一种无需电容的磁共振巴伦组件结构的制作方法

本实用新型涉及一种无需电容的磁共振巴伦组件结构，在磁共振成像系统中使用，用于遏制电缆线上的共模电流。

背景技术：

巴伦(Balance-unbalance，Balun)是英文“平衡－不平衡变换器”缩写的音译。原理是按天线理论，偶极天线属平衡型天线，而同轴电缆属不平衡传输线，若将其直接连接，则同轴电缆的外皮就有高频电流流过(按同轴电缆传输原理，高频电流应在电缆内部流动，外皮是屏蔽层，是没有电流的)，这样一来，就会影响天线的辐射。因此，就要在天线和电缆之间加入平衡不平衡转换器，把流入电缆屏蔽层外部的电流扼制掉，也就是说把从振子流过电缆屏蔽层外皮的高频电流截断。

磁共振成像是一种先进的人体无损成像的技术，广泛应用于人体各个部位疾病的诊断。磁共振射频线圈是磁共振成像系统的重要组成部分，其性能直接决定着磁共振成像质量的好坏。

巴伦在磁共振系统中有着广泛的应用，尤其是在磁共振射频线圈中，基本上每个磁共振射频线圈都至少要装配一个巴伦。这是因为磁共振系统在射频发射期间，系统内部有很强的交变磁场和交变电场，会在电缆线上感应出很强的射频电流，如果不能有效地遏制这些射频电流，不仅射频线圈的不能正常成像，还会产生严重的安全隐患，甚至会灼伤病人。

磁共振中使用的巴伦分为两类，第一类直接插入在电缆线中，比如说绕线巴伦和电感电容形成的集总元件巴伦。第二类是套在电缆线上，这类巴伦实质上是一个谐振回路，和电缆线没有直接的连接，只是靠电感耦合的方式和电缆线相互作用，使电缆线感受到一个并联谐振回路的高阻，从而抑制其共模电流。

本实用新型专利所牵涉到的是第二类巴伦，请参阅图1，传统的一个圆筒状的巴伦，圆筒内部有一个内层导体11，外部有一个外层导体12，圆筒的一端端面上附着有端面导体13，此端面导体将内层导体和外层导体连接到一起，圆筒的另一端端面上焊接有陶瓷电容14，陶瓷电容的一边焊接到内层导体上，另一侧焊接到外层导体上，由内层导体、端面导体、外层导体和端面上的电容形成一个谐振回路，此谐振回路和穿过次巴伦的电缆通过互感耦合，从而可以有效抑制电缆上的共模电流，而对差模电流却没有影响。

这种巴伦通常是通过更换陶瓷电容的方式进行频率调谐，而电容只能有分离的容值，所以不能进行连续调谐，所以在生产过程中，要通过不断地更换电容来调谐频率，工作量很大，而且还不能保证每个巴伦都能正好调节到所需要的频率。

另外，由于巴伦通常工作电压较大，因此使用的电容的尺寸都很大，这就使得巴伦的尺寸也很大，这经常会对线圈的使用造成很大不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种无需电容的磁共振巴伦组件结构，不需陶瓷电容来进行频率调节，生产成本低，生产工艺简单，调试方便，适合批量生产，并且大大提高了可靠性能。

实现上述目的的技术方案是：一种无需电容的磁共振巴伦组件结构，包括内层导体、第一端面导体、第二端面导体、第一外层导体、第二外层导体和绝缘膜，其中：

所述内层导体、第一外层导体、绝缘膜和第二外层导体从内至外依次同轴设置；

所述第一外层导体的高度和第二外层导体的高度分别为所述内层导体的高度的1/2～1倍，且所述第一外层导体的顶端与所述内层导体的顶端齐平，所述第二外层导体的底端与所述内层导体的底端齐平；

所述第一端面导体设置在所述内层导体的顶端，且所述第一端面导体的内圈与所述内层导体相连，所述第一端面导体的外圈与所述第一外层导体相连；

所述第二端面导体设置在所述内层导体的底端，且所述第二端面导体的内圈与所述内层导体相连，所述第二端面导体的外圈与所述第二外层导体相连。

上述的一种无需电容的磁共振巴伦组件结构，其中:

所述内层导体、第一外层导体、第二外层导体和绝缘膜均呈圆筒状结构；

所述第一端面导体和第二端面导体均呈圆环状结构。

上述的一种无需电容的磁共振巴伦组件结构，其中，所述绝缘膜由聚酰亚胺薄膜材料制成。

上述的一种无需电容的磁共振巴伦组件结构，其中，所述绝缘膜由特氟龙薄膜材料制成。

本实用新型的无需电容的磁共振巴伦组件结构，可以制作磁共振成像系统中使用的磁共振射频线圈上的巴伦，该巴伦组件结构，不需陶瓷电容来进行频率调节，生产成本低，生产工艺简单，调试方便，适合批量生产，并且大大提高了可靠性能。

附图说明

图1为传统的圆筒状的巴伦的分解结构示意图；

图2为本实用新型的无需电容的磁共振巴伦组件结构的分解结构示意图；

图3为本实用新型的无需电容的磁共振巴伦组件结构的剖视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：

请参阅图2和图3，本实用新型的实施例，一种无需电容的磁共振巴伦组件结构，包括内层导体21、第一端面导体22、第二端面导体23、第一外层导体25、第二外层导体26和绝缘膜24。

内层导体21、第一外层导体25、第二外层导体26和绝缘膜24均呈圆筒状结构；内层导体21、第一外层导体25、绝缘膜24和第二外层导体26从内至外依次同轴设置；第一外层导体25的高度和第二外层导体26的高度分别为内层导体21的高度的1/2～1倍，且第一外层导体25的顶端与内层导体21的顶端齐平，第二外层导体26的底端与内层导体21的底端齐平；第一端面导体22和第二端面导体23均呈圆环状结构；第一端面导体22设置在内层导体21的顶端，且第一端面导体22的内圈与内层导体21相连，第一端面导体22的外圈与第一外层导体25相连；第二端面导体23设置在内层导体21的底端，且第二端面导体23的内圈与内层导体21相连，第二端面导体23的外圈与第二外层导体26相连。

内层导体21、第一端面导体22、第二端面导体23、第一外层导体25、第二外层导体26和绝缘膜24均附着在一定的塑料机械件上，从而形成稳定的结构。绝缘膜24由聚酰亚胺薄膜材料制成。24绝缘膜也可以由特氟龙薄膜材料制成。第一外层导体25和第二外层导体26均为导电铜皮。

本实用新型的磁共振巴伦组件结构，第一端面导体22将内层导体21和第一外层导体25连接起来，第二端面导体23将内层导体21和第二外层导体26连接起来。第一外层导体25和第二外层导体26位于绝缘膜24两侧，由于第一外层导体25的高度和第二外层导体26的高度分别为内层导体21的高度的1/2～1倍，第一外层导体25和第二外层导体26的有一部分面积形成交叠，如果交叠面积为A，绝缘膜的厚度为d，则第一外层导体25、第二外层导体通过中间夹层绝缘膜24形成的电容C，其间关系为：

C＝ε₀*ε_r*A/d；

其中ε₀为真空介电常数，ε_r为绝缘膜的相对介电常数。

这样，内层导体21、第一端面导体22、第二端面导体23、第一外层导体25和第二外层导体26，由于电容的存在，其形成一个封闭的回路，同时，内层导体21、第一端面导体22、第二端面导体23、第一外层导体25和第二外层导体26包围形成一个封闭的空间，形成一个电感，具有一定的电感量。而绝缘膜24两侧的第一外层导体25、第二外层导体26则形成分布电容，和上述电感形成谐振。因此，如果经过适当地设计上述各个导体的尺寸，并适当地调节绝缘薄膜两侧的第一外层导体25和第二外层导体26之间的交叠面积，就能把这个巴伦的谐振频率调节到所需要的工作频率。

由于通常磁共振中所使用的电缆线线束都是圆形，因此本实施例中的内层导体21、第一外层导体25和第二外层导体26都是圆筒形，且都和电缆线同轴。内层导体21的内径是11mm，第二外层导体26的外径是30mm，整个巴伦的长度为80mm。绝缘膜24使用聚酰亚胺薄膜，厚度为0.2mm。由于聚酰亚胺有很高的介电强度，可以达到100至300kV/mm，因此0.4mm可以承受至少40kV的电压，足够一般的磁共振环境使用。聚酰亚胺的相对介电常数为3.5左右。这样，通过调节聚酰亚胺薄膜两侧的第一外层导体25和第二外层导体26高度，可以形成一个最大π*30mm*80mm的交叠面积，按照公式C＝ε₀*ε_r*A/d计算，可以形成一个0-584pF的电容。而这个尺寸的巴伦的电感量约为15nH左右，因此，如果需要1.5T的巴伦，需要把电容调节到400pF左右，对应的交叠长度是55mm左右；如果需要3.0T的巴伦，则只需要把电容调节到100pF左右，对应的交叠长度只需要14mm左右。而调节交叠长度，只需要通过剪刀或刀片裁剪巴伦第二外层导体26的面积即可，非常简单易行。

也可以使用其它形状的导体，或其它绝缘材料做绝缘膜，用同样的思路很容易制作不同尺寸、形状和工作频率的的巴伦。

综上所述，本实用新型的无需电容的磁共振巴伦组件结构，可以制作磁共振成像系统中使用的磁共振射频线圈上的巴伦，该巴伦组件结构不需陶瓷电容来进行频率调节，生产成本低，生产工艺简单，调试方便，适合批量生产，并且大大提高了可靠性能。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。