MRI基础知识 -- 失超（二）

1. 失超后需要更换爆破膜

爆破膜顾名思义是一个薄膜，它的作用是在发生失超的时候第一时间破损把氦气排放出去。

老王之前讲过，超导MR系统中的液氦如果变成气态体积膨胀大约700倍，封闭空间内气体迅速膨胀这个过程我们在日常生活中也能见到，就是炸弹爆炸，因此需要有失超管将氦气排放出去避免造成更大的损害。

但是失超管只能起到导气作用，平时没有发生失超的时候我们并不希望磁体内部与外界接通，这样肯定会损失大量液氦，那么怎么做呢？

很简单的方法就是在磁体和失超管之间加入一个可以破损的薄膜，正常情况下薄膜能够起到密封作用，一旦磁体内部压力急剧增大的时候氦气冲破薄膜，磁体内部的高压气体通过破损的爆破膜顺着失超管排出磁体。下图描述了一个爆破膜的大致安装位置。

爆破膜种类很多，一般有金属爆破膜，石墨爆破膜这类一次性爆破膜，还有可以多次使用的弹簧结构。下图就是一个石墨爆破膜原装和失超后的样子。

2.  失超后一般需要经过培训的高级工程师对磁体内部进行除冰操作，此过程需要消耗大量高纯度氦气，并且费时费力。

失超后为什么要除冰呢？首先失超后爆破膜破损，磁体内大量氦气排出，磁体内压力急剧下降，如果长时间不作处理甚至会变成负压。很容易想到如果磁体内部变成负压，空气就会涌入磁体内部，此时虽然磁体内部大量液氦挥发排出，但是内部温度远远低于室温。

实际上磁体失超后内部温度还是基本保持在-269℃附近（只有失超后长时间不处理磁体才会升温，一旦磁体升温，后续再降温就会非常繁琐，因此发生失超后尽可能第一时间更换爆破膜），空气一旦进入磁体会很快结“冰”，请注意我这里的冰打了双引号，原因是这不是我们平常意义上的固体水，更多的是固态氮和固态氧，磁体失去密封的时间越长，结冰也就越多。

如果要重新励磁，需要把这些冰除去，原理是用常温的高压氦气加热这些冰，重新将固态氮和氧重新变成气态，并通过管道将混合气体排出磁体。

听上去很简单，但是一般需要经过专业训练的高级售后工程师使用专门的工具一点一点的将冰吹掉，结冰越多所需要的操作时间也就越长。

接下来我们继续介绍特殊的失超—励磁失超

为什么说励磁过程发生的失超不可怕，尤其是新装机的超导磁共振，这种失超的发生对磁体日后的稳定运行可能还是有利的。

首先回顾爆破膜和吹冰的操作，老王不厌其烦的重复说一件事，就是失超后尽快更换爆破膜，越早更换爆破膜，后续需要的操作也就越少，励磁时候专业工程师在场，因此可以第一时间更换爆破膜，很多时候可能不需要除冰操作。

这里给大家介绍一个平时很少听说过的名词—失超训练（Quench training）。既然失超并不是我们想看到的，那为什么还要训练呢？

首先失超训练是工厂生产超导MR磁体的一个步骤，老王介绍磁体的时候讲过，磁体内部是超导线圈浸泡在液氦中，工厂生产的时候是将超导线以一定顺序缠绕在固定件上制作而成的。老王在介绍失超产生的原因时候提到过主磁场线圈不够紧固，运行过程中相互间产生了摩擦可能会引发失超，对于新生产出来的磁体，线圈一般来说都不会特别的紧固，如果要使它变得更加紧固需要通过给线圈上电的方法，通过电磁场的相互吸引使其自然紧固。

但是生产出来的磁体需要经过海陆空各种运输途径最终到达安装的场地，在这个过程中由于震动碰撞等各种因素，非常小的概率下主线圈的紧固程度会降低，能够承受的电流强度可能无法达到100%，此时进行励磁可能会发生失超。

然而就像之前所说的，这样的失超实际上效果是让主线圈更加紧固，我们可以认为是工厂的失超训练顺延到安装过程中了。因此如果通过专门的检测确认磁体没有问题，那么这类失超对磁体本身并没有多大影响，甚至可能会使其线圈更加紧固，更加稳定。

也请大家注意，老王绝不是说安装过程中的失超对磁体是有好处的，因为本身安装励磁过程中失超发生的概率就极低，而且任何失超的发生都有一定的概率对磁体内部电路产生影响，因此失超本身一定是要尽最大可能避免的。