核磁测量仪器制造技术

带有测量装置的核磁测量仪器，测量装置具有控制设备、发生器设备、天线设备、接收设备和测量信号路径，其具有激励信号路径和反应信号路径，天线设备具有天线信号路径。核磁测量仪器，其确定测量信号路径的不稳定特征。测量装置具有周围环境信号路径和传递设备，第一换接开关在第一切换状态中使发生器设备与激励信号路径相连接且在第二切换状态中与周围环境信号路径相连接，第二换接开关在第一切换状态中使接收设备与反应信号路径相连接且在第二切换状态中与周围环境信号路径相连接，测量信号路径的一部分被周围环境信号路径包围，发生器设备产生测试激励信号，在应用测试激励信号和测试反应信号的情况下确定测量信号路径的特征。

Nuclear magnetic resonance measuring instrument

Nuclear magnetic resonance measuring instrument with measuring device has control device, generator device, antenna device, receiving device and measuring signal path. It has excitation signal path and reaction signal path. Antenna device has antenna signal path. Nuclear magnetic resonance (NMR) measuring instrument, which determines the instability characteristics of the measurement signal path. The measuring device has a surrounding signal path and a transmission device. The first switch connects the generator device to the excitation signal path in the first switching state and to the surrounding signal path in the second switching state. The second switch connects the receiving device to the response signal path in the first switching state and to the surrounding environment in the second switching state. The signal path is connected, part of the measurement signal path is surrounded by the ambient signal path. The generator generates the test excitation signal, and determines the characteristics of the measurement signal path when the test excitation signal and the test response signal are applied.

【技术实现步骤摘要】
核磁测量仪器
本专利技术涉及一种用于执行在介质处的核磁测量的带有测量装置的核磁测量仪器。
技术介绍
对此，测量装置具有控制设备、发生器设备、第一和第二调节设备、天线设备、接收设备和测量信号路径。测量信号路径包括激励信号路径和反应信号路径，且天线设备具有天线信号路径。在此，激励信号路径和反应信号路径在天线信号路径中一致。发生器设备构造用于产生激励信号，第一调节设备构造用于调节激励信号，且天线设备构造用于传递经调节的激励信号到介质上。另外，天线设备还构造用于探测通过激励信号在介质中引起的反应信号，第二调节设备构造用于调节反应信号，且接收设备构造用于接收经调节的反应信号。控制设备尤其构造用于控制发生器设备和接收设备。另外，控制设备设计用于评估反应信号。激励信号路径将激励信号从发生器设备经由第一调节设备和经由天线设备引导到介质上，且反应信号路径将反应信号从介质经由天线设备且经由第二调节设备引导至接收设备。由此，激励信号路径从发生器设备延伸直至到介质中，且第一调节设备和天线设备处于激励信号路径中。反应信号路径从介质出来延伸直至接收设备，且天线设备和第二调节设备处于反应信号路径中。核磁测量仪器构造成在运行中执行在介质处的核磁测量且从核磁测量中确定关于介质的信息。在通过测量装置执行核磁测量的情形中，在存在之前已经磁化介质的宏观磁场的情形中，介质的原子核的进动通过将原子核激励成核磁共振来影响，且评估核磁共振。因此，核磁测量经常也称为核磁共振测量或磁体共振测量，且相应的测量仪器称为核磁共振测量仪器或磁体共振测量仪器。为了产生宏观磁场，核磁测量仪器具有磁场产生装置。进动是具有核自旋的元素的原子核的特征。核自旋可理解为可通过矢量描述的角动量，且相应地通过核自旋引起的磁矩也可通过矢量描述，其平行于角动量的矢量。宏观磁场的存在促使在介质中的带有磁矩的原子核的过剩，其平行于宏观磁场取向，由此介质具有宏观磁化，其在其整体上可通过矢量描述。原子核的磁矩的矢量在存在宏观磁场的情况下以宏观磁场的矢量在原子核的部位处进动。这是进动这一特征。进动(Praezission)的频率称为拉莫频率ωL且成比例于宏观磁场的磁通量密度B的值。拉莫频率根据ωL=γB来计算。对此，γ是旋磁比率，其对于氢核最大。将原子核激励成核磁共振通过以测量激励信号的形式的激励信号进行。激励信号在大多数情况下是RF信号且由发生器设备产生，然后由激励信号路径引导至第一调节设备且在调节信号路径上引导穿过第一调节设备，在其中其被调节。经调节的激励信号然后由激励信号路径引导至天线设备且在激励信号路径上引导穿过天线设备。天线设备将经调节的激励信号传递到介质上。发生器设备为了产生激励信号经常具有数模转换器，且第一调节设备为了调节激励信号通常具有增强器。增强器通常为功率增强器。核磁共振作为在介质中引起的反应信号以测量反应信号的形式由天线设备探测。反应信号从介质由反应信号路径引导至天线设备且然后在反应信号路径上引导穿过天线设备。另外，反应信号由反应信号路径引导至第二调节设备且在反应信号路径上引导穿过调节设备，在其中该反应信号被调节。经调节的反应信号然后由反应信号路径引导至接收设备，由其接收经调节的反应信号。接收设备为了接收经调节的反应信号经常具有模数转换器，且第二调节设备为了调节反应信号具有增强器。增强器通常为用于增强相比于激励信号非常弱的信号。测量激励信号是激励信号，且激励信号具有基本上至少一个电磁RF脉冲。至少在测量激励信号的情形中，这样的RF脉冲在大多数情况下具有拉莫频率。测量激励信号例如具有激活脉冲和至少一个再聚焦脉冲。激活脉冲引起以介质的相对宏观磁场的矢量横向的宏观磁化的形式的核磁共振，其以拉莫频率以宏观磁场的矢量旋转。旋转的横向的宏观磁化可作为以自由的感应衰减(其在英文中称为“自由感应衰减”且简称为FID)的形式的测量反应信号，且/或，在再聚焦后作为回音信号被探测。由此，测量反应信号具有自由的感应衰减和/或至少一个回音信号。于是当原子核彼此各个磁矩的进动的相的在激活脉冲或再聚焦后首先存在的关系例如通过宏观磁场中的非均匀性被干扰时，需要旋转的横向的磁化的再聚焦。再聚焦通过再聚焦脉冲实现，其重建相的关系且为测量激励信号的一部分。天线设备具有天线信号路径，激励信号路径和反应信号路径在其中一致。另外，天线设备通常具有天线换接开关，其在第一切换状态中将天线信号路径与激励信号路径连接且在第二切换状态中将天线信号路径与反应信号路径连接。天线换接开关可构造为主动的或被动的换接开关。天线换接开关经常为被动的换接开关，其切换状态取决于信号的功率，其经由测量信号路径传播。如果功率超过确定的功率阈值，则天线换接开关在第一切换状态中且功率在确定的功率阈值以下，那么其在第二切换状态中。通常，被动的天线换接开关具有二极管作为切换元件。当天线换接开关构造为主动的换接开关时，那么其通常可控制。在大多数情况下，天线换接开关由控制设备控制。由此，天线信号路径不仅引导激励信号而且引导接收信号且在该意义中激励信号路径和反应信号路径在天线信号路径中一致。通常，天线设备具有线圈设备。线圈设备在大多数情况下具有唯一的线圈，其不仅用于传递激励信号到介质上而且用于探测来自介质的反应信号。然而也存在这样的线圈设备，其具有第一线圈用于传递激励信号到介质上和第二线圈用于探测来自介质的反应信号。天线设备通常设计为带有共振频率的共振振荡回路，且具有调谐电路。调谐电路构造成在考虑拉莫频率的情况下调整共振振荡回路的共振频率，尤其将共振频率调整到拉莫频率上。另外，天线设备通常具有匹配线路用于避免在从一侧上的激励信号路径或反应信号路径和在另一侧上的天线信号路径的过渡处的信号反射。介质经常也具有多个相。为了确定关于各个相的信息，各个相的原子核必须可激励成可区分的核磁共振。例如，当各个相的纵向驰豫具有彼此不同的纵向驰豫常数T1时，核磁共振可彼此区分。因为从油源输送的多相介质基本上作为流体相具有原油和(盐)水且作为气态相具有天然气，所有相的原子核具有氢核且通常尤其相原油和(盐)水的特征在于不同的纵向驰豫常数T1，核磁测量仪器特别适用于确定从油源输送的介质的信息。在研究所描述的类型的核磁测量仪器的情形中看出的是，测量信号路径的特征经受波动，该特征因此不稳定。变得看出的是，波动具有不同的原因。原因例如是温度相关性、在测量信号路径例如控制设备中的构件的连续散射和老化、发生器设备、第一和第二调节设备、天线设备和接收设备。同样，介质的特征取决于温度。另一原因是测量信号路径通过介质的负载，其中负载尤其取决于介质的传导性。
技术实现思路
本专利技术的一个任务因此是说明所描述类型的核磁测量仪器，其确定测量信号路径的至少一个不稳定特征。该任务根据本专利技术首先且主要通过以下方式解决，即，测量装置具有周围环境信号路径和传递设备，周围环境信号路径和传递设备彼此相连接且传递设备构造用于信号在周围环境信号路径和天线信号路径之间的双向的传递。信号在周围环境路径和天线信号路径之间的双向的传递尤其涉及激励信号由周围环境信号路径到天线信号路径上的传递和反应信号由天线信号路径到周围环境信号路径上的传递。另外，本专利技术特征在于如下，即，第一换接开关如此布置，使得在第一切换状态中发生器设备与激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于执行在介质(5)处的核磁测量的带有测量装置(4)的核磁测量仪器(1)，其中所述测量装置(4)具有控制设备(6)；发生器设备(7)，其用于产生激励信号；第一调节设备(9)，其用于调节激励信号；天线设备(10)，其用于将经调节的激励信号传递到所述介质(5)上且用于探测通过所述激励信号在所述介质(5)中引起的反应信号；第二调节设备(13)，其用于调节所述反应信号；接收设备(15)，其用于接收经调节的反应信号；和测量信号路径(16)，其中所述测量信号路径(16)具有激励信号路径(17)和反应信号路径(18)，所述激励信号路径(17)引导所述激励信号从所述发生器设备(7)经由所述第一调节设备(9)和所述天线设备(10)到所述介质(5)上且所述反应信号路径(18)引导所述反应信号从所述介质(5)经由所述天线设备(10)和所述第二调节设备(13)至所述接收设备(15)，其中所述天线设备(10)具有天线信号路径(19)且所述激励信号路径(17)和所述反应信号路径(18)在所述天线信号路径(19)中一致，其特征在于，所述测量装置(4)具有周围环境信号路径(20)和传递设备(12)，所述周围环境信号路径(20)和所述传递设备(12)彼此相连接且所述传递设备(12)构造用于信号在所述周围环境信号路径(20)和所述天线信号路径(19)之间的双向传递，第一换接开关(8)如此布置，使得在第一切换状态中所述发生器设备(7)与所述激励信号路径(17)相连接，且在第二切换状态中所述发生器设备(7)与所述周围环境信号路径(20)相连接，第二换接开关(14)如此布置，使得在第一切换状态中所述接收设备(15)与所述反应信号路径(18)相连接，且在第二切换状态中所述接收设备(15)与所述周围环境信号路径(20)相连接，所述控制设备(6)构造成首先操控所述第一换接开关(8)和所述第二换接开关(14)，从而所述测量信号路径(16)的一部分被所述周围环境路径(20)包围，且然后以所述发生器设备(7)产生测试激励信号，以所述接收设备(15)接收由所述测试激励信号引起的测试反应信号，且在应用所述测试激励信号和所述测试反应信号的情况下确定所述测量信号路径(16)的特征。...

【技术特征摘要】
2017.07.13 DE 102017115807.31.一种用于执行在介质(5)处的核磁测量的带有测量装置(4)的核磁测量仪器(1)，其中所述测量装置(4)具有控制设备(6)；发生器设备(7)，其用于产生激励信号；第一调节设备(9)，其用于调节激励信号；天线设备(10)，其用于将经调节的激励信号传递到所述介质(5)上且用于探测通过所述激励信号在所述介质(5)中引起的反应信号；第二调节设备(13)，其用于调节所述反应信号；接收设备(15)，其用于接收经调节的反应信号；和测量信号路径(16)，其中所述测量信号路径(16)具有激励信号路径(17)和反应信号路径(18)，所述激励信号路径(17)引导所述激励信号从所述发生器设备(7)经由所述第一调节设备(9)和所述天线设备(10)到所述介质(5)上且所述反应信号路径(18)引导所述反应信号从所述介质(5)经由所述天线设备(10)和所述第二调节设备(13)至所述接收设备(15)，其中所述天线设备(10)具有天线信号路径(19)且所述激励信号路径(17)和所述反应信号路径(18)在所述天线信号路径(19)中一致，其特征在于，所述测量装置(4)具有周围环境信号路径(20)和传递设备(12)，所述周围环境信号路径(20)和所述传递设备(12)彼此相连接且所述传递设备(12)构造用于信号在所述周围环境信号路径(20)和所述天线信号路径(19)之间的双向传递，第一换接开关(8)如此布置，使得在第一切换状态中所述发生器设备(7)与所述激励信号路径(17)相连接，且在第二切换状态中所述发生器设备(7)与所述周围环境信号路径(20)相连接，第二换接开关(14)如此布置，使得在第一切换状态中所述接收设备(15)与所述反应信号路径(18)相连接，且在第二切换状态中所述接收设备(15)与所述周围环境信号路径(20)相连接，所述控制设备(6)构造成首先操控所述第一换接开关(8)和所述第二换接开关(14)，从而所述测量信号路径(16)的一部分被所述周围环境路径(20)包围，且然后以所述发生器设备(7)产生测试激励信号，以所述接收设备(15)接收由所述测试激励信号引起的测试反应信号，且在应用所述测试激励信号和所述测试反应信号的情况下确定所述测量信号路径(16)的特征。2.根据权利要求1所述的核磁测量仪器(1)，其特征在于，所述控制设备(6)构造成通过如下方式实施核磁测量，即，所述控制设备(6)首先将所述第一换接开关(8)带到所述第一切换状态中且将所述第二换接开关(14)带到所述第一切换状态中，且然后产生测量激励信号，接收由测量激励信号引起的测量反应信号，且在应用所述测量激励信号和所述测量反应信号的情形下确定关于所述介质(5)的信息。3.根据权利要求2所述的核磁测量仪器(1)，其特征在于，所述控制设备(6)构造成在应用所述测量信号路径(16)的特征的情况下提高关于所述介质(5)的信息的准确度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的核磁测量仪器(1)，其特征在于，所述控制设备(6)构造成通过如下方式确定所述测量信号路径(16)的第一特征，即，所述控制设备(6)首先将所述第一换接开关(8)带到所述第二切换状态中且将所述第二换接开关(14)带到所述第一切换状态中，且然后产生第一测试激励信号，接收由所述第一测试激励信号引起的第一测试反应信号，且在应用所述第一测试激励信号和所述第一测试反应信号的情况下确定在所述反应信号路径(18)上的增强作为所述第一特征。5.根据权利要求4和权利要求2或3所述的核磁测量仪器(1)，其特征在于，所述控制设备(6)构造成在实施所述核磁测量之外实施所述第一特征的至少一个确定。6.根据权利要求2或3且根据权利要求4或5所述的核磁测量仪器(1)，其特征在于，所述控制设备(6)构造成在实施所述核磁测量期间...

【专利技术属性】
技术研发人员：F皮科，LM卡莱蒂，
申请(专利权)人：克洛纳有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH