CN115265690A - 使用核磁流量计确定流动介质的液体部分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明描述一种使用核磁流量计确定流动介质的液体部分的方法，其中核磁流量计具有带有测量体积的测量管、测量装置和磁化装置，其中介质流过测量管并具有液体部分和气体部分，其中由磁化装置在测量体积内产生磁场且介质被磁场磁化。磁化装置在测量体积中产生梯度磁场，介质承受磁场和梯度磁场，测量装置执行：产生激励信号并将其入射到磁化介质中以在磁化介质中沿第一梯度方向激励起核磁共振，测量核磁共振作为测量信号，在测量信号中确定沿第一梯度方向的核磁共振的频率；测量装置执行：将确定的频率分配给沿第一梯度方向的位置，将所述位置处的核磁共振分配给介质的液体部分和气体部分并从其核磁共振的位置确定测量体积中流动介质的液体部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用核磁流量计确定流动介质的液体部分的方法。所述核磁流量计具有带有测量体积的测量管、测量装置和磁化装置。所述介质流过所述测量管并具有液体部分和气体部分。所述磁化装置在测量体积内产生沿磁场方向的磁场，并且所述介质被所述磁场磁化。这意味着所述介质在流过所述测量体积时承受磁场并被所述磁场磁化。
背景技术
本发明属于核磁流量计领域。核磁流量计的测量装置被构造为对流过测量管的测量体积的介质进行测量，并从所述测量中确定关于所述介质的信息。当通过所述测量装置进行测量时，所述介质的原子核在磁场存在下的进动（所述磁场事先已使所述介质磁化）由于原子核被激励为核磁共振而受到影响并且测量所述核磁共振。核磁共振例如可以以自由感应衰减（FID）或自旋回波的形式出现。这种测量也称为磁共振测量。
进动是元素的具有核自旋的原子核的一种特性。所述核自旋可以理解为可通过矢量来描述的角动量，并且对应地，由核自旋引起的磁矩也可以通过与所述角动量的矢量平行的矢量来描述。宏观磁场的存在导致介质中具有与所述宏观磁场平行取向的磁矩的原子核过量，由此所述介质具有宏观磁化，这种宏观磁化的整体可以通过矢量描述。在存在宏观磁场的情况下，原子核磁矩的矢量围绕宏观磁场在原子核位置处的矢量进动。这是进动特性。进动的频率称为拉莫尔频率fL并且与宏观磁场的磁通密度B的绝对值成比例。拉莫尔频率根据fL=(γ/2π)B计算得出。在此γ是旋磁比，该旋磁比对于氢核是最大的。拉莫尔频率在下文中也简称为频率。
这些磁矩和进动受到电磁脉冲的影响，所述电磁脉冲向磁矩施加转矩并由此使磁矩旋转在磁矩矢量与宏观磁场之间绘制的角度。如果下面提到脉冲，则指的是这样的脉冲。
由于所述介质具有液体部分和气体部分，因此所述介质也具有至少两相。因此，所述介质是多相介质。例如，气体部分是一种相，而液体部分是另一种相。液体部分通常也具有多于一种相，例如原油相和（盐）水相。气体相是例如天然气。
为了确定关于多相介质的各个相的信息，必须将各个相的原子核激励为可区分的核磁共振。例如，如果各个相的自旋晶格弛豫具有不同的自旋晶格弛豫时间常数T1，则可以将核磁共振彼此区分开来。自旋晶格弛豫时间常数是相的特性。其他特性是自旋-自旋弛豫时间常数T2和扩散时间常数D。关于介质相的信息可以使用至少一种列出的特性来确定。信息例如是流过测量管的介质的各个相的流速和所述介质在测量管中的液体部分。关于各个相的信息还包括相的特性。
已经提到了原油相、（盐）水相和天然气相。这些也是从油井中输送的多相介质的基本相。由于所有这些相的原子核都具有氢核并且通常特别是原油相和（盐）水相以不同的自旋晶格弛豫时间常数T1为特征，因此核磁流量计特别适用于确定从油井中输送的介质的信息。
一个重要的信息是已经提到的介质在测量管的测量体积中的液体部分，该液体部分也称为管道填充系数（pipe filling factor）或持液率（liquid holdup）。液体部分例如是作为被除数的测量体积中被液体部分占据的体积与作为除数的测量体积的商。所述测量体积完全被液体部分的体积和气体部分的体积占据。由现有技术已知，通过首先使用激励信号在测量体积中介质的整个液体部分中激励起核磁共振，然后将该核磁共振作为测量信号进行测量来确定液体部分。此后确定所述测量信号的幅度，并从该幅度中推导出液体部分。这种确定液体部分的方法具有各种缺点。
一个缺点是气体部分也被所述激励信号激励为核磁共振并且该核磁共振然后也可能被一起测量，从而该核磁共振存在于所述测量信号中并且增大了所述幅度并因此使所述幅度失真。
另一个缺点是不能在所述激励信号之后立即测量核磁共振，而只能在所述激励信号衰减之后测量，否则所述激励信号会使测量信号失真。在从所述幅度中确定液体部分的情况下，必须在所述激励信号的时刻确定所述幅度，这需要从测量时刻到激励时刻的外推。在该推断时必须考虑各种影响。从而必须考虑到具有核磁共振的磁化介质以一定的速度流出测量体积。还必须考虑到核磁共振由于弛豫效应而降低，所述弛豫效应例如通过自旋-自旋弛豫时间常数T2来描述。因此，所述外推的准确性取决于了解所述速度和所述自旋-自旋弛豫时间常数的准确性。还包括其他影响所述外推的准确性的效应。
还有一个缺点是不准确地了解测量体积中介质的磁化会导致幅度的对应不准确，从而导致液体部分的对应不准确。
发明内容
因此，本发明的任务是说明一种至少减轻所列缺点中的至少一个的方法。
该任务通过具有权利要求1的特征的方法来解决。
具体地，在梯度步骤中，由所述磁化装置在所述测量体积中产生具有沿第一梯度方向的强度梯度的梯度磁场，并且所述介质除了承受所述磁场之外还承受所述梯度磁场。因此，测量体积中的流动介质同时承受所述磁场和所述梯度磁场。
此外，所述测量装置执行以下测量步骤：
-产生激励信号并将所述激励信号入射到所述测量体积中的磁化介质中，以在所述磁化介质中沿所述第一梯度方向激励起核磁共振。由于梯度磁场，沿第一梯度方向激励的核磁共振彼此不同。
-在测量体积中测量由所述激励信号在所述磁化介质中沿所述第一梯度方向激励的核磁共振作为测量信号。因此，在介质中测量先前由所述激励信号激励的核磁共振。
-在所述测量信号中确定沿所述第一梯度方向的核磁共振频率。频率的确定包括例如傅立叶变换。由于所述磁场与所述梯度磁场的叠加，根据fL=(γ/2π)B的频率取决于介质沿第一梯度方向的位置。B是由于所述磁场和所述梯度磁场叠加而产生的磁通密度。介质在测量体积中与第一梯度方向正交取向的无穷小薄片具有频率。例如如果所述梯度磁场在第一梯度方向上的强度增加，则介质薄片中第一梯度方向上的频率也根据旋磁比而增加。
这些测量步骤是在流动介质基本上位于测量体积中时执行的。
然后由所述测量装置执行以下评估步骤：
-将所确定的频率分配给沿所述第一梯度方向的位置。所述位置例如分配给介质在所述测量体积中的与所述第一梯度方向正交取向的薄片，其中所述薄片薄到使得向每个薄片分配一个频率。
-将所述位置处的核磁共振分配给所述介质的液体部分和气体部分。由于所述介质的各个相以及因此所述介质的液体部分和气体部分被激励为可区分的核磁共振，因此这些位置处的核磁共振也可以分配给所述介质的液体部分或气体部分。将核磁共振分配给液体部分和气体部分优选地通过评估核磁共振的强度（例如振幅）来执行。液体部分的核磁共振强度大于气体部分的核磁共振强度。
-从液体部分的核磁共振位置和气体部分的核磁共振位置中确定测量体积中流动介质的液体部分。在该确定时还考虑测量体积，特别是其几何形状。
根据本发明的用于确定液体部分的方法至少减轻了上述缺点。不会在气体部分中无意地激励起核磁共振。核磁共振不能在激励信号后立即测量，而在显露出之后才能测量这一事实没有负面影响。此外，不准确地了解介质的磁化也不会导致液体部分的失真。
在该方法的第一设计中，所述测量管水平定向并且所述第一梯度方向垂直定向。水平和垂直的说明涉及引力场矢量。水平定向垂直于引力场矢量，而垂直定向平行于引力场矢量。由于重力，测量管的水平取向导致测量管中液体部分和气体部分水平分层。由于第一梯度方向的垂直定向，穿过沿第一梯度方向的位置的平面垂直于第一梯度方向，这些平面同样是水平的。由于介质的液体部分和气体部分水平分层并且这些平面同样水平取向，因此可以更精确地确定液体部分和气体部分之间的过渡。
所述磁场具有特定的均匀性，并且在这个意义上是均匀的。这意味着所述磁场具有很小的波动。例如，所述磁场的磁通密度为0.2T，波动为1000ppm。由此产生频率不确定性为ΔfL=(γ/2π) ΔB = 42.58 MHz/T ∙ 0.2T ∙ 1000ppm = 8.5 kHz。所述梯度磁场的强度梯度例如为G=0.25 mT/cm。于是，频率不确定性对应于位置不确定性Δd = ΔB/G = 0.8cm。如果测量管的内直径例如为10cm并且第一梯度方向内直径重合，则0.8cm的位置不确定性对应于0.8 cm/10 cm = 8%的精度。
为了实现所要求的精度，在该方法的另一设计中规定，确定所述磁场的均匀性，并且基于所确定的均匀性和沿梯度方向的所要求的精度确定强度梯度的强度。所要求的精度优选在测量体积中沿梯度方向的距离的10％以内，更优选5％以内，特别优选1％以内。磁场的均匀性优选地由所述磁化装置确定。沿梯度方向的距离例如是测量管的直径。
在另一设计中，所述激励信号具有至少一个激励脉冲。辐射到测量体积中的磁化介质中的激励脉冲在所述磁化介质中沿所述第一梯度方向激励起核磁共振。为此，所述激励脉冲必须具有特定的带宽。所述带宽优选地确定为，使得激励脉冲沿测量体积中的第一梯度方向将所述介质完全激励为核磁共振。该设计还规定，所述磁化装置基于所述磁场的均匀性和所述强度梯度的强度来确定所述至少一个激励脉冲的带宽。优选地，产生至少一个激励脉冲以使所述磁化介质的磁矩旋转5°到45°之间的角度，更优选地旋转90°的角度。优选地，将硬脉冲、软脉冲、绝热脉冲、CHIRP脉冲或WURST脉冲用作所述至少一个激励脉冲。
激励脉冲通常不会以相同的效率激励起具有彼此不同频率的核磁共振。因此，核磁共振的激励效率取决于频率。由此，不同频率的核磁共振也具有不同的强度，这在评估步骤中是一个缺点。因此，在上述设计的扩展中规定，由所述磁化装置确定核磁共振相对于其频率的强度，并且归一化核磁共振相对于其频率的强度，使得核磁共振的与频率相关的激励效率通过所述至少一个激励脉冲来补偿。
在另一设计中规定，所述激励信号具有至少一个重聚焦脉冲。辐射到测量体积中的磁化介质中的重聚焦脉冲使得先前激励的核磁共振重新聚焦。优选地，产生至少一个重聚焦脉冲以使所述磁化介质的磁矩旋转45°的角度，更优选地旋转180°的角度。优选地，将硬脉冲、软脉冲、绝热脉冲、CHIRP脉冲或WURST脉冲用作所述至少一个重聚焦脉冲。
在另一设计中，所述激励信号具有多回波脉冲序列，并且测量和评估由所述多回波脉冲序列在所述磁化介质中激励的核磁共振。多回波脉冲序列具有至少一个激励脉冲和至少一个重聚焦脉冲，优选至少两个重聚焦脉冲。所述测量信号具有由多回波脉冲序列在磁化介质中激励的核磁共振。通过使用多回波脉冲序列，所述测量信号所具有的信息比确定液体部分所需的信息多。优选地，通过确定磁化介质的至少一个流速来评估由多回波脉冲序列在磁化介质中激励的核磁共振。因此执行另外的评估步骤。因此，所述评估一方面得出液体部分，另一方面在这个示例中得出流速。CPMG脉冲序列、SSFP脉冲序列或MMME脉冲序列优选地用作多回波脉冲序列。CPMG在此代表Carr-Purcell-Meiboom-Gill，SSFP代表稳态自由进动，MMME代表多重调制多重回波。
在另一设计中，所述激励信号具有激励脉冲以及随后的重聚焦脉冲，并且测量由重聚焦脉冲激励的自旋回波。优选地产生重聚焦脉冲以将磁化介质中的磁矩旋转180°的角度。
在一种扩展中，所述激励信号具有CPMG脉冲序列，并且所述激励脉冲和所述重聚焦脉冲是CPMG脉冲序列的一部分。所述激励脉冲和所述重聚焦脉冲在测量信号中导致使得能够确定液体部分的信息，而超出这些脉冲的CPMG脉冲序列组成部分在测量信号中导致可被评估的另外的信息。对应地，该扩展还规定测量和评估由CPMG脉冲序列激励的核磁共振。特别地，通过确定磁化介质的至少一个流速来评估核磁共振。因此由测量装置执行另外的评估步骤。
在另一设计中，所述激励信号具有第一激励脉冲，随后是第一重聚焦脉冲以及第二重聚焦脉冲和随后的第二激励脉冲。所述第二激励脉冲用于补偿仍然存在的核磁共振。此外，测量在第一重聚焦脉冲与第二重聚焦脉冲之间的自旋回波作为测量信号或作为所述测量信号的一部分。优选地，第二激励脉冲具有相对于第一激励脉冲的180°相移。这部分测量信号具有用于确定液体部分的信息。
在上述设计的扩展中，所述激励信号具有CPMG脉冲序列并且所述CPMG脉冲序列跟随所述第二激励脉冲。在第二激励脉冲与CPMG脉冲序列之间，梯度磁场减小，优选地减小到零。此外，对由CPMG脉冲序列激励的核磁共振进行测量和评估，特别是通过确定磁化介质的至少一个流速来进行评估。由CPMG脉冲序列激励的核磁共振是测量信号的另一部分，因此由测量装置执行另外的评估步骤。
在上述设计的替代扩展中，所述激励信号具有MMME脉冲序列并且所述MMME脉冲序列跟随所述第二激励脉冲。在第二激励脉冲与MMME脉冲序列之间，梯度磁场首先减小到零，然后在第二梯度方向上再次增加。优选地，第二梯度方向垂直于第一梯度方向地定向，特别是平行于介质的流动方向。此外，对由MMME脉冲序列激励的核磁共振进行测量和评估，特别是通过确定磁化介质的至少一个流速来进行评估。由CPMG脉冲序列激励的核磁共振是测量信号的另一部分，因此由测量装置执行另外的评估步骤。
在该方法的另一设计中，重新以不同于所述第一梯度方向的第三梯度方向执行梯度步骤。然后重新执行所述测量步骤和所述评估步骤。此外，通过将液体部分的两种确定组合来提高液体部分的确定精度。所述第三梯度方向优选地垂直于所述第一梯度方向。
附图说明
详细地给出了设计和扩展该方法的多种可能性。为此，参考从属于权利要求1的权利要求以及结合附图对优选实施例的以下描述。在附图中
图1示出了用于执行用于确定液体部分的方法的实施例的核磁流量计的实施例，
图2示出了该方法的信号序列的第一实施例，
图3示出了该方法的信号序列的第二实施例，
图4示出了该方法的信号序列的第三实施例，以及
图5示出了该方法的信号序列的第四实施例。
具体实施方式
图1示出了核磁流量计1的实施例，该核磁流量计被构造为执行将在下文描述的用于确定流动介质的液体部分的方法的实施例。核磁流量计1的图示部分是剖面。
核磁流量计1具有带有测量体积3的测量管2、测量装置4和磁化装置5。测量管2水平定向。
核磁流量计1处于运行中，因此介质6流过测量管2。流动及流动的方向由箭头表示。介质6具有液体部分7和气体部分8。液体部分7是一种相，而气体部分8是另一种相。测量管2的水平定向导致液体部分7和气体部分8由于重力而在测量管2中水平分层。此外，由核磁流量计1执行下面描述的方法。
由磁化装置5一方面在测量体积3中产生沿磁场方向10的磁场9，另一方面在测量体积中产生具有沿第一梯度方向12的强度梯度的梯度磁场11。磁场方向10和梯度场方向12彼此平行且垂直地定向。磁场9和梯度磁场11的叠加在图1中示出。介质6在测量体积3中承受磁场9和梯度场11二者，其中介质6由磁场9磁化，从而可以对磁化介质6进行核磁测量。
下面描述的方法实施例分别建立在由磁化装置5执行的上述步骤之上。
在实施例中，参见图2，测量装置4执行以下步骤：
-产生激励信号并且将该激励信号入射到在测量体积3中的磁化介质6中，以用于在磁化介质6中沿第一梯度方向12激励起核磁共振。所述激励信号具有带有激励脉冲14和重聚焦脉冲15的CPMG脉冲序列13。重聚焦脉冲15跟随激励脉冲14。产生重聚焦脉冲15以使磁化介质6中的磁矩旋转180°的角度。
-在测量体积3中沿第一梯度方向12在磁化介质6中测量由激励信号、即CPMG脉冲序列13激励的核磁共振作为测量信号。特别地，测量由重聚焦脉冲激励的自旋回波16。
-确定沿第一梯度方向12的自旋回波16的频率。
-将所确定的频率分配给沿第一梯度方向12的位置。
-将所述位置上的自旋回波16分配给介质6的液体部分7和气体部分8。
-从介质6的液体部分7的自旋回波16的位置和气体部分8的自旋回波16的位置中确定测量体积3中流动介质6的液体部分。在当前情况下，介质6层流流动，并且液体部分为50%，参见图1。
-从测量的核磁共振中确定磁化介质6的流速。
在第一区段17中确定液体部分并且在第二区段18中确定流速。各个信号之间的距离用τHE和τCPMG标记。梯度磁场的强度被绘制为Gz。信号特别是任何激励脉冲、重聚焦脉冲、FID和自旋回波。
代替自旋回波16，以后的自旋回波也可以用于确定由以后的重聚焦脉冲激励的液体部分。也可以使用FID。然而，使用FID确定液体部分不如使用自旋回波准确。
该实施例的缺点在于，重聚焦脉冲15通常具有比激励脉冲14更小的带宽，由此测量信号的质量降低。
这个缺点在另一个实施例中（参见图3）无论如何得到了减轻。在该实施例中，测量装置4执行以下步骤：
-产生激励信号并且将该激励信号入射到测量体积3中的磁化介质6中，以用于在磁化介质6中沿第一梯度方向12激励核磁共振。所述激励信号具有第一激励脉冲19，随后是第一重聚焦脉冲20以及第二重聚焦脉冲21和随后的第二激励脉冲22，以补偿仍然存在的核磁共振。第二激励脉冲22具有相对于第一激励脉冲19的180°相移。此外，所述激励信号具有CPMG脉冲序列13，其跟随第二激励脉冲22并且可以不同于之前实施例的CPMG脉冲序列。梯度磁场11在第二激励脉冲22与CPMG脉冲列13之间减小到零。梯度磁场11的强度被绘制为Gz，并且在持续时间T内减小到零。
-在测量体积3中测量由所述激励信号在磁化介质6中沿第一梯度方向12激励的核磁共振作为测量信号。特别地，测量在第一重聚焦脉冲20与第二重聚焦脉冲21之间的自旋回波16作为测量信号的一部分。
-确定沿第一梯度方向12的自旋回波16的频率。
-将所确定的频率分配给沿第一梯度方向12的位置。
-将所述位置上的自旋回波16分配给介质6的液体部分7和气体部分8。
-从介质6的液体部分7的自旋回波16的位置和气体部分8的自旋回波16的位置中确定测量体积3中流动介质6的液体部分。
-从由CPMG脉冲序列13激励的核磁共振中确定磁化介质6的流速，所述核磁共振是测量信号的一部分。
在第一区段17中确定液体部分，在第二区段18中确定流速，其中这两个区段彼此分开持续时间T。各个信号之间的距离用τHE和τCPMG标记。
代替自旋回波16，这里也可以使用以后的自旋回波来确定由以后的重聚焦脉冲激励的液体部分。也可以使用FID。
该实施例的缺点是为了使用CPMG脉冲序列来确定流速需要大量自旋回波，由此时间分辨率低并且在测量期间要测量的流速的变化导致错误。
这个缺点在另一个实施例中（参见图4）无论如何得到了减轻。在该实施例中，测量装置4执行以下步骤：
-产生激励信号并且将该激励信号入射到测量体积3中的磁化介质6中，以用于在磁化介质6中沿第一梯度方向12激励核磁共振。所述激励信号具有第一激励脉冲19，随后是第一重聚焦脉冲20以及第二重聚焦脉冲21和随后的第二激励脉冲22，以补偿仍然存在的核磁共振。第二激励脉冲22具有相对于第一激励脉冲的180°相移。此外，所述激励信号具有MMME脉冲序列23，其跟随第二激励脉冲22。梯度磁场11在第二激励脉冲22与MMME脉冲列23之间减小到零，然后在第二梯度方向上再次增加。第二梯度方向垂直于第一梯度方向12，而且平行于介质6的流动。梯度磁场11在第一梯度方向12上的强度被绘制为Gz，在第二梯度方向上的强度被绘制为Gx。在持续时间T内减小到零和增加。
-在测量体积3中测量由所述激励信号在磁化介质6中沿第一梯度方向12激励的核磁共振作为测量信号。特别地，测量在第一重聚焦脉冲20与第二重聚焦脉冲21之间的自旋回波16作为测量信号的一部分。
-确定沿第一梯度方向12的自旋回波16的频率。
-将所确定的频率分配给沿第一梯度方向12的位置。
-将所述位置上的自旋回波16分配给介质6的液体部分7和气体部分8。
-从介质6的液体部分7的自旋回波16的位置和气体部分8的自旋回波16的位置中确定测量体积3中流动介质6的液体部分。
-从由MMME脉冲序列激励的核磁共振中确定磁化介质6的流速，所述核磁共振是测量信号的一部分。用MMME脉冲序列23确定流速所需的时间明显少于用CPMG脉冲序列所需的时间。
在第一区段17中确定液体部分，在第二区段18中确定流速，其中这两个区段彼此分开持续时间T。各个信号之间的距离用τHE和τ标记。
代替自旋回波16，这里也可以使用以后的自旋回波来确定由以后的重聚焦脉冲激励的液体部分。也可以使用FID。
在另一个实施例中，参见图5，测量装置4执行以下步骤：
-产生激励信号并且将该激励信号入射到测量体积3中的磁化介质6中，以用于在磁化介质6中沿第一梯度方向12激励核磁共振。所述激励信号具有CHIRP脉冲序列24，其带有激励脉冲14和随后的重聚焦脉冲15。在图5中仅示出了激励脉冲14和重聚焦脉冲15的包络。所述包络具有通常用于硬脉冲的基本上矩形的形状。激励脉冲14的频率和重聚焦脉冲15的频率在它们各自的持续时间期间增加，在当前情况下是线性增加的。激励脉冲14具有2τ的持续时间和为1的归一化幅度，而重聚焦脉冲15具有τ的持续时间和为3的归一化幅度。
-在测量体积3中测量由激励信号、即CHIRP脉冲序列在磁化介质6中沿第一梯度方向12激励的FID 25作为测量信号。在此，所述测量在重聚焦脉冲15之后进行持续时间τ，以避免死区时间的问题。
-确定沿第一梯度方向12的FID 25的频率。
-将所确定的频率分配给沿第一梯度方向12的位置。
-将所述位置上的FID 25分配给介质6的液体部分7和气体部分8。
-从介质6的液体部分7的FID 25的位置和气体部分8的FID 25的位置中确定测量体积3中流动介质6的液体部分。
图2至5示出了信号序列的示意性片段。这特别是意味着，除了所示的信号之外，在这些信号序列还可以包含另外的信号。所描述的步骤没有明确地分配给测量步骤和评估步骤，但这可以从实施例之前的描述中推断出来。
在上述实施例中讨论了自旋回波，从该自旋回波中确定液体部分。通过从多个自旋回波中确定液体部分来例如扩展这些实施例，使得所述确定更可靠和/或更准确。在此，另外的自旋回波是由激励信号中另外的重聚焦脉冲产生的。
附图标记
1 核磁流量计
2 测量管
3 测量体积
4 测量装置
5 磁化装置
6 介质
7 介质的液体部分
8 介质的气体部分
9 磁场
10 磁场方向
11 梯度磁场
12 第一梯度方向
13 CPMG脉冲序列
14 激励脉冲
15 重聚焦脉冲
16 自旋回波
17 第一区段
18 第二区段
19 第一激励脉冲
20 第一重聚焦脉冲
21 第二重聚焦脉冲
22 第二激励脉冲
23 MMME脉冲序列
24 CHIRP脉冲序列
25 FID。
Claims (13)
1.使用核磁流量计（1）确定流动介质（6）的液体部分的方法，
其中所述核磁流量计（1）具有带有测量体积（3）的测量管（2）、测量装置（4）和磁化装置（5），
其中所述介质（6）流过所述测量管（2）并具有液体部分（7）和气体部分（8），
其中由所述磁化装置（5）在所述测量体积（3）内产生沿磁场方向（10）的磁场（9），并且所述介质（6）被所述磁场（9）磁化，
其特征在于，
在梯度步骤中，由所述磁化装置（5）在所述测量体积（3）中产生具有沿第一梯度方向（12）的强度梯度的梯度磁场（11），并且所述介质（6）除了承受所述磁场（9）之外还承受所述梯度磁场（11），
由所述测量装置（4）执行以下测量步骤：
-产生激励信号并将所述激励信号入射到所述测量体积（3）中的磁化介质（6）中，以在所述磁化介质（6）中沿所述第一梯度方向（12）激励起核磁共振，
-在所述测量体积（3）中测量由所述激励信号在所述磁化介质（6）中沿所述第一梯度方向（12）激励的核磁共振作为测量信号，
-在所述测量信号中确定沿所述第一梯度方向（12）的核磁共振的频率，
然后由所述测量装置（4）执行以下评估步骤：
-将所确定的频率分配给沿所述第一梯度方向（12）的位置，
-将所述位置处的核磁共振分配给所述介质（6）的液体部分（7）和气体部分（8），以及
-从所述介质（6）的液体部分（7）的核磁共振的位置和气体部分（8）的核磁共振的位置中确定所述测量体积（3）中流动介质（6）的液体部分。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量管（2）水平定向，以及所述第一梯度方向（12）垂直定向。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定所述磁场（9）的均匀性，基于所确定的均匀性和沿所述梯度方向（12）的所要求的精度确定所述强度梯度的强度，并且所要求的精度优选在所述测量体积（3）中沿所述梯度方向（12）的距离的10％以内，更优选5％以内，特别优选1％以内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述激励信号具有至少一个激励脉冲（14、19、22），由所述磁化装置（4）基于所述磁场（9）的均匀性和所述强度梯度的强度来确定所述至少一个激励脉冲（14、19、22）的带宽，优选地产生所述至少一个激励脉冲（14、19、22）以使所述磁化介质（6）的磁矩旋转5°到45°之间的角度，更优选地旋转90°的角度，以及优选地将硬脉冲、软脉冲、绝热脉冲、CHIRP脉冲（24）或WURST脉冲用作所述至少一个激励脉冲（14、19、22）。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，由所述磁化装置（4）确定所述核磁共振相对于其频率的强度，并且归一化所述核磁共振相对于其频率的强度，使得所述核磁共振的与频率相关的激励效率通过所述至少一个激励脉冲（14、19、22）来补偿。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述激励信号具有至少一个重聚焦脉冲（15、20、21），以及优选地产生所述至少一个重聚焦脉冲（15、20、21）以使所述磁化介质的磁矩旋转45°的角度，并且更优选地旋转180°的角度，以及优选地将硬脉冲、软脉冲、绝热脉冲、CHIRP脉冲（24）或WURST脉冲用作所述至少一个重聚焦脉冲（15、20、21）。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述激励信号具有多回波脉冲序列（13、23），对由所述多回波脉冲序列（13、23）在所述磁化介质（6）中激励的核磁共振进行测量和评估，特别是通过确定所述磁化介质（6）的至少一个流速进行评估，并且优选地将CPMG脉冲序列、SSFP脉冲序列或MMME脉冲序列用作所述多回波脉冲序列（13、23）。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述激励信号具有激励脉冲（14、19、22）以及随后的重聚焦脉冲（15、20、21），测量由重聚焦脉冲（15、20、21）激励的自旋回波（16），以及优选地产生所述重聚焦脉冲（15、20、21）以将所述磁化介质（6）中的磁矩旋转180°的角度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述激励信号具有CPMG脉冲序列（13），所述激励脉冲（14）和所述重聚焦脉冲（15）是所述CPMG脉冲序列（13）的一部分，对由所述CPMG脉冲序列（13）激励的核磁共振进行测量和评估，特别是通过确定所述磁化介质（6）的至少一个流速来进行评估。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述激励信号具有第一激励脉冲（19），随后是第一重聚焦脉冲（20）以及第二重聚焦脉冲（21）和随后的第二激励脉冲（22），所述第二激励脉冲用于补偿仍然存在的核磁共振，测量在所述第一重聚焦脉冲（20）与所述第二重聚焦脉冲（21）之间的自旋回波（16）作为所述测量信号的一部分，以及优选地所述第二激励脉冲（22）具有相对于所述第一激励脉冲（19）的180°相移。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述激励信号具有CPMG脉冲序列（13），所述CPMG脉冲序列（13）跟随所述第二激励脉冲（22），在所述第二激励脉冲（22）与所述CPMG脉冲序列（13）之间所述梯度磁场（11）减小，优选地减小到零，对由所述CPMG脉冲序列（13）激励的核磁共振进行测量和评估，特别是通过确定所述磁化介质（6）的至少一个流速来进行评估。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述激励信号具有MMME脉冲序列（23），所述MMME脉冲序列（23）跟随所述第二激励脉冲（22），在所述第二激励脉冲（22）与所述MMME脉冲序列（23）之间所述梯度磁场（11）首先减小到零，然后在第二梯度方向上再次增加，对由所述MMME脉冲序列（23）激励的核磁共振进行测量和评估，特别是通过确定所述磁化介质（6）的至少一个流速来进行评估。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，重新以不同于所述第一梯度方向（12）的第三梯度方向执行所述梯度步骤，然后重新执行所述测量步骤和所述评估步骤，通过将液体部分的两种确定组合来提高液体部分的确定精度，以及优选地所述第三梯度方向垂直于所述第一梯度方向（12）。
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