示出和描述尤其是用于核磁流量测量装置的信号分析仪,其用于布置在信号发生器和电负载之间的功率信号路径中,具有位于功率信号路径中的功率信号线路;具有输出耦合电路,其用于输出耦合表征入射到负载中的激励信号的第一信号和用于输出耦合表征激励信号的在负载上反射的部分的第二信号;具有第一衰减器和第二衰减器；并且具有探测器,其用于确定第一信号的大小与第二信号的大小的比例和用于确定第一信号与第二信号的相位差。通过以下方式实现具有改善的特性的信号分析仪:输出耦合电路具有第一变压器和第二变压器,在第一变压器的次级侧的输出端上施加第一信号,并且在第一变压器的次级侧的输入端和第二变压器的次级侧的输出端的连接上施加第二信号。
【技术实现步骤摘要】
尤其是用于核磁流量测量装置的信号分析仪
本专利技术提出一种信号分析仪、尤其是用于核磁流量测量装置的信号分析仪，所述信号分析仪用于布置在用于产生电激励信号的信号发生器和电负载之间的功率信号路径中，所述信号分析仪：具有用于传输电信号的位于所述功率信号路径中的功率信号线路；具有输出耦合电路，所述输出耦合电路用于输出耦合表征入射到所述负载中的激励信号的第一信号和用于输出耦合表征所述激励信号的在所述负载上反射的部分的第二信号；具有第一衰减器和第二衰减器，并且具有探测器，所述探测器用于确定所述第一信号的大小与所述第二信号的大小的比例和用于确定所述第一信号与所述第二信号的相位差。
技术介绍
具有核自旋的元素的原子核也具有通过核自旋引起的磁矩。核自旋可以理解为可通过向量描述的旋转脉冲，并且相应地，磁矩还可以通过向量来描述，所述向量与旋转脉冲的向量平行定向。在宏观磁场存在的情况下，原子核的磁矩的向量与在原子核的位置上宏观磁场的向量平行定向。因此原子核的磁矩的向量在原子核的位置上关于宏观磁场的向量进动。进动的频率被称为拉莫尔频率并且与磁场强度B的量值成正比。拉莫尔频率根据以下公式计算：，其中为旋磁比，所述旋磁比对于氢原子核来说最大。原子核的磁矩的进动是具有拉莫尔频率的交变磁场，所述交变磁场能够感应生成具有线圈中的相同的频率的交流电信号。以下测量方法被称为核磁共振测量方法：所述测量方法在宏观磁场的存在下通过借助受控磁场的激励来影响介质的原子核的磁矩的进动，并且分析处理激励的效果。实现核磁共振测量方法的测量装置的一个例子是核磁流量测量装置。核磁流量测量装置能够测量测量管中介质的流动速度，并且当可激励各个相进行不同的核磁共振时，核磁流量测量装置也能够测量多相介质的各个相的流动速度和各个相占多相介质的相对份额。核磁流量测量装置例如可用于从油源提取的多相介质的循环流量测量。所述介质基本上由液相的原油和盐水和气相天然气组成，其中，所有相包含可激励进行核磁共振的氢核，并且各个相可以激励来进行不同的核磁共振。从油源提取的多相介质的测量也可以借助测试分离器进行。在一段时间上所提取的介质被引入测试分离器中，随后测试分离器将介质的各个相彼此分离，以及确定各个相占介质的份额。然而，与核磁流量测量装置相比测试分离器不能够可靠地测量小于5％的原油份额。由于每个油源的原油份额持续下降，并且多种油源的原油份额已经小于5％，所以目前不可能的是，在使用测试分离器的情况下经济地利用这些油源。为了也能够进一步利用具有很小的原油份额的油源，相应地需要用于由多相组成的介质的精确的流量测量装置，所述流量测量装置优选不中断油提取。为此，尤其核磁流量测量装置适合于此。在核磁流量测量装置中，首先使介质的原子核的磁矩定向并且确定进动的拉莫尔频率的磁场通过磁化装置产生。激励定向的和进动的原子核的受控的磁场可以通过电线圈产生。线圈是信号分析仪的电负载的部件，并且电负载通过功率信号线路与核磁流量测量装置的产生电激励信号的信号发生器电连接。以拉莫尔频率进行振荡的激励信号特别适合于进行激励。因此，为了能够实现通过功率信号线路将功率从信号发生器沿着功率信号路径高效地传输至线圈，电负载通常进一步形成为具有可调节的谐振频率和可调节的输入阻抗的共振电路。为了实现功率的高效传输，一方面可以使电负载的谐振频率与介质的待测量的相的拉莫尔频率协调。另一方面，可以在功率信号路径中进行功率匹配。在彼此协调信号发生器的输出阻抗、功率信号线路的线路波阻抗和负载的输入阻抗时提供功率匹配。用于电负载的功率匹配的尺度是激励信号的入射到负载中的功率与入射的激励信号的功率的由负载反射的份额之间的比例。在功率匹配的情况下，在负载上不出现入射到负载中的激励信号的反射。从现有技术已知的信号分析仪、尤其是一开始所述类型的用于核磁流量测量装置的信号分析仪具有输出耦合电路，所述输出耦合电路具有第一定向耦合器和第二定向耦合器。所述第一定向耦合器产生表征入射到所述负载中的激励信号的第一信号，并且所述第二定向耦合器产生表征所述激励信号的在所述负载上反射的部分的第二信号。在此，第一信号的相位相对于激励信号的电压的相位相同，并且第二信号相对于激励信号的所反射的部分的电压的相位相同，其中，两个电压是用于通过功率信号路径传输的功率的尺度。如果信号发生器的输出阻抗不具有电抗——这通常是这种情况，则在从现有技术已知的信号分析仪的情况下和在通常的功率信号线路的情况下，功率匹配所需的在第一信号与第二信号之间的相位差是0°。但是，约0°的范围内的相位差损害通过探测器的分析处理。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是，说明一种信号分析仪、尤其是用于核磁流量测量装置的信号分析仪，其具有改善的特性并且优选具有功率匹配所需的在第一信号与第二信号之间的相位差的改善的分析处理。根据本专利技术的信号分析仪、尤其是用于核磁流量测量装置的信号分析仪——其中解决了先前导出的和所示的任务，首先和基本上特征在于，输出耦合电路具有第一变压器和第二变压器；所述第一变压器具有第一变压器和第二变压器，所述第一变压器具有初级侧和次级侧，所述初级侧具有输入端和输出端，所述次级侧具有输入端和输出端，并且所述第二变压器具有初级侧和次级侧，所述初级侧具有输入端和输出端，所述次级侧具有输入端和输出端；每个变压器的初级侧的输入端相对于其初级侧的输出端的电压与所述变压器的次级侧的输入端相对于其次级侧的输出端的电压同相；所述第一变压器的初级侧的输入端与所述功率信号线路连接，并且所述第一变压器的初级侧的输出端与参考电势连接，所述第二变压器的初级侧的输入端和初级侧的输出端与所述功率信号线路连接，并且流过所述功率信号线路的电流流过所述第二变压器的初级侧；所述第二变压器的初级侧的输入端与所述参考电势连接，并且所述第二变压器的次级侧的输出端与所述第一变压器的次级侧的输入端连接；并且在所述第一变压器的次级侧的输出端上施加所述第一信号，并且在所述第一变压器的次级侧的输入端和所述第二变压器的次级侧的输出端的连接上施加所述第二信号。根据本专利技术的信号分析仪相对于从现有技术已知的信号分析仪首先具有以下优点：替代两个定向耦合器，在输出耦合电路中仅仅还存在包括两个变压器的定向耦合器，这减少了生产耗费和生产成本。根据本专利技术的信号分析仪的另一个优点是，对于功率匹配所需的在第一信号与第二信号之间的相位差比在从现有技术已知的信号分析仪中所需的相位差更大。由此，能够通过相同的探测器实现相位差的改善的分析处理。如果信号发生器的输出阻抗不具有电抗，则在根据本专利技术的信号分析仪的情况下和在通常的功率信号线路的情况下，对于功率匹配所需的在第一信号与第二信号之间的相位差的量值是90°。在约90°的范围中的相位差不损害通过探测器的分析处理。两个信号的在约90°的范围中的相位差能够由从现有技术已知的探测器以比在约0°的范围中的相位差更高的精度探测。此外，许多市售的探测器、例如模拟设备中型号AD8302仅仅可以探测到两个信号之间的在0°到180°范围中的相位差。因此，为了能够使用这些探测器，在从现有技术已知的信号分析仪的情况下常常需要附加的移相器，所述移相器移动第一和第二信号之间的相位。尽管在此谈及核磁流量测量装置，但根据本专利技术的信号分析仪还是可以在应分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种尤其是用于核磁流量测量装置的信号分析仪(1)，所述信号分析仪用于布置在信号发生器(3)和电负载(4)之间的功率信号路径(2)中，所述信号发生器用于产生电激励信号，所述信号分析仪：具有位于所述功率信号路径(2)中的功率信号线路(5)，所述功率信号线路用于传输电信号，具有输出耦合电路(6)，所述输出耦合电路用于输出耦合表征入射到所述负载(4)中的激励信号的第一信号和用于输出耦合表征所述激励信号的在所述负载(4)上反射的部分的第二信号，具有第一衰减器(7)和第二衰减器(8)，并且具有探测器(9)，所述探测器用于确定所述第一信号的大小与所述第二信号的大小的比例和用于确定所述第一信号与所述第二信号的相位差，其特征在于，所述输出耦合电路(6)具有第一变压器(10)和第二变压器(11)，所述第一变压器(10)具有初级侧(12)和次级侧(15)，所述初级侧具有输入端(13)和输出端(14)，所述次级侧具有输入端(16)和输出端(17)，并且所述第二变压器(11)具有初级侧(18)和次级侧(21)，所述初级侧具有输入端(19)和输出端(20)，所述次级侧具有输入端(22)和输出端(23)，每个变压器(10,11)的初级侧的输入端(13,19)相对于其初级侧的输出端(14,20)的电压与所述变压器的次级侧的输入端(16,22)相对于其次级侧的输出端(17,23)的电压同相，所述第一变压器(10)的初级侧的输入端(13)与所述功率信号线路(5)连接，并且所述第一变压器(10)的初级侧的输出端(14)与参考电势(24)连接，所述第二变压器(11)的初级侧的输入端(19)和初级侧的输出端(20)与所述功率信号线路(5)连接，并且流过所述功率信号线路(5)的电流流过所述第二变压器(11)的初级侧(18)，所述第二变压器(11)的初级侧的输入端(22)与所述参考电势(24)连接，并且所述第二变压器(11)的次级侧的输出端(23)与所述第一变压器(10)的次级侧的输入端(16)连接，并且在所述第一变压器(10)的次级侧的输出端(17)上施加所述第一信号，并且在所述第一变压器(10)的次级侧的输入端(16)和所述第二变压器(11)的次级侧的输出端(23)的连接上施加所述第二信号。...
【技术特征摘要】
2013.03.19 DE 102013004671.8;2013.04.12 DE 10201301.一种用于核磁流量测量装置的信号分析仪(1)，所述信号分析仪用于布置在信号发生器(3)和电负载(4)之间的功率信号路径(2)中，所述信号发生器用于产生电激励信号，所述信号分析仪：具有位于所述功率信号路径(2)中的功率信号线路(5)，所述功率信号线路用于传输电信号，具有输出耦合电路(6)，所述输出耦合电路用于输出耦合表征入射到所述负载(4)中的激励信号的第一信号和用于输出耦合表征所述激励信号的在所述负载(4)上反射的部分的第二信号，具有第一衰减器(7)和第二衰减器(8)，并且具有探测器(9)，所述探测器用于确定所述第一信号的大小与所述第二信号的大小的比例和用于确定所述第一信号与所述第二信号的相位差，其特征在于，所述输出耦合电路(6)具有第一变压器(10)和第二变压器(11)，所述第一变压器(10)具有初级侧(12)和次级侧(15)，所述第一变压器的初级侧具有输入端(13)和输出端(14)，所述第一变压器的次级侧具有输入端(16)和输出端(17)，并且所述第二变压器(11)具有初级侧(18)和次级侧(21)，所述第二变压器的初级侧具有输入端(19)和输出端(20)，所述第二变压器的次级侧具有输入端(22)和输出端(23)，每个变压器(10,11)的初级侧的输入端(13,19)相对于其初级侧的输出端(14,20)的电压与所述变压器的次级侧的输入端(16,22)相对于其次级侧的输出端(17,23)的电压同相，所述第一变压器(10)的初级侧的输入端(13)与所述功率信号线路(5)连接，并且所述第一变压器(10)的初级侧的输出端(14)与参考电势(24)连接，所述第二变压器(11)的初级侧的输入端(19)和初级侧的输出端(20)与所述功率信号线路(5)连接，并且流过所述功率信号线路(5)的电流流过所述第二变压器(11)的初级侧(18)，所述第二变压器(11)的初级侧的输入端(22)与所述参考电势(24)连接，并且所述第二变压器(11)的次级侧的输出端(23)与所述第一变压器(10)的次级侧的输入端(16)连接，并且在所述第一变压器(10)的次级侧的输出端(17)上施加所述第一信号，并且在所述第一变压器(10)的次级侧的输入端(16)和所述第二变压器(11)的次级侧的输出端(23)的连接上施加所述第二信号。2.根据权利要求1所述的信号分析仪，其特征在于，所述第二变压器(11)在所述功率信号路径(2)中在所述激励信号的传播方向上布置在所述第一变压器(10)之前。3.根据权利要求1或2所述的信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：B邓克，JJJ霍夫斯泰德，SI吕克，
申请(专利权)人：克洛纳有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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