TWI601923B - Monitoring methods and cooling system - Google Patents

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TWI601923B
TWI601923B TW103115526A TW103115526A TWI601923B TW I601923 B TWI601923 B TW I601923B TW 103115526 A TW103115526 A TW 103115526A TW 103115526 A TW103115526 A TW 103115526A TW I601923 B TWI601923 B TW I601923B
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Description

監視方法及冷卻系統
本發明係有關於一種具備冷凍機及壓縮機之冷卻系統的監視方法及冷卻系統。
吉福德-麥克馬洪式(GM)冷凍機、脈衝管冷凍機、斯特林冷凍機及索爾韋冷凍機等冷凍機能夠以從100K(開爾文)程度的低溫至4K的極低溫為止之範圍對冷卻對象進行冷卻。這種冷凍機用於超導磁鐵或檢測器等的冷卻、低溫泵等。冷凍機中附帶設置有用於壓縮在冷凍機中用作工作氣體之氦氣之壓縮機。
冷凍機或壓縮機係需要定期維護之機械。通常，使用冷凍機之裝置例如MRI(核磁共振成像、Magnetic Resonance Imaging)等超導磁鐵系統的操作者在考慮對MRI的運轉的影響之同時建立維護計劃，在做好充分準備之基礎上停止冷凍機及壓縮機的運行。
另一方面，除了基於維護之計劃性停止之外，會發生冷凍機或壓縮機的運行突發性停止之情況(以下，稱為異常停止)。發生異常停止時，MRI內的液體氦蒸發，有可 能發生導致無法進行超導線圈的驟冷或已預訂之基於MRI之檢查行為等故障。
作為用於避免異常停止引起之損傷之手段之一，以往提出有預測冷凍機或壓縮機的故障之技術(例如，參閱專利文獻1)。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開平10-89787號公報
然而，如記載於專利文獻1之基於1個參數的變化之故障預測技術中，易受環境變化的影響，因此可靠性較差。
本發明係鑒於該種情況而完成者，其目的為提供一種能夠適當地預測冷卻系統的異常停止之技術。
本發明的一形態是有關於一種監視方式。該監視方法係冷卻系統的監視方法，前述冷卻系統具備：冷凍機，係使用氣體；及壓縮機，係壓縮從冷凍機返回之氣體並供給至冷凍機，前述監視方法包括：取得表示冷凍機或壓縮機或者該兩者的狀態之不同的複數個參數的測定值之步驟；及對所取得之測定值實施規定的多變量分析之步驟。
本發明的另一形態係一種冷卻系統。該冷卻系統具備：冷凍機，係使用氣體；壓縮機，係壓縮從冷凍機返回之氣體並供給至冷凍機；及控制部。控制部包括：測定值取得部，取得表示冷凍機或壓縮機或者該兩者的狀態之不同的複數個參數的測定值；及分析部，對藉由測定值取得部取得之測定值實施規定的多變量分析。
另外，以上的構成要件的任意組合或在裝置、方法、系統、電腦程序、存儲有電腦程序之存儲媒體等之間相互置換本發明的構成要件或說明者亦作為本發明的形態而有效。
依本發明，能夠提供一種能夠適當地預測冷卻系統的異常停止之技術。
2‧‧‧MRI系統
4‧‧‧GM冷凍機
4a‧‧‧第1段冷卻台
4b‧‧‧第2段冷卻台
5a‧‧‧冷卻水供給配管
5b‧‧‧冷卻水返回配管
6‧‧‧機架
6a‧‧‧筐體
6b‧‧‧屏蔽件
6c‧‧‧超導線圈
6d‧‧‧液體氦槽
6e‧‧‧壓力感測器
6f‧‧‧第1段溫度感測器
6g‧‧‧第2段溫度感測器
6h‧‧‧第1通信端口
8‧‧‧軟性配管
9‧‧‧軟性配管
10‧‧‧壓縮機
10a‧‧‧高壓端口
10b‧‧‧低壓端口
10c‧‧‧冷卻水流入端口
10d‧‧‧冷卻水流出端口
10e‧‧‧壓縮機的第2通信端口
100‧‧‧監視終端
58‧‧‧控制部
第1圖係表示具備實施形態之冷卻系統之MRI系統的結構之示意圖。
第2圖係第1圖的壓縮機的構成圖。
第3圖係表示MT系統的概念之示意圖。
第4圖係表示第2圖的控制部的功能及結構之方塊圖。
第5圖係表示第4圖的標準資料保持部的一例之資料結構圖。
第6圖係用於說明基於所計算出之馬氏距離之警告通知的時機之說明圖。
第7圖係故障警告畫面的代表畫面圖。
第8圖係表示第2圖的控制部之一系列處理之流程圖。
第9圖係表示具備實施形態之冷卻系統之超導磁鐵系統的結構之示意圖方塊圖方塊圖。
以下，對各圖面所示之相同或同等的構成要件、構件、處理賦予相同符號，並適當省略重複說明。並且，為了便於理解，適當放大、縮小顯示各圖面之構件的尺寸。並且，在各圖面中說明實施形態並省略顯示不重要之構件的一部分。
包括冷凍機及壓縮機之通常的冷卻系統中，在各部搭載有壓力開關(或壓力感測器)或溫度開關(或溫度感測器)。並且，該種冷卻系統中搭載有如下功能，亦即藉由運轉狀態下之“測定點的值(以下，稱為PV)”與“設定值(以下，稱為SV)”的比較，判斷為若PV<SV則為正常狀態，否則為異常狀態，並立即停止運行。
作為以該功能為基礎，並對如專利文獻1中記載之技術的延伸這一方面進行研究之故障預測技術，考慮如下方法，亦即在SV之前以WV<SV方式設定用於警告之數值(以下，稱為WV)，判斷為若PV<WV<SV則為正 常，若WV<PV<SV則為警告，若WV<SV<PV則為異常(該方法係本發明人為了研究而獨自構思者)。該方法初見成效，認為依據情況能夠更有效地進行判定。
然而，冷卻系統中，考慮溫度與壓力、溫度與流量這2個參數的狀態比較時，僅靠單個參數的PV1<SV1、PV2<SV2等，有可能產生無法判斷之狀態。
例如，考慮預測壓縮機的冷卻水配管由於異物或雜質的堆積而堵塞，冷卻水流量逐漸下降之不良情況(故障)。對於冷卻水流量，作為一例，標準為41/min至91/min即可。若以上述方法考慮，能夠藉由如下方式來進行故障預測，亦即，將初始的冷卻水流量設為81/min時，由於冷卻水流量逐漸下降，因此若成為作為標準的最低冷卻水量之41/min以下，則判斷為異常，並在此前的51/min發出警告。
藉此，看似實現了故障預測，但是若進一步詳細研究，則首先在41/min~51/min的範圍內，雖會發出警告但還在標準的範圍內。藉此，有可能使操作者混淆。並且，初始流量僅為51/min時，會始終發出警告。亦即，以上述方法基本上無法明確：是最開始係81/min，由於堵塞而冷卻水流量減少，從而變成51/min；還是冷卻水供給設施之供給冷卻水流量的設定從81/min減少至51/min；或是從最開始就以51/min運行。這些情況中還包含無法稱之為故障之情況，以上述方法很難判斷是否為故障的前兆。而且，即便是相同的51/min，依據冷卻水溫度存在分 為標準範圍內或範圍外之條件，因此僅監控冷卻水流量，並僅靠流量值，很難明確區分正常、即將發生異常、異常，並使誤檢測的可能性提高。
相對於此，實施形態之冷卻系統的監視方法中，對表示冷卻系統的狀態之不同的複數個參數的測定資料實施多變量分析，並依據其結果進行冷卻系統的故障預測。藉此，與現有的基於1變量之故障預測相比，能夠提高預測的精確度，並且能夠抑制誤檢測。
第1圖係表示具備實施形態之冷卻系統之MRI系統2的結構之示意圖。MRI系統2具備：機架6，具有大致環形狀，被測定體通過其中央；GM冷凍機4，對機架6內進行冷卻；壓縮機10，藉由2根軟性配管8、9與GM冷凍機4連接；及監視終端100。GM冷凍機4、壓縮機10及2根軟性配管8、9構成對冷卻對象(此時為機架6內部)進行冷卻之實施方式之冷卻系統。該冷卻系統用於冷卻MRI系統2的超導線圈6c。
機架6包括筐體6a、屏蔽件6b及超導線圈6c。超導線圈6c藉由在液體氦溫度(4.2K左右)下顯示超導性之材料的線材形成。筐體6a與屏蔽件6b之間的空間為了抑制導熱而被真空抽取。屏蔽件6b環繞超導線圈6c。屏蔽件6b與超導線圈6c之間的空間成為液體氦槽6d，在MRI系統2的運轉狀態下，液體氦槽6d中保持有液體氦。
GM冷凍機4係公知之2段式GM冷凍機，例如可使 用本申請人之前申請之日本特開2011-190953號公報記載之技術來構成。GM冷凍機4的冷頭的第1段冷卻台4a與屏蔽件6b機械結合，第2段冷卻台4b露出於液體氦槽6d中比液體氦的液面更靠上之部分亦即氣體側。
MRI系統2的運轉狀態下，筐體6a的溫度為常溫，亦即300K(開爾文)左右，屏蔽件6b的溫度藉由GM冷凍機4的冷卻作用維持在40K~50K。第2段冷卻台4b藉由再凝縮(液化)已蒸發之氦，將液體氦槽6d的壓力維持在既定值以下。
在液體氦槽6d的上部安裝有用於測定液體氦槽6d的壓力(以下，稱為氦內壓)之壓力感測器6e。第1段冷卻台4a上安裝有用於測定第1段冷卻台4a的溫度(以下，稱為第1段溫度)之第1段溫度感測器6f。第1段溫度相當於屏蔽件6b的溫度。第2段冷卻台4b上安裝有用於測定第2段冷卻台4b的溫度(以下，稱為第2段溫度)之第2段溫度感測器6g。
高壓軟性配管8從壓縮機10向GM冷凍機4供給高壓工作氣體，例如氦氣。低壓軟性配管9從GM冷凍機4向壓縮機10供給低壓氦氣。
壓縮機10壓縮從GM冷凍機4通過低壓軟性配管9返回之氦氣並通過高壓軟性配管8向GM冷凍機4供給已壓縮之氦氣。壓縮機10具備：高壓端口10a，連接有高壓軟性配管8；低壓端口10b，連接有低壓軟性配管9；冷卻水流入端口10c，用於從壓縮機10外部的冷卻水循 環裝置(未圖示)接收冷卻水或防凍液等冷卻液體；及冷卻水流出端口10d，用於從壓縮機10排出冷卻水。各端口安裝於壓縮機10的筐體。
冷卻水流入端口10c上連接有冷卻水供給配管5a。低溫且高壓的冷卻水在冷卻水供給配管5a內從冷卻水循環裝置朝向壓縮機10流動，通過冷卻水流入端口10c流入壓縮機10內部。冷卻水流出端口10d上連接有冷卻水返回配管5b。高溫且低壓的冷卻水在冷卻水返回配管5b內從壓縮機10內部通過冷卻水流出端口10d向冷卻水循環裝置流動。
機架6的第1通信端口6h、壓縮機10的第2通信端口10e及監視終端100的通信端口經有線或無線的網絡相互連接。第1段溫度或第2段溫度之類的GM冷凍機4之測定資訊以及氦內壓或流經超導線圈6c之電流值等MRI系統2內部的測定資訊以電信號形態從第1通信端口6h傳遞至監視終端100。
監視終端100向顯示器顯示基於所接收之資訊之MRI系統2的狀態。操作者通過監視終端100控制機架6或壓縮機10的開關或動作。
第2圖係壓縮機10的構成圖。壓縮機10包括壓縮倉11、水冷式熱交換器12、高壓側配管13、低壓側配管14、油分離器15、吸附器16、儲罐17、旁通機構18及控制部58。壓縮機10中，在壓縮倉11升壓從GM冷凍機4經低壓軟性配管9返回之低壓氦氣，並經高壓軟性配 管8再次供給至GM冷凍機4。
從GM冷凍機4返回之氦氣經低壓軟性配管9首先流入儲罐17。儲罐17去除返回之氦氣所包含之脈動。儲罐17具有比較大的容量，因此能夠藉由將氦氣導入儲罐17內來減輕或去除脈動。
在儲罐17中減輕或去除脈動之氦氣向低壓側配管14導出。低壓側配管14連接於壓縮倉11，藉此在儲罐17中減輕或去除脈動之氦氣供給至壓縮倉11。
壓縮倉11例如為渦旋方式或旋轉式泵，壓縮低壓側配管14的氦氣來升壓。壓縮倉11將已升壓之氦氣送出至高壓側配管13A(13)。氦氣在壓縮倉11中升壓時，以稍微混入有壓縮倉11內的油之狀態送出至高壓側配管13A(13)。
壓縮倉11設為利用油進行冷卻之結構。因此，使油循環之油冷卻配管33連接於水冷式熱交換器12所包含之油熱交換部26。並且，油冷卻配管33上設置有控制在內部流動之油流量之節流孔32。
水冷式熱交換器12實現用於向壓縮機10的外部放出在壓縮倉11中壓縮氦氣時產生之熱(以下，稱為壓縮熱)之熱交換。水冷式熱交換器12具有：油熱交換部26，進行流經油冷卻配管33之油的冷卻處理；及氣體熱交換部27，冷卻已升壓之氦氣。
油熱交換部26具有流動有油之油冷卻配管33的一部分26A及流動有冷卻水之第1冷卻水配管34，並構成為 在該些配管之間進行熱交換。從壓縮倉11向油冷卻配管33排出之油藉由壓縮熱變成高溫。若該種高溫油通過油熱交換部26，則藉由熱交換，油的熱移送至冷卻水，離開油熱交換部26之油的溫度低於進入油熱交換部26之油的溫度。亦即，壓縮熱經流經油冷卻配管33之油移送至冷卻水並向外部排出。
氣體熱交換部27具有流動有高壓氦氣之高壓側配管13A的一部分27A及流動有冷卻水之第2冷卻水配管36。對於氣體熱交換部27，與油熱交換部26相同，壓縮熱經流經高壓側配管13A(13)內之氦氣移送至冷卻水並向外部排出。
第1冷卻水配管34與第2冷卻水配管36串聯連接。 第1冷卻水配管34的一端可發揮水冷式熱交換器12的冷卻水接收端口12A的作用。第1冷卻水配管34的另一端與第2冷卻水配管36的一端連接。第2冷卻水配管36的另一端可發揮水冷式熱交換器12的冷卻水排出端口12B的作用。
壓縮機10具備：第1配管42，連接冷卻水流入端口10c與冷卻水接收端口12A；及第2配管44，連接冷卻水流出端口10d與冷卻水排出端口12B。
測量單元60設置於第2配管44。測量單元60測量從冷卻水流出端口10d流出之冷卻水的流量(以下，稱為排出冷卻水流量)及溫度(以下，稱為排出冷卻水溫度)，並向控制部58報告。
在壓縮倉11中升壓並在氣體熱交換部27中冷卻之氦氣經高壓側配管13A(13)供給至油分離器15。在油分離器15中分離氦氣中包含之油，並且還去除油中包含之雜質和塵埃。
已在油分離器15中去除油之氦氣經高壓側配管13B(13)送至吸附器16。吸附器16係用於去除氦氣中包含之尤其已氣化之油成分者。而且，若在吸附器16中去除已氣化之油成分，則氦氣導出至高壓軟性配管8，藉此供給至GM冷凍機4。
吸附器16與高壓端口10a之間的配管上安裝有用於測定離開壓縮機10之氦氣的溫度(以下，稱為吐出氣體溫度)之吐出氣體溫度感測器48。吐出氣體溫度感測器48測定吐出氣體溫度，並向控制部58報告。
旁通機構18具有旁通配管19、高壓側壓力檢測裝置20及旁通閥21。旁通配管19係連通高壓側配管13B與低壓側配管14之配管。高壓側壓力檢測裝置20檢測高壓側配管13B內的氦氣壓力(以下，稱為高壓側壓力)，並向控制部58報告。旁通閥21係開閉旁通配管19之電動閥裝置。並且，旁通閥21設為常閉閥，設為藉由高壓側壓力檢測裝置20驅動控制之結構。
具體而言設為如下結構，亦即高壓側壓力檢測裝置20檢測出從油分離器15到達吸附器16之氦氣的壓力(亦即，高壓側壓力)成為既定壓力以上時，旁通閥21被高壓側壓力檢測裝置20驅動而開閥。藉此，降低既定 壓力以上的供給氣體供給至GM冷凍機4之可能性。
回油配管24中，高壓側連接於油分離器15，低壓側連接於低壓側配管14。並且，在回油配管24的中途設置有：過濾器28，去除在油分離器15中分離之油中包含之塵埃；及節流孔29，控制回油量。
壓縮機10的筐體內側安裝有用於測定壓縮機10的內部溫度(以下，稱為壓縮機內部溫度)之壓縮機內部溫度感測器50。壓縮機內部溫度感測器50測定壓縮機內部溫度，並向控制部58報告。
控制部58藉由監視冷卻系統的狀態來預測壓縮機10或GM冷凍機4的異常停止，經網絡向監視終端100提供基於預測結果之故障警告。控制部58對表示冷卻系統的狀態之不同的複數個參數的測定資料實施多變量分析，依據其結果預測異常停止。
尤其，本實施形態中，作為在控制部58中執行之多變量分析，採用MT(馬氏-田口)系統。MT系統中，假設正常狀態或平均狀態中變動相似。藉由該假設，定義正常模式或傾向。另一方面，由於異常狀態或非平均狀態中不確定會發生何種情況，因此成為不確定變動，無法定義模式或傾向。係利用此情況，對所定義之正常模式與當前狀態進行比較，利用該些偏差程度識別當前狀態的正常、異常之方法。
MT系統包括單側T法、兩側T法、複數T法、MT法。
第3圖係表示MT系統的概念之示意圖。MT系統中，藉由較多地收集正常狀態或平均狀態的資料，在空間定義邊界線。能夠從如此定義之正常狀態的模式使用“偏離之距離”判定接近異常之程度。具體而言，從正常狀態指標54的組定義邊界52。而且，對於脫離邊界52之狀態指標56，判定為異常或相對接近異常。
第4圖係表示控制部58的功能及結構之方塊圖。就在此示出之各框而言，硬體上能夠用以電腦的CPU為首之元件或機械裝置實現，軟體上可藉由電腦程序等實現，但在此描述藉由該等共同來實現之功能框。藉此，接觸本說明書之本領域技術人員可理解該等功能框能夠藉由硬體、軟體的組合以多種形式實現。
控制部58包括測定值取得部102、分析部或狀態指標計算部104、警告判定部106、警告通知部108、標準資料更新部110、標準資料保持部112及記錄保持部114。
標準資料保持部112保持冷卻系統的狀態為正常或平均時的各參數的測定值。標準資料保持部112在壓縮機10出貨之前預裝，藉由後述之標準資料更新部110依據需要進行更新。冷卻系統的製造者可在出貨前的冷卻系統的試運行期間取得應登錄至標準資料保持部112之資料，與壓縮機10為同型機種之壓縮機已使用於其他系統時，可藉由援用其資料來取得應登錄至標準資料保持部112之資料。
第5圖係表示標準資料保持部112的一例之資料結構圖。標準資料保持部112對時刻、吐出氣體溫度、壓縮機內部溫度、排出冷卻水流量、排出冷卻水溫度、高壓側壓力、氦內壓、第1段溫度、第2段溫度、從電源供給至壓縮機10之電流、從電源施加於壓縮機10之電壓及壓縮機10的消耗電力建立對應關聯來保持。
回到第4圖，測定值取得部102定期從壓縮機10的各感測器及機架6取得各參數的測定值。測定值取得部102從吐出氣體溫度感測器48接收吐出氣體溫度的測定值，從壓縮機內部溫度感測器50接收壓縮機內部溫度的測定值，從測量單元60接收排出冷卻水流量及排出冷卻水溫度的測定值，從高壓側壓力檢測裝置20接收高壓側壓力的測定值，經網絡接收MRI內部的測定值(例如，液體氦槽6d的壓力(氦內壓)、超導線圈6c的溫度等)，從第1段溫度感測器6f經網絡接收第1段溫度的測定值，從第2段溫度感測器6g經網絡接收第2段溫度的測定值，從壓縮機10的未圖示的電源控制單元接收供給電流、供給電壓的測定值。測定值取得部102對所接收之測定值與測定時刻建立對應關聯來登錄至記錄保持部114。
狀態指標計算部104對藉由測定值取得部102取得之測定值適用MT系統，從而計算狀態指標(以下，還稱為“判定值”)。判定值例如係上述之“偏離之距離”(例如，馬氏距離)、表示“偏離之距離”之值或依據“偏離之距離” 運算之值。尤其，狀態指標計算部104在單位空間設定保持於標準資料保持部112之資料(例如，生成單位空間資料庫)，在信號空間設定藉由測定值取得部102取得之測定值的組(例如，生成信號空間資料庫)。狀態指標計算部104從如此設定之單位空間及信號空間計算“偏離之距離”來作為判定值。狀態指標計算部104對所計算出之判定值及計算時刻建立對應關聯來登錄至記錄保持部114。
另外，狀態指標計算部104計算判定值時，可使用第5圖所示之全部參數，亦可使用該等中的至少2個。就使用哪個參數而言，只要使用複數個參數，則配合應用程序適當設定即可。
警告判定部106對藉由狀態指標計算部104計算出之判定值與規定警告閾值進行比較。警告判定部106在前者低於後者時判定為無需與冷卻系統的故障相關之警告，否則判定為需要警告。
在警告判定部106中判定為需要警告時，警告通知部108經網絡向監視終端100發送警告畫面生成信號。監視終端100若接收到警告畫面生成信號，則在顯示器上顯示表示與冷卻系統的故障相關之警告之故障警告畫面。
標準資料更新部110經網絡取得標準資料保持部112的更新資料。標準資料更新部110用所取得之更新資料更新標準資料保持部112。
第6圖係用於說明基於所計算出之判定值之警告通知的時機之說明圖。第6圖的曲線圖的橫軸與1年的12個 月對應，縱軸表示所計算出之判定值。以符號62、64、66表示從在1年內冷卻系統中未特別產生故障的年度的資料計算出之判定值，以符號68表示從在12月由於壓縮機10的水冷式熱交換器12的冷卻水堵塞而發生異常停止的年度的資料計算出之判定值。
如第6圖所示，可知發生有異常停止之年度的判定值的時序資料逐漸背離其他正常時的資料。本實施形態中，將警告判定部106之警告閾值設定為0.2(第6圖的單點劃線)，藉此能夠在發生異常停止之約3個月之前向操作者通知與故障相關之警告。
第7圖係故障警告畫面70的代表畫面圖。故障警告畫面70以文本表示冷卻系統的狀態接近異常停止之情況，同時催促操作者維護冷卻系統。
第8圖係表示控制部58之一系列處理之流程圖。狀態指標計算部104從保持於標準資料保持部112之標準資料生成單位空間資料庫(還稱為單位空間DB)(S202)。狀態指標計算部104從藉由測定值取得部102取得之測定資料生成信號空間資料庫(還稱為信號空間DB)(S203)。狀態指標計算部104從單位空間DB及信號空間DB計算判定值(S204)。
警告判定部106判定所計算出之判定值是否大於警告閾值(S206)。當判定值為警告閾值以下時(S206的否)，處理結束。當判定值大於警告閾值時(S206的是)，警告通知部108進行用於向操作者通知與故障相關 之警告之處理(S208)。
依本實施形態之冷卻系統，對表示冷卻系統的狀態之不同的複數個參數的測定值執行多變量分析，依據其結果進行冷卻系統的故障預測及警告通知。藉此，與基於1變數之故障預測相比，能夠提高預測的精確度。並且，多變量分析中，能夠將參數之間的關聯放入考慮範圍，因此能夠抑制異常的誤檢測。
並且，依本實施形態之冷卻系統，能夠在發生冷卻系統的異常停止之前進行警告通知。藉此，操作者能夠在發生異常停止之前建立並執行MRI系統2的停止、維護計劃，因此減少對操作者側的業務帶來之影響。
並且，本實施形態之冷卻系統中，作為多變量分析採用MT系統。表示包括GM冷凍機4及壓縮機10之冷卻系統的狀態之不同的複數個參數之間的關聯比較高。例如，若壓縮機10的冷卻水的流入溫度上升，則排出冷卻水溫度或吐出氣體溫度亦有可能上升。如此一來，GM冷凍機4的冷凍能力下降而第1段溫度或氦內壓有可能上升。該種情況下，藉由在多變量分析中採用能夠將參數之間的關聯適當地放入考慮範圍之MT系統，能夠更準確地預測冷卻系統的突發性異常的發生，並且能夠降低誤檢測的風險。
以上，對實施形態之冷卻系統及使用該冷卻系統之MRI系統2進行了說明。該實施形態為例示，本行業技術人員應可理解能夠對各構成要件的組合進行各種變形例並 且該種變形例亦在本發明範圍內。
實施形態中，以GM冷凍機4為例進行了說明，但並不限於此。例如，冷凍機可以是GM型或斯特林型脈衝管冷凍機或斯特林冷凍機或索爾韋冷凍機。
實施形態中，對使用冷卻系統之MRI系統2進行了說明，但並不限於此。例如，冷卻系統可以用作超導磁鐵、低溫泵、X線檢測器、紅外線感測器、量子光子檢測器、半導體檢測器、稀釋冷凍機、He3冷凍機、絕熱退磁冷凍機、氦液化器、低溫保持器等之冷卻手段或液化手段。
實施形態中，對藉由從外部接收之資料更新標準資料保持部112之情況進行了說明，但並不限於此。例如，控制部可藉由學習來更新標準資料保持部。此時，能夠在使用冷卻系統之環境形成特殊化之單位空間。藉此，與藉由來自外部之資料更新時相比，能夠提高故障預測的精確度。然而，由於冷卻系統從MRI系統2向其他系統轉移等而環境發生變化時，故障預測的精確度降低。亦即，通用性較差。
實施形態中，對藉由在MRI系統2中將超導線圈6c浸漬於液體氦來將超導線圈6c維持在低溫之情況進行了說明，但並不限於此。例如，可藉由使超導線圈與GM冷凍機的第2段冷卻台直接熱接觸來將超導線圈維持在低溫(參閱第9圖)。此時，控制部58可代替氦內壓取得超導線圈的溫度，並將其作為表示MRI系統的狀態之參數 之一來予以採用。
實施形態中，以MRI系統2為例進行了說明，但並不限於此。實施形態之冷卻系統可適用於超導磁鐵系統等任意超導機器。
第9圖係表示具備實施形態之冷卻系統之超導磁鐵系統600的結構之示意圖。本冷卻系統與第1圖例示之實施形態相同，具備GM冷凍機670、壓縮機10及監視終端100。GM冷凍機670為了冷卻超導磁鐵系統600而設置。壓縮機10藉由2根軟性配管8、9與GM冷凍機670連接。超導磁鐵系統600的第1通信端口6h、壓縮機10的第2通信端口10e、監視終端100的通信端口經有線或無線網絡相互連接。
超導磁鐵系統600具有真空容器651、GM冷凍機670及對強磁場空間661施加磁場之超導磁鐵660。GM冷凍機670以冷頭垂下之狀態設置於設置在真空容器651內之頂板652。GM冷凍機670可以是2段式GM冷凍機，第9圖的例子中，GM冷凍機670具有與第1圖所示之GM冷凍機4相同之結構。藉此，省略GM冷凍機670的結構的詳細說明。
GM冷凍機670的第1段冷卻台685藉由熱屏蔽板653與向超導磁鐵660的超導線圈655供給電流之氧化物超導電流引線658熱性機械連接。GM冷凍機670的第2段冷卻台695與超導線圈655的線圈冷卻台654熱性機械連接。線圈冷卻台654與超導線圈655接觸，超導線圈 655藉由來自第2段冷卻台695的寒冷冷卻至超導臨界溫度以下。
2‧‧‧MRI系統
4‧‧‧GM冷凍機
4a‧‧‧第1段冷卻台
4b‧‧‧第2段冷卻台
5a‧‧‧冷卻水供給配管
5b‧‧‧冷卻水返回配管
6‧‧‧機架
6a‧‧‧筐體
6b‧‧‧屏蔽件
6c‧‧‧超導線圈
6d‧‧‧液體氦槽
6e‧‧‧壓力感測器
6f‧‧‧第1段溫度感測器
6g‧‧‧第2段溫度感測器
6h‧‧‧第1通信端口
8‧‧‧軟性配管
9‧‧‧軟性配管
10‧‧‧壓縮機
10a‧‧‧高壓端口
10b‧‧‧低壓端口
10c‧‧‧冷卻水流入端口
10d‧‧‧冷卻水流出端口
10e‧‧‧壓縮機的第2通信端口
100‧‧‧監視終端

Claims (7)

  1. 一種冷卻系統的監視方法，前述冷卻系統具備：冷凍機，係使用氣體；及壓縮機，係壓縮從前述冷凍機返回之氣體並供給至前述冷凍機，前述監視方法的特徵為，包括：取得表示前述冷凍機或前述壓縮機或者該兩者的狀態之不同的複數個參數的測定值之步驟；及對所取得之不同的複數個參數的測定值實施規定的多變量分析，計算出判定值之步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之監視方法，其中，進一步包括：依據前述多變量分析的結果，判定是否應向用戶通知與故障相關之警告之步驟。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之監視方法，其中，前述不同的複數個參數係表示前述壓縮機的溫度、氣體壓力、前述壓縮機的冷卻液的流量、前述冷凍機的溫度及前述壓縮機的消耗電力之電性參數中的至少2個。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之監視方法，其中，前述冷卻系統用於冷卻超導磁鐵系統的線圈，前述不同的複數個參數包括表示前述超導磁鐵系統的狀態之參數。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之監視方法，其中，表示前述超導磁鐵系統的狀態之參數係前述超導磁鐵 系統的線圈周圍的液體氦槽的壓力、前述線圈的溫度及相對於前述液體氦槽之屏蔽件的溫度中的至少1個。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之監視方法，其中，前述多變量分析係MT(馬氏-田口)系統。
  7. 一種冷卻系統，其特徵為，具備：冷凍機，係使用氣體；壓縮機，係壓縮從前述冷凍機返回之氣體並供給至前述冷凍機；及控制部，前述控制部包括：測定值取得部，係取得表示前述冷凍機或前述壓縮機或者該兩者的狀態之不同的複數個參數的測定值；及分析部，係對藉由前述測定值取得部取得之不同的複數個參數的測定值實施規定的多變量分析，計算出判定值。
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