与控制台(9)连接。3.根据权利要求书1所述的一种用于超极化气体收集的液面自动控制装置，其特征在于，所述的连接管(7)为真空夹层不锈钢管。4.根据权利要求书1所述的一种用于超极化气体收集的液面自动控制装置，其特征在于，所述的冷却液体为液氮或液氦或液氩。5.一种用于超极化气体收集的液面自动控制方法，利用权利要求2所述的用于超极化气体收集的液面自动控制装置，其特征在于，包括以下步骤步骤1、使用连接管(7)连接杜瓦罐(1)的底部阀门(10)与杜瓦(8)，打开底部阀门(10)，杜瓦罐(1)中加入冷却液体，气体收集器连接上超极化气体产生装置，气体收集器放置在杜瓦(8)中固定，杜瓦(8)放置在磁场中，打开超极化气体产生装置的出口，超极化气体流入气体收集器，步骤2、排气口(6)连接到气体回收装置，步骤3、在控制台(9)中设定杜瓦(8)中冷却液体的液面在不同时间时的设定液面高度h，控制台(9)读取测距仪(2)和压力传感器(3)，当P+ρg(H0‑H)<ρg(h0+h)时，控制台(9)控制电磁阀(5)关闭，同时打开辅助加热器(4)对杜瓦罐(1)中的冷却液体进行加热增压，提高杜瓦(8)中冷却液体的液面，直至达到设定液面高度h；当P+ρg(H0‑H)>ρg(h0+h)时，控制台(9)控制辅助加热器(4)关闭，同时打开电磁阀(5)对杜瓦罐(1)泄压，从而降低杜瓦(8)中冷却液体的液面，直至达到设定液面高度h；其中，P为杜瓦罐(1)内液面上方的压力数据，ρ为冷却液体的密度，g为重力加速度，H0是测距仪(2)的测量端口到杜瓦罐(1)内部底部的高度，H为测距仪(2)的测量端口到杜瓦罐(1)内液面的高度，h0是杜瓦(8)底部和杜瓦罐(1)底部的高度差，h为设定高度。2CN113867427A说明书1/4页一种用于超极化气体收集的液面自动控制装置和方法技术领域[0001]本发明涉及肺部超极化气体磁共振成像技术领域，具体涉及一种用于超极化气体收集的液面自动控制装置，还涉及一种用于超极化气体收集的液面自动控制方法。背景技术[0002]据统计，我国每年因肺部疾病而死亡的人数占死亡总人数的20％以上。目前临床常用的影像学技术，如计算机断层成像(CT)、单光子发射断层(SPECT)、正电子发射计算机断层(PET)等技术，具有放射性或电离辐射等危害，同时不能对肺部的交换功能进行评估。磁共振成像技术(MRI)可以对人体几乎所有组织和器官进行结构和功能影像，且无电离辐射或放射性，自其被发明以来在临床得到了广泛的应用。然而，传统临床磁共振成像以人体内的水分子为观测对象，而肺部独特的空腔结构导致其水的密度极低，且存在大量的气固交界面，是常规磁共振成像的盲区。[0003]近些年出现的肺部