氦是一種稀有氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，很難與其他氣體元素發(fā)生反應(yīng)，物理性質(zhì)極其特殊。它很難液化，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下不凝固，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很低。經(jīng)過反復(fù)冷卻，液氦可以達(dá)到接近絕對(duì)零度的低溫(約-273.15)，是醫(yī)用核磁共振設(shè)備的必備氣體。

核磁共振(NMR)是一種物理現(xiàn)象，即處于靜態(tài)磁場中的原子核受到另一個(gè)交變磁場的作用。作為一種分析方法，其廣泛應(yīng)用于物理學(xué)、化學(xué)生物學(xué)等領(lǐng)域，是繼CT之后醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一重大進(jìn)展。由于氦具有低溫超導(dǎo)性，是磁共振和核磁共振超導(dǎo)磁體的理想低溫氣體。氦可以達(dá)到零下451華氏度的低溫，并有效地獲得內(nèi)部器官和組織的高分辨率圖像。

超導(dǎo)磁體磁場的建立是在超導(dǎo)環(huán)境下，通過給超導(dǎo)線圈通電，產(chǎn)生強(qiáng)磁場。在理想狀態(tài)下，磁場一旦建立，只要維持超導(dǎo)線圈的超低溫環(huán)境，強(qiáng)磁場就會(huì)長期存在。超導(dǎo)材料主要是鈮、鈦、銅的多絲復(fù)合絲，其工作溫度為4.2K(-268.8)。所以必須建立超導(dǎo)環(huán)境，把超導(dǎo)材料放在4.2 K的工作溫度下。

建立超導(dǎo)環(huán)境的過程是先將超導(dǎo)磁體的真空絕緣層抽真空，將內(nèi)部壓力抽至0.001 Pa左右，然后預(yù)冷磁體，使液氦容器內(nèi)的溫度降至近4.2K，最后向磁體液氦容器內(nèi)充入液氦，使超導(dǎo)線圈浸沒在液氦中。

用于維持超導(dǎo)磁體超導(dǎo)狀態(tài)的制冷劑是液氦。良好穩(wěn)定的冷卻系統(tǒng)不僅是超導(dǎo)環(huán)境存在的重要保證，還可以大大減少液氦的揮發(fā)，降低磁共振的運(yùn)行成本。超導(dǎo)磁體浸在液氦中，液氦外層是液氮。液氦的作用是維持磁體的超導(dǎo)性，提供所需的磁場環(huán)境。液氮的目的是在液氦和外界環(huán)境之間加一層“隔熱層”，減少液氦的揮發(fā)。

由此可見液氦是核磁設(shè)備中最重要的材料之一。由于液氦的化學(xué)性質(zhì)有限，其密封性能對(duì)于設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性至關(guān)重要。當(dāng)發(fā)生失超或容器受到劇烈沖擊時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)液氦泄漏。正常情況下，泄漏的液氦通過專用管道排出。萬一發(fā)生意外，可能會(huì)進(jìn)入磁鐵室造成傷害。超低溫液氦會(huì)造成人體皮膚凍傷，。液氦本身沒有直接毒性，但可能導(dǎo)致窒息。

目前市場上核磁設(shè)備使用的液氦監(jiān)測(cè)設(shè)備大多為固定結(jié)構(gòu)，沒有輸送監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊的輸送裝置，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)范圍非常有限，無法自動(dòng)快速指示泄漏點(diǎn)的位置，增加了后期監(jiān)測(cè)的難度。氦氣濃度檢測(cè)工采網(wǎng)技術(shù)工程師推薦使用熱導(dǎo)式氣體傳感器：

荷蘭Xensor 熱導(dǎo)式氣體傳感器 - XEN-TCG3880，傳感器芯片包含了2.5*3.33mm 的硅晶片，0.3mm的厚度，有一層氮化硅的薄膜，可進(jìn)行熱導(dǎo)率的測(cè)量，空氣中的He、CO2、H2、N2等氣體濃度的測(cè)量。

瑞士Neroxis 熱導(dǎo)式氣體傳感器 - MTCS2601，或者基于帕拉尼原理的真空度檢測(cè)，需要超低功耗，長壽命和免維護(hù)的產(chǎn)品。適用于惡劣環(huán)境下初級(jí)壓力控制，需要功耗和尺寸的限制，或者是氣體泄漏或者水分，或者侵入。

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