DE1698188A1 - Verfahren und Anordnung zum Feststellen von nuklearer magnetischer Resonanz - Google Patents
Verfahren und Anordnung zum Feststellen von nuklearer magnetischer ResonanzInfo
- Publication number
- DE1698188A1 DE1698188A1 DE1968B0096691 DEB0096691A DE1698188A1 DE 1698188 A1 DE1698188 A1 DE 1698188A1 DE 1968B0096691 DE1968B0096691 DE 1968B0096691 DE B0096691 A DEB0096691 A DE B0096691A DE 1698188 A1 DE1698188 A1 DE 1698188A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- field
- frequency
- constant
- amplitude
- nuclei
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
- G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
- G01F1/716—Measuring the time taken to traverse a fixed distance using electron paramagnetic resonance [EPR] or nuclear magnetic resonance [NMR]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
Verfahren und Anordnung zum Feststellen von nuklearer
magnetischer Resonanz
Die Erfindung bezieht sich auf ein Yerfahren und eine An
ordnung zum Feststellen eines Vektors einer reinen nuklearen Magnetisierung innerhalb eines fließenden paramagnetischen
Fluidums und besonders'auf solche Verfahren
und Geräte, bei denen die Ausrichtung der magnetischen
Eigenschaft, mit der die Atomkerne markiert werden, gedreht wird, ohne daß das magnetische Feld an der Detektorstelle
oder die Frequenz des Hochfrequenzfeldes an dieser Stelle eine Zeitmodulation erfährt.
In vielen Anwendungen des nuklearen magnetischen Eesonanzphänomens
und besonders zum Bezeichnen und Messen der Strömung des Fluidums muß eine reine nukleare Magnetisierung
der Atomkerne festgestellt werden. Dies kann für die Zwecke der Identifizierung der Lage der Atome
geschehen, die durch eine gegebene nukleare Magnetisierung markiert worden sind, um die Zeit zu identifizieren,
bei der die markierten Atome eine Detektorstelle
passieren, oder auch zum Identifizieren der .Existenz
solcher Atome.
Eine wichtige Anwendung der nuklearen magnetischen Resonanz (NMR) besteht in Strömungsmessern, in denen ein
Bolus von einem in einem Strömungsweg wandernden Fluidum dadurch markiert wird, daß er einem kurzen unidi-
—2—
809-831/070.9
rektionalen Impuls mit einem magnetischen leid hoher Intensität
ausgesetzt wird, wenn er nach einem Teil des Strömungsweges fließt, der im folgenden als Markier- oder
Tagging-Station bezeichnet wird. Der markierte Bolus wird festgestellt, wenn er eine Detektorstelle passiert, die
sich neben dem Strömungsweg in Strömungsrichtung unterhalb der Markierstation befindet. Die zwischen dem Markierimpuls
und der Feststellung des markierten Bolus abgelaufene Zeit ist dann umgekehrt proportional der Strömungsgeschwindigkeit.
Diese kann in bezug auf die Zeit integriert werden, um die gesamte Strömung zu ergeben
H oder die von der Detektion der markierten Boluse abgeleiteten Signale können zum Erzeugen der markierten Impulse
benutzt werden, wodurch die gemessene Menge des KLuidums durch jeden Markierungsimpuls (und seine entsprechenden
Detektionsimpulse) angezeigt werden. Die gesamte Strömung während einem Zeitintervall ist dann proportional der
Gesamtzahl von Impulsen während dieses Intervalls»
Es ist wünschenswert, die Detektion in einem solchen System in der Weise durchzuführen, daß das größte Signal-Störgeräusch
-Verhältnis am Ausgang des Detektorsystems
erhalten wird, so daß die Feststellung eines markierten Bolus unzweideutig ist und die beim Erzeugen der Tagging-™
Impulse verwendete Energie sehr klein gehalten werden kann. Ss wurden bereits Versuche unternommen, das Signal-Störgeräusch-Verhältnis
des Ausgangs der Detektorstation sowie Genauigkeit und Leistung sehr groß zu machen, während
man die Leistungsaufnahme für die Tagging-Station zum Erzeugen der Impulse sehr klein halt, üinige dieser
Versuche führten zum Jürfolg, aber eine wesentliche Verbesserung
war bisher nicht möglich. .
Gegenstand der lürfindung ist es deshalb, das Signal-Störgeräusch-Verhältnis
des Ausgangs der Detektorstation zu vergrößern und die Leistungsbereitstellung für die
Tagging-Impulse an der Magnetisierungsstation :;u verringern.
209831/0783
Ein anderer Gegenstand ist die Verbesserung de-r Auflösung
eines MR-Detektorsystems durch ein Ausgangssignal mit
einer Frequenz, die gleich der Larmor-Frequenz der zu
untersuchenden Probe ist.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein MiR-De tektorsystem,
bei dem es nicht notwendig ist, das HQ-FeId
zu modulieren«
Ein noch anderer Gegenstand der Erfindung ist ein NMR-Detektorsystem,
bei dem der Magnetisierungsvektor eines Fluidumbolus gedreht wird, wenn er den Strömungsweg entlang
geführt wird. Die Drehung ist dabei eine Funktion des Abstandes von der Detektorstation und unabhängig von
der Zeit.
Die Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnungen nachstehend
beschrieben.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet die Detektorstation Mittel zum Aufbau eines unidirektionalen
magnetischen Feldes, das quer zum Strömungsweg des paramagnetischen
Fluidums verläuft, Mittel zum Aufbau eines Gradienten in diesem Feld entlang dem Strömungsweg in
Strömungsrichtung, Mittel zum Aufbau eines magnetischen Wechselfeldes konstanter Amplitude in einer quer zur
Richtung des unidirektionalen Feldes verlaufenden Richtung,
wobei das Wechselfeld eine Frequenz von ungefähr der Larmor-Frequenz nahe der Mitte der Detektorstation
besitzt, und Mittel zum Feststellen der Resonanz der nuklearen Magnetisierung eines markierten Bolus einea paramagnetischen
Fluidums mit einer nuklearen Magnetisierung parallel zur effektiven Feldrichtung am oberen Strömungsende der Detektorstation. Der Gradient besitzt einen
Wert, der in bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit sich
langsam .genug ändert, um einen adiabatischen Zustand zu
209831/0783
erhalten, d. tu die-Eich.tung der nuklearen Magnetisierung
hält einen konstanten Vorschubwinkel zum wirksamen Magnetfeld während des .Durchganges durch den Gradienten
des magnetischen Feldes an der Detektorstation. Dieses System wird nachstehend als Gradientdetektorsystern bezeichnet»
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet
die Detektorstation Mittel zum Erzeugen eines quer zum Strömungsweg des paramagnetischen Fluidums verlaufenden,
konstanten unidirektionalen Magnetfeldes, Mittel zum Aufbau eines Magnetwechselfeldes mit konstanter Amplitude,
das quer zum unidirektionalen Feld verläuft, wobei das v/echselfeld einen Gradienten entlang dem Strömungsweg
mit einer Maximalamplitude nahe dem Mittelpunkt
der Detektorstation besitzt und seine Größe nahe den ϊώι-den
der Detektorstation abnimmt und das iechselfeld eine Frequenz nahe, aber nicht gleich der Larinor-Frequenz, bei
der Mitte der Detektorstation besitzt, und Mittel zum Feststellen der 'Resonanz der nuklearen Magnetisierung
des markierten paramagnetischen Fluidums mit einer nuklearen Magnetisierung parallel zur wirksamen Richtung
des Feldes am strömungsoberen ünde der Detektorstation. Der Gradient des Wechselfeldes besitzt einen Wert,, der
in bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit sich langsam genug ändert, um einen adiabatischen Zustand der nuklearen
Magnetisierung zu erhalten, wenn das Fluidum zur Detektorstation fließt. Dieses System wird nachstehend
als Erofildetektorsystem bezeichnet,,
In den Zeichnungen ist:
Figur 1 ein Funktians-Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels (Gradient-Detektorsystern) nach der
Erfindung;
Figur 2 ein dreidimensionales Vektordiagramm verschiedener
Vektoren, die im Detektorsystem nach Figur 1
■ -i?- 209831/0783
bei einem Punkt am Strömungsweg vorkommen;
Figur 3 ein dreidimensionales Vektordiagramm ähnlich dem
der Figur 2, aber für mehrere Punkte am Strömungsweg;
Figur 4 ein dreidimensionales Vektordiagramm, das die \7irkung
eines verhältnismäßig großen Eingarigswinkels
zwischen dem Vektor der nuklearen Magnetisierung und dem des effektiven Feldes zeigt;
Figur 5 eine perspektivische Darstellung eines Gerätes
zum Erzeugen eines magnetischen Feldes mit einem Longitudinalgradienten, das beim Beispiel nach
Figur 1 angewendet werden kann;
Figur 6 eine Darstellung der Amplitude verschiedener magnetischer
Felder in bezug auf die Strömungsrichtung beim Gerät nach Figur 1;
Figur 7 ein Funktions-Blockdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels
(Profildetektorsystem) nach der Erfindung;
Figur 8 ein dreidimensionales Vektordiagramm ähnlich dem der Figur 3» <ias aber verschiedene Vektoren am
Strömungsweg in Verbindung mit dem Ausführungs-• beispiel nach Figur 7 zeigt;
Figur 9 ein Vektordiagramm, das die Beziehung der relativen
Amplituden des Vektors H^, am Eingang und bei
Durchgang durch den mittleren Teil der Detektorstation des Gerätes nach Figur 7 zeigt; und
Figur 1o eine Darstellung der Amplitude verschiedener
Magnetfelder in bezug auf die Strömungsrichtung für das Gerät nach Figur 7·
Vor der Beschreibung der einzelnen Ausführungsbeispiele werden die Prinzipien der nuklearen magnetischen Resonanz
betrachtet, was als Grundlage für die Erläuterung der Anordnungen
und Verfahren nach der Erfindung dienen soll.
209831/0783 !
Y/enn ein Atomkern mit einem gyromagnetischen Moment wie
der Kern eines Wasserstoffatoms quer verlaufenden magnetischen Feldern ausgesetzt wird, von denen eines ein ruhiges
Gleichfeld und das andere ein Wechselfeld ist, spricht das gyromagnetische Moment des Kerns vollständig
abhängig von der Amplitude beider Felder und der Frequenz des Wechselfeldes an. Figur 2 zeigt.ein dreidimensionales
Vektordiagramm, bei dem die orthogonalen Richtungen mit i, j und k gekennzeichnet sind. Das Gleichfeld wird durch
den Vektor EL dargestellt, der entlang der Achse k verläuft, und das v/echselfeld wird durch den Vektor ELj dargestellt,
der entlang der Achse i verläuft. Der Vektor EL dreht sich in der i- und j-Ebene links herum. Man kann
gut erkennen, daß die i- und J-.achsen des Diagramms nach
Figur 2 sich in positiver Richtung mit einer Winkelge-.
schwindigkeit u;- drehen, wo ■/>
gleich 2^f und f die Rotationsfrequenz des Vektors EL ist. Das .System der Koordination
i, j, k, dreht sich mit einer Winkelgeschwindigkeit
ω , was nachstehend als rotierendes Koordinatensystem bezeichnet wird.
Innerhalb des rotierenden KoordinaHtensystems ist die Resultierende
der Hq- und H^-Feldvektoren mit HR bezeichnet,
was einen Winkel OC mit der Achse k ergibt, worin Ot =
tg" (H^/Hq) ist» HH ist die Größe des resultierenden Feldes
an einem beliebigen Zeitpunkt, stellt aber nicht das effektive Feld EU dar, außer bei der Frequenz EL = Null»
Das Ausrichten des Magnetisierungsvektors eines Atomkerns mit einem gyromagnetischen Verhältnis wird ein von außen
angelegtes konstantes unidirektionales Magnetfeld angelegt,
das mit dem durch die Drehung des Kerns erzeugten magnetischen Feld wirkt. Der Vektor u, der die Richtung
des nuklearen Feldes beschreibt, wird dadurch einem Drehmoment unterworfen, dessen Geschwindigkeit proportional
dem Produkt von 1.) der Intensität des äußeren Feldes und
209831/0783
-7- 1898188
2. ) dem Sinus des Winkels zwischen dem Vektor u und dem
äußeren PeId ist. Dieses Moment bewirkt, daß der Vektor u
rotiert oder um die Richtung des äußeren Feldes voreilt.
Die Winkelgeschwindigkeit »)q dieses Voreilens ist unabhängig
vom Winkel zwischen dem Vektor μ und dem äußeren PeId und somit proportional nur der Intensität des äußeren
Feldes. Deshalb ist ^q = ^H, worin j>
der Proportionalitätsfaktor ist, der die statische magnetische . iümpfindlichkeit des Atomkerns ist.
Wenn das äußere Feld aus zwei konstanten, unidirektiona-1en
Feldkomponenten besteht, zo B. HQ und Hx, in Figur 2,·
versucht der Vektor u, gleichzeitig beiden Feldkomponenten vorauszueilen. Wenn beide Feldkomponenten orthogonal
sind, kann der Vektor u einen konstanten Winkel mit beiden halten und anstelle einem effektiven Feld H^, in der
JSbene zwischen beiden Feldkomponenten H0 und Hv vorzueilen.
Das Voreilen des Vektors μ gegenüber dem effektiven Feld Κ-? kann als gleichzeitige Resultierende der
versuchten Voreilung gegenüber den getrennten Feldern Hq und Hy, betrachtet werden.
Wie bereits erwähnt, ist der Vektor Hx, normalerweise
nicht ein konstantes, unidirektionales Feld, sondern ein ./echselfeld. Jenn die Frequenz -^=— des Feldes H. Hull
ist, ist das effektive Feld H-,,-, dasselbe wie die Resultierende
der Felder HQ und Hx,. Wenn <*3 endlich ist, wird
das effektive Feld H- von H„ in Rechtsrichtung verschoben,
wie in Figur 2 gezeigt wird.
In Figur 2 rotiert die Ebene i, j mit einer Winkelgeschwindigkeit
£o in derselben Richtung um die Achse k, wie der Vektor um die Komponente HQ zu rotieren versucht.
Wenn die VoreilwinkelgeschwindigkeitvHo ist, ist die
scheinbare -./inkelgeschwindigkeit in dem rotierenden Koordinatensystem
klein, nämlich/Hp. - rV>
. Dies entspricht t _8_
209831/0783
dem normalen Voreilen gegenüber einem Feld Hq, dessen
Amplitude durch w> /tf verringert worden, ist. Somit ist
die .effektive Größe des Feldes HQ im rotierenden Koordinatensystem
HQ γ— und das effektive Feld H,,, ist die
Resultierende dieses Faktors und die Wechselkomponente ist EL, wie in Figur 2 dargestellt ist. vVenn <v = /EL·,
ist H0 - -ψ- ■ 0 und die effektive Größe von HQ ist Null.
Somit verläuft H,, mit EL zusammen linear. Diese Bedingung
wird als Resonanz bezeichnet.
In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen *
A entspricht die festgestellte Ausgangsleistung der Größe der Komponente von H- ? parallel zur H.-Richtung,- da die
Vektoren u parallel zum Vektor H-g verlaufen. Der Begriff
"Resonanz" bedeutet einen Zustand, in dem eine feststellbare Komponente des Vektors u in Richtung H.'besteht, obwohl
das größte Ansprechen erhalten wird, wenn die Vektoren u parallel zu E* verlaufen.
Die vorstehende Erläuterung des Verhaltens des Vektors u
trifft auf eine Zusammenfassung solcher Vektoren zu, die in einem Bolus eines paramagnetischen Fluidums zu finden
ist. In einem solchen Fluidum hindern Y7ärme- und andere Effekte, daß alle Kerne parallel miteinander ausgerichtet
W werden und im allgemeinen ist die Ausrichtung der einzelnen
Vektoren u innerhalb einer Zusammenfassung ganz zufällig, ausgenommen, wenn ein kleiner, aber wesentlich
größerer Teil der Atomkerne Orientierungen besitzen, in denen ihre u-Vektoren Komponenten in einer gegebenen
Richtung wie entgegengesetzt zur entgegengesetzten Richtung besitzen, die einen reinen Magnetisierungsvektor M
für die ganze Zusammenfassung in dieser Richtung erzeugt. Das Verhalten des Vektors M. bei äußeren Magnetfeldern ist
dasselbe wie das der einzelnen Vektoren u, so daß für die meisten Zwecke eine Gruppe von Atomkernen mit ihren
Vektoren parallel verlaufend angesehen werden kann.
209831/0783
Figur 4· zeigt das Voreilen eines gyromagnetische]! Momentes
M gegenüber einem effektiven Feldvektor EU. Der Vektor M verläuft linear mit der Achse k und nach der Zeit
">/2 Ί» hat der Vektor M eine halbe Umdrehung der Voreilung
gegenüber EU beschrieben und befindet sich in der Ebene k, i, die von der Achse k um 2Θ abweicht, wobei stets ein
Winkel von θ mit dem Vektor H.,, eingehalten wird.
Es ist wünschenswert, den Winkel θ zu verringern, der den
Vektor M mit dem Vektor EL» ergibt, wenn das vorher markierte
Fluidum in die !Nachbarschaft der Detektorstation gelangt. Bei Vernachlässigung des Relationsmechanismus,
der in den otrömungsdetektoren so langsam wie der zu erlangende
vernachlässigbare Effekt ist, bleibt der Winkel "Θ zwischen M und H-? solange konstant, wie die Ausrichtung
von H-.;, sich in bezug auf die Zeit nicht schnell ändert.
Wenn d9 / dt -^^ Lo„. ist, ist θ praktisch konstant und
diese Bedingung, die adiabatische Bedingung, genügt zum Arbeiten nach der Erfindung.
In den die nukleare magnetische Resonanz verwendeten Strömungsmessern wird ein Bolus des Fluidums an einer Taggingstation
dadurch markiert, daß ein unterschiedlicher Vektor M gegeben und dieser Magnetisierungsvektor danach an der
Detektorstation durch Beobachtung der Resonanz an dieser Station festgestellt wird. Die Resonanz wird gewöhnlich
durch Modulation der Amplitude des Feldes HQ induziert,
während die Konstante ^j gehalten wird, bis die Resonanz
bei H0 = -^- erreicht wird.
Dieser .lert von Hq wird während Jedes Modulationszyklus
doijpelt ausgeführt und nur zu diesen Zeiten kann ein markierter
Bolus richtig identifiziert werden. Demgemäß wird die Informationsgeschwindigkeit eines solchen Detektorsystems auf die zweite Harmonische der Modulationsfrequenz
beschränkt. Dies ist ein verhältnismäßig dürftiges Ergebnis und beschränkt die Genauigkeit solcher Systeme.
-1ο-2 0 9831/0783
- 1ο -
Eine andere Beschränkung der bekanntenDetektorsysjbeme,
die nachstehend auch als adiabatische schnelle Durchfluß-Detektor systeme bezeichnet werden, besteht darin, daß
sich die fortlaufende Zeitmodulation des EU-Feldes die
Vektoren mit dem gyromagnetischeη Moment der neuen Atomkerne
von der Achse k über die Achse i zur Minusachse k und dann zurück zur Achse k in wiederholender oszillatorischer
V/eise zu drehen versucht» Es ist nur notwendig,
die gyromagnetischen Momente von der Achse k zur Achse i
zu drehen, um sie in den Resonanzzustand zu bringen, in
^ dem der markierte Bolus identifiziert werden kanno
Ein dritter Nachteil des bekannten Systems mit der Feststellung
des adiabatischen Zustandes nach dem Durchfluß besteht darin, daß die Magnetisierungsvektoren der Kerne,
.die in die Detektorstation eintreten, kein vorbestimmtes
Verhältnis zum Vektor H™ besitzen, da die Modulation des
Vektors HQ in bezug auf den Eintritt der Kerne in die
Nachbarschaft der Detektorstation nicht synchronisiert
wird» Daraus ergibt sich, daß der Eintritt von Kernen
einen Voreilanfangswinkel zum Vektor E7 von Bill bis 18o°
haben kann. Solche Kerne, die Winkel von 9o° oder größere zum Vektor H™ haben, tendieren zur destruktiven Interferenz
mit der Resonanz derjenigen Kerne, die einen Winkel von weniger als 9o° zum Vektor Ή™ aufweisen, so. daß ein
verhältnismäßig schwaches Resonanzsignal erhalten wird.
Es ist zu ersehen, daß das Resonanzmaximumsignal erhalten wird, wenn die größte Anzahl von Atomkernen Magnetisierungsvektoren
besitzt, die parallel zum Vektor H^, ausgerichtet
sind. So lange wie die adiabfctische Zustandsbedingung
erfüllt ist, d« ho die Zeit der Winkelanderung,
die der Vektor H-^ zur Achse k erfährt, viel kleiner ist
als die Winkelgeschwindigkeit der Voreilung der gyromagnetischen Momente gegen den Vektor H .. Die Anfangswinkelbeziehung
zwischen den Vektoren des gyromagnetischen
Moments und dem Vektor H ,, wird über die ganze Periode ge-
209831/0183
1898188
halten, während der die Kerne unter dem üinfluß der sich
kreuzenden Felder HQ und EL "bleiben. Somit ist es wünschenswert,
daß der Anfangswinkel zwischen den gyromagnetischen "Feldern der Kerne und dem Vektor H-;, Hull ist
(d. ho daß der Vektor H , zusammen mit der Achse k für in
in
die Detektorstation eintretende Kerne linear verläuft)
und die Rotation des Vektors H . in die übene i, j, in der
der Resonanz zu st and am leichtesten beobachtet v/erden kann, adiabatisch ist, so daß der Anfangswinkel beibehalten
werden kann.
Bei den beiden Ausführungsbeispielen der jürfindung, die
jetzt beschrieben werden, wird diesen Bedingungen besser genügt als bei den bekannten Systemen der Feststellung
mit adiabatischem Zustand nach dem Durchgang.
Eines oder beide der magnetischen durch den Strömungsweg an der Detektorstation verlaufenden Felder sind hier in
Längsrichtung inhomogen, so daß dort ein Feldgradient im otrömungsweg liegt. Das Feld ist in radialer Richtung,
homogen. Diese Bedingung befindet sich im Gegensatz zu der bekannten Lehre, nach der die Homo ge ni trat des magnetischen
Feldes ständig gesucht wird» Der Gradient liegt fest im Raum und ist unveränderlich mit der Zeit und die
Bewegung der Atomkerne bewirkt selbst die Rotation des Vektors H11, des an den Kernen wirksamen Feldes, wenn sie
danach durch den Strömungsfluß zur Detektorstation gelangt sind.
In Figur 1 wird eine Leitung Io gezeigt, durch die ein
paramagnetisches Fluidum nach rechts fließt, wie in Figur 1 gezeigt wird. _,ine Taggingstction befindet sich neben
dem Leiter 1o an der Stelle 12 und eine Detektorstation
liegt stromungsabwärts von der Taggingstation 12.
Bei der Taggingstation 12 befindet sich eine Einrichtung 16 zum erzeugen eines Feldes, die mit einem Tagpancr-
209831/0785
BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
Generator 18 verbunden ist, um neben der Taggingstation
12 gyromagnetischen Atomkernen eine ausgerichtete Magnetisierung
zu geben, so daß das Fluidum als Ganzes eine. Magnetisierung M erhält. Der Einfachheit halber kann der
Vektor. M als in positiver Sichtung liegend angesehen werden,
wie das Vektorendiagramm von !Figur 3 zeigt, das die Orientierung und die Größe bestimmter Vektoren in bezug
auf den Abstand unter der Leitung 1o darstellt. Die Bewegung
des Fluidums kann als in der Richtung i liegend angesehen werdeno Der Tagging-Generator kann ein üblicher
α Impulsgenerator sein, der durch eine Eingangsleitung 2o
bei markiertem Bolus betätigt wird, der an der Detektorstation 14 festgestellt wird.
Wenn ein Bolus festgestellt ist, wird in einer Einpfangssolenoidspule
22 ein Signal erzeugt, das durch einen Breitbandverstärker 24- verstärkt und durch einen Detektor
26 demoduliert wird. Der Ausgang des Detektors 26 ist mit der Eingangsleitung 2o des Generators 18 verbunden,
um einen Tagging-Impuls bei jedem festgestellten
Bolus zu erzeugen. Auf diese w'eise wiederholt sich die
Arbeitsweise des Gerätes und unterhält sich selbst. Die Anordnung ist somit ähnlich der nach der USA-Patentan-P
meldung No. 4-85,84-2 vom 8» September 1965« Die neuartigen
Aspekte der Erfindung bestehen besonders im Gerät der Detektorstation.
Bei der Detektorstation 14 wird ein ruhiges unidirektionales
Feld HQ durch die gegenüberliegenden Polschuhe 28
und Jo erzeugt, die in bezug auf die Leitung 1o diametral
angeordnet sind.- Die Polschuhe 28 und 3o haben je eine
Spule 32, die durch eine Batterie 34 zum Erzeugen eines
magnetischen Flusses erregt wird. Der Generator des Feldes
Hq kann von üblicher Form sein, wie sie in Figur 5
gezeigt wird. Dort ist zu sehen, daß die Polschuhe 28 und
3o gegenüberliegende Enden eines fortlaufenden ferromagnetischen Gliedes sein können, das eine einzige das
209831/0783
BADORIQINAL
Glied an geeigneter Stelle umgebende Spule 34 besitzen
kann« Die Anwendung von Gleichstrom in der Spule 34 erzeugt
das Feld H0 zwischen den Polschuhen. Die gegenüberliegenden
Flächen der Polschuhe verlaufen nicht parallel, sondern sind im Gegenteil abgeschrägt, um ein
nicht-einheitliches Feld HQ zu erzeugen. An den Enden,
an denen die Flächen am engsten zusammen sind, ist die Reluktanz des dazwischen liegenden Raumes gering, was
eine größere Intensität des Feldes HQ ergibt als an den
gegenüberliegenden Enden der Flächen, wo die Reluktanz höher ist.
Eine Spule 36 ist an einer Seite der Leitung 1o durch·
Zementieren oder auf ähnliche Weise befestigt und liegt an einem Hochfrequenzgenerator 38, um ein Wechselfeld in
der Leitung 1 ο nahe der Empfangs spule 22 zu erzeugen. Dort befindet sich vorzugsweise eine andere (nicht dargestellte)
Spule, die der Spule 36 identisch ist, und diametral gegenüber dem Leiter von der Spule 36 und in
Serie mit ihr liegt, um das querverlaufende Hochfrequenzfeld
durch die Leitung 1o zu verstärken. Der Hochfrequenzgenerator 38 erzeugt ein Signal mit einer Frequenz,
die praktisch gleich der Larmor-Frequenz der Atomkerne
im mittleren Teil des Gebietes zwischen den Polschuhen 28 und 3o, nahe der Empfangsspule 22 ist. Somit ist f =
γ Em/2TC , worin HM die Feldstärke des Feldes HQ in der
Mitte zwischen den aufwärts und abwärts gerichteten Enden der Polschuhe 28 und 3o ist.
Am aufwärts gerichteten Ende der Detektorstation 14 ist das Feld HQ »., das in Richtung k ausgerichtet ist, intensiver
als das Feld H., wie in Figur 6 gezeigt wird. Die Kerne behalten ihre Ausrichtung in der Richtung k,
die vom Generator 18 des Tagging-Feldes abgeleitet wird,
wenn die Amplitude des Feldes H^, das durch die Spule
erzeugt wird, ihr Maximumniveau erreicht, während die
2098 31/0783
Amplitude des Feldes HQ (Figur 6) noch niedriger ist als
, worin f die Frequenz des Ausganges des Hochfrequenzgenerators
38 ist. Während die Amplitude des Feldes
H^, verhältnismäßig konstant ist, steigt die Amplitude des
Feldes HQ gleichmäßig an, geht bei der Spule 22 durch Resonanz,
wo die Menge HQ j— (oder HOe~p) durch Mill
hindurchgeht, was durch die gestrichelte Linie 22' in
Figur 6 angezeigt ist. Jiline zweite Resonanz tritt bei 22"
auf, aber die Amplitude von EL ist an diesem Punkt zu niedrig, um ein hervortretendes Ausgangssignal zu erzeugen,,
und dieser Punkt ist ebenfalls verhältnismäßig weit von der Spule 22 entfernt.
Die Richtungsänderung des effektiven Feldes H-(V wird in
Figur 3 gezeigt, wenn die Kerne durch die Detektorstation
hindurchgehen, wo das Feld EL verhältnismäßig konstant ist. Vfenn die Frequenz des Hochfrequenzgenerators 38
gleich der Larmor-Frequenz der Kerne im mittleren Teil
der Figur 3 ist, besteht keine Komponente von EL, in der
Richtung k und der Vektor H-g ist mit dem Vektor EL ausgerichtet.
Wenn somit ein wesentlicher Teil der Kerne"mit
dem Vektor EL ausgerichtet ist, so daß auch der Vektor M
ausgerichtet ist, wird eine Spannung in der IDmpfangsspule
22 induziert, da sich der Vektor M (in bezug auf den
Raum) entlang dem Vektor EL bei der Larmorfrequenz dreht.
Wenn der Vektor M der markierten Kerne in das Feld HQ eintritt,
das parallel zu EL, ausgerichtet ist, wird der Vektor M so lange ausgerichtet bleiben, wie der adiabatische
Zustand erhalten bleibt. Die Rotation des Vektors M wird
mit dem Vektor ELj durch die in der jJimp fangs spule 22 induzierte
Spannung festgestellt.
Der Gardient des Feldes EL. im Gebiet der Detektorstation
ändert sich mit einer so niedrigen Geschwindigkeit zur
Strömungsgeschwindigkeit des Fluidums in der-Leitung To,
-15-20 983170.183
daß die adiabatische Bedingung erfüllt ist und die Kerne
ihre ursprüngliche Ausrichtung mit der Richtung des Feldes Hg ~p behalten. Wenn sich die gyromagnetischen Momente
der einzelnen Kerne zuerst in der Richtung k "befanden,
bleiben sie praktisch mit dem Yektor Eg parallel ausgerichtet.
Dies bleibt auch bestehen, wenn sich der Yektor H-njj wie Figur 5 zeigt, in bezug auf einen markierten
Fluidumbolus dreht, wenn das Fluidum zur Detektorstation
14 fließt.
Das von der Empfangsspule 22 erzeugte Signal ist eine Anzeige
für das Vorhandensein eines Fluidums in der Detektorstation 14, die durch einen reinen Magnetisierungsvektor
M bei der Tagging-Station 12 markiert worden ist.
Das durch die Empfangsspule 22 erzeugte Signal ist ein
Zeichen für die Anwesenheit des Fluidums in der Detektorstation 14, das durch einen reinen Magnetisierungsvektor
M an der Tagging-Station markiert worden ist. ?fenn ein
unmarkiertes Fluidum durch die Detektorstation 14 fließt, wird,kein Signal erzeugt, weil die gyromagnetischen Vektoren,
die beliebig ausgerichtet sind, praktisch durch ihre Querlage zur Leitung 1o so bleiben. Die Amplitude
des Feldes Hq, dem die Kerne ausgesetzt sind, reicht vor
Erreichen der Detektorstation 14 nicht aus, um sie auf
eine hervortretende Polarisation der gyromagnetisehen Vektoren
mit einer Geschwindigkeit zu bringen, bei der das Fluidum in der Leitung 1o fließt.
Hieraus geht hervor, daß das Gerät nach Figur 1 ein UE Detektorsystem ist, bei dem für die Zeitmodulation weder
die Frequenz des Feldes H^ noch die Amplitude ,des Feldes
Hq, wie vorher, notwendig ist. Zusätzlich ist es die erwünschte
.arbeitsweise, bei der jeder markierte Fluidumbolus
mit seinem Vektor M parallel zum Feld HQ der Detektorstation
unter den Einfluß der Detektoreinrichtung
■■■'._ ' -16-
209831/0783
BAO ORIGINAL
kömmt und der Vektor M sich nur einmal um 9o dreht, um
den Resonanzzustand einzunehmen, der zum Feststellen gesucht wird.
Das Gerät nach-Figur 7 zeigt die Gegenstände der Erfindung,
doch werden noch weitere Vorteile in der Arbeitsweise erzielt* Das Feld HQ kann dort nahe der Detektorstation
praktisch konstant sein und macht die geneigten Polflächen nach Figur 1 überflüssig und die Arbeitsweise
des Gerätes nach Figur 7 ist; nicht Frequenzveränderungen
des Hochfrequenzgenerators unterworfen. Als Erstes versucht eine Frequenzverschiebung des Generators 38 die
Lage der !Resonanz entlang der Leitung 1o zu verschieben,
die wiederum die Genauigkeit des Strömungsmessers bei diesem Ausführungsbeispiel beeinflußt. Zweitens müssen
sich zum Erhalten eines Gradienten des Feldes H0 durch
schräge Polflächen, wie Figur 1 zeigt, oder durch die Verwendung einer zusätzlichen Windungsanordnung zum lirlangen
eines Longitudinalgradienten (z. B. durch überlappende Windungen einer zweidimensionalen Sattelspule ähnlich der Spule 36 usw.) die Kosten und die Komplexität
des Gerätes erhöhen. Der zweite Umstand betrifft somit nicht eine Anordnung, bei der der verwendete Gradient
des Feldes HQ das Randfeld an einem ünde des Feldes Hq-Srzeugers
ist (z. B. der der Fläche 4o der Kurve nach Figur 6 entsprechende Ort). Nichtsdestotrotζ wird die
Frequenzabhängigkeit des Resonanzpunktes in dem abgeänderten Beispiel beseitigt, das hier das Profil-Detektorsystem
ist.
Das Profil-Detektorsystem nach Figur 7 enthält eine Leitung
1o zum Leiten des Fluidums zu einer Tagging-Ütation
12 und einer Detektorstätion 14. iiin Tagging-Gene rat or
liegt an demselben Taggingfeldgenerator, die alle von
der Ausführung nach Figur 1 sind.
209831/0783
BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
Zwischen den Polschuhen 44 und 46 wird ein einheitliches
Feld H0 erzeugt, die in Figur 7 Erregerspulen 48 und 5o
besitzen, die an den Gleiehspannungsquellen 52 bzw. 54-liegen.
Die Polschuhe 44 und 46 sind vorzugsweise mit einem zwischengeschalteten magnetischen Kreis niedriger Reluktanz
versehen, wie Figur 5 zeigt, und können auch eine einzelne Srregerspule besitzen.
Empfangsspule 56 in Form eines Solenoids umgibt die
Leitung 1o nahe der Detektorstation 14 und die Spule 36
liegt an einem Verstärker 24 und dem Detektor 26, wie Figur
1 zeigt. Das Feld Hx, wird durch eine Sattelspule 58
erzeugt, die zur Spule 56 und den Polschuhen 44 und 46
zentral angeordnet ist.
Figur 1o zeigt die Amplituden der Felder Hq und H^ in bezug
auf die Längsausdehnung der Leitung 1o. Figur 8 ist ein dreidimensionales Vektorendiagramm und zeigt die Beziehung
von H., Hq und H™ in dem Gebiet der Empfangsspule
56o Aus den Figuren 8 und 1o ist erkennbar, daß die Amplitude
des Feldes H. zu der des Feldes Hq0^ an der
Stelle, an der die Atomkerne in die Detektorstation eintreten, klein ist. Deshalb ist H^ nahezu parallel zu HQ.
Die Frequenz des Feldes H^, liegt etwas außerhalb der Resonanz,
so daß das effektive Feld Hq (HQeff) gleich HQ -yist,
also ein kleiner Teil von HQ, und dies ist im mittleren Teil der Detektorstation 14 praktisch konstant,
wie Figur 1o zeigt. Nach Figur 9 ist der effektive Wert des Feldes Hq (HOei:p) auch viel größer als die Amplitude
von IL bei Eintritt der Kerne in die Detektorstation 14,
so daß H1, parallel zum Vektor M ausgerichtet ist, mit
dem die eintretenden .Atomkerne markiert worden sind.
iVeiter unter der Leitung an der Ütelle b steigt die Amplitude des Feldes H^ an und nimmt an der Stelle c bis
Hull ab, wodurch H^ etwas verschoben wird und dann mit
wird, von wo H^ gleich HQ ££ ist«
209831/0783
Danach steigt die Amplitude von EL an den Stellen d und e der Figuren 8 und Io an, "bis an den Stellen e und f die
Amplitude von EL viel größer ist als ^-Qeff und, wie Figur
9 zeigt, ist up, parallel zu EL. Dies ergibt eine zusammenhängende
Resonanzbedingung, und es wird ein feststellbares Signal in der Empfangsspule 5β erzeugt, deren Mitte durch
die Linie 5β* in Figur 1o „den Durchgang eines markierten
Bolus anzeigt» Obwohl der Ausgang mit dem größten Signal erreicht wird, wenn EL, sich parallel zu EL dreht, kann
ein brauchbares Signal für Zustände abgeleitet werden, in denen sich EL, nicht ganz so weit gedreht hat.
Die Amplitude des Feldes EL stromungsunterhalb der Emp-fangsspule
56 (Figur 1o) fällt zunächst, steigt dann wieder leicht und fällt wieder mit entgegengesetztem Vorzeichen.
Dies ereignet sich strömungsabwärts von der Stelle
der größten Empfindlichkeit der Empfangsspule 56 an, die
sich nahe der Stelle f befindet, so daß die Arbeitsweise des Systems dadurch nicht falsch beeinflußt wird.
Die Geschwindigkeit der Richtungsänderung des Yektors H1,
ist so gering, daß der adiabatische Zustand erhalten wird, wenn sich das Fluidum unter die Leitung 1o durch das Handprofil
des durch die EL-Spule 58 erzeugte Feld bewegt. Für
langsam sich bewegende Fluiden wird die Adiabativität an allen Stellen entlang der Leitung erhalten, aber nicht für
sich schnell bewegende Fluiden. Die Geschwindigkeit der Zunahme der Amplitude des Feldes EL zur Länge der Leitung
10 muß Je nach der Strömungsgeschwindigkeit gleich oder
kleiner als ein Maximum sein. Die Geschwindigkeit der Zunahme
des Feldes EL kann dadurch verringert werden, daß die EL -erzeugende Spule 58 sich weiter strömungsabwärts
bewegt und eine Zunahme der Amplitude des Feldes EL- kompensiert. Die Länge der Polschuhe 44 und 46 kann ebenfalls
vergrößert werden und die Anordnung der Empfangsspule 56
arbeitet mit einer weiter strömungsabwärts gelegenen Anordnung der EL erzeugenden Spule 58 zusammen.'
-19-209831/0783
Die Frequenz des Hochfrequenzgenerators 38 ist so gewählt,
daß H0 ^ >
H0 - yy H11 ist, worin H11 die .Amplitude
des Feldes IdL ist, wenn die Kerne in die Detektor-
O.»— -P
Station 14 eintreten. Wenn Hn - —^
zu klein ist in be-
zur auf die Änderungsgeschwindigkeit von H1, kann die
Adiabatisität wegen der schnellen Verschiebung des Fektors H-? nicht aufrecht erhalten werden. Dies ergibt ein schwa-
ches Ausgangssignal. Wenn HQ -~— etwas größer ist,
ohne daß sich die Bedingungen des Feldes H1 ändern, wird
die Hotatioiisgeschwindigkeit des Vektors Hg verringert,
bis eine eventuelle Zustandsänderung erreicht wird. Ein
O ""*— -P
weiteres Ansteigen von Hn - —7— bewirkt nur eine Verrin-
υ
ο
gerung des Winkels, um den sich H™ dreht, und bedingt eine
Abnahme des abgeleiteten Ausgangssignals des Systems. Es ergibt sich somit ein optimaler Wert der Frequenz des
Hochfrequenzgenerators 38, der von der Larmor-Frequenz
abweicht. Durch Versuche wurde festgestellt, daß der optimale Wert der Frequenz der Beziehung
= o,02
genügt, worin '\ f die Abweichung in Hz von der Larmor-Frequenz
ist und die Amplitude des Feldes H^ nächst der
Mitte der iiapfangsspule o,5 Gauß ist. Die Geschwindigkeit
der Fluidumströmung beträgt dann etwa 3 m/sek und das Fluidum besitzt ein 'JL (oder Längsrelaxationszeit) von
ca. 1,o sek.
Die //irkung der Inhomogenität des Feldes' H0, das in be- .
kannten NLtR Detektoren ein Signal niedriges Störgeräusch-Verhältnis
ergab, wird durch Verwenden eines verhältnismäßig großen Feldes H1 bei jedem Ausführungsbeispiei nach
der Erfindung verringert.
Bei dem Ausführungsbeispiel eines Profil-Detektors nach
209831/0783
Figur 7 ist die erscheinende Zeit des Durchflusses eines
markierten Bolus von der Tagging-Station zur Detektorstation
nicht frequenzabhängig und somit wird die Genauigke.it
des Systems durch kleine Verschiebungen in der Frequenz des Hochfrequenzgenerators 38 nicht beeinflußt.
Wie oben ausgeführt, besteht dort eine optimale Frequenz für ein maximales Ausgangssignal, aber die Zeit des Auftretens
eines- Ausgangs an der Empfangsspule 56 ist vollständig
abhängig von der Geometrie des Aufbaues, der bei einer typischen Anwendung unverändert bleibt.
Obwohl beim Ausführungsbeispiel nach Figur 7 <iie EL erzeugende
Spule so angeordnet ist, daß der Spitzenwert des Hx,-Profils in den Bereich des praktisch konstanten- Feldes
H0 fällt, ist auch eine Abänderung dieses Systems durch
Anordnen der Mitten der EL -Spule 58 und der oämpfangsspule
56 gegenüber dem strömungsabwärts liegenden Ende der Polschuhe
44· und 46 möglich, wie in Figur 7 durch die gestrichelten Linien 156' und 158' angedeutet ist. Dies bewirkt
eine Verschiebung des Profils des Feldes EL, so daß das Resonanzsignal nach dem strömungsabwartigen Ende des
Bereichs.des konstanten Feldes Hq bei der Anwesenheit
eines markierten Bolus im Teil des. H^-Profils erzeugt
wird, das in Figur 1o an der Stelle c gezeigt wird. So
abgeändert wird die Länge der Leitung 1o für ein einigermaßen
einheitliches Feld HQ verkürzt, so daß die HQ erzeugende
Einrichtung kleiner gemacht werden kann und die Wirkung einer Inhomogenität des Feldes HQ verringert wird.
Das Verkürzen der notwendigen Länge des einheitlichen
Feldes HQ ermöglicht auch die Resonanz an einem Punkt,
der näher an der lagging-Station 12 liegt, wenn dies ge
wünscht wird. Dadurch wird auch die Wirkung der Feldinhomogenitäten
verringert. Ein weiterer Vorteil des abgeänderten Systems besteht darin, daß die Neigung des ansteigenden
H1-Profils zwischen den Stellen a und b (Figur Io)
gleichmäßiger ist als zwischen den Stellen b und e. Wenn es wichtig ist, eine Adiabatieität aufrecht zu erhalten,
209831/0783
bis der Eesonanzzustand erreicht ist, kann das abgeänderte
/System mit Erfolg mit sich schnell bewegenden Fluiden angewendet
werden. Die !Nachteile des abgeänderten Systems bestehen darin, daß zum erzeugen von EL eine größere Spule
notwendig ist, um die Amplitude an der Stelle b des Profils auf einen viel größeren Wert als den Wert von H0--
und den Spitzenwert des Feldes H. an der Stelle b zu bringen,
an der die Resonanz, die in dem abgeänderten System auftritt, nur für eine relativ kurze Zeit aufrecht erhalten
wird, die die Amplitude des Ausgangssignals zu verringern sucht.
Js sind noch andere Abänderungen der Geräte nach den Figuren
1 und 7 möglich. Beispielsweise können, obwohl die
Smpfangs spul en 36 und 58 i*1 den Figuren 1 und 7 3-η ihrer
axialen Länge kurz in bezug auf die HL-Spulen 36 und 58
dargestellt worden sind, um das Verhältnis von Signal zu Störgeräusch sehr groß zu machen, diese auch langer gemacht
werden, .auch die Richtung der Tagging-Magnetisierung
kann quer zur Achse der Leitung 1o statt parallel zu
ihr verlaufen. .Jiine oder beide der EL -Spul en und die üänpfängcrspule
sind so angeordnet, daß beide orthogonal zueinander und zur Richtung der Tagging-Magnetisierung verlaufen. Ferner kann die Rampen-Charakteristik von HL -»
nach Figur 6 durch Verändern der Frequenz von BL entlang
dem Strömungsweg erhalten werden, während die Amplitude von Ey. verhältnismäßig konstant gehalten wird.
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft die Feststellung von Riänomenen
der nuklearen magnetischen Resonanz in einem strömenden Fluidum. Ein Bolus des Fluidums wird dadurch markiert,
daß ein reiner Magnetisationsvektor gegeben wird und der
-22-
209831/0783
Claims (1)
- ' 19. FFB.1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), den HerbertrtraOe 22Badger Meter Mfg. Go.Patentansprüche1. Anordnung zum .Feststellen gyromagnetischer Atomkerne, die durGh eine polarisierte Magnetisierung markiert worden sind, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (28-3o;
44-46, 48~5o) zum Erzeugen eines magnetischen Gleichfeldes konstanter Amplitude, einer Einrichtung (36, 58,
158') zum Erzeugen eines quer zum magnetischen Gleichfeld verlaufenden Hochfrequenzfeldes konstanter Amplitude,
durch eine Einrichtung (28-Jo; 58; 15&1) zum Liefern
eines Gradienten entlang der Bahn der Kerne in einem der leider, die an den Kernen wirken, in bezug auf ein Koordinatensystem, das sich um eine zum Gleichfeld parallele Achse mit einer der genannten Hochfrequenz gleichen !Frequenz aus einer ersten, praktisch parallel zur Magnetisierung in eine zweite quer zur ersten verlaufende Lage
dreht, und durch eine Empfangseinrichtung (22; 56; 156') im Gleich- und Hochfrequenzfeld zum Erzeugen eines Signals "be'im Durchgang der Atomkerne, wobei das wirksameρ f Feld gleich der Summe der Vektoren von H. und HQ - -ist, worin HQ die Amplitude des Gleichfeldes, f die Frequenz, die gyromagnetische Geschwindigkeit der Atomkerne und H^, die Amplitude des Hochfrequenzfeldes ist.2ο Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageänderung des wirksamen Feldes adiabatisch ist.3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungen der beiden Lagen eine ebene Senkrechte zur Richtung des Hochfrequenzfeldes ergeben.209831/07 8 34·. _Anordnung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einer Leitung, die ein Fluidum zu einer Tagging-Station und einer Detektor-Station führt, und einer Tagging-Sinrichtung an der lagging-Station, die einem Bolus- von dem Fluidum eine reine Magnetisierung gibt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Felderzeuger in bezug auf die Leitung so angeordnet sind, daß die Amplituden des Hn- und H^-Feldes sich entlang der Längsabmessung der Leitung zueinander verändern und daß strömungsoberhalb der Empfangsspule Hn -P f " -- =·■ H^ ist, worin f die Frequenz des Feldes H^ unddas gyromagnetische Verhältnis des Fluidums istο5· Anordnung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des wirksamen Magnetfeldes sich aus der Richtung Hq dreht, wenn das Fluidum sich wegen der Änderung der relativen Amplituden der Felder Hn und H^ dreht.6. Anordnung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des Feldes Hn einen Gradienten entlang der2 f Leitung besitzt, wodurch Hn hier gleich =· nahe derMitte der Empfangsspule (22) ist.7· Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation adiabatisch ist, wenn der Bolus von der Tagging-Station zur Empfangspule (221 fließt, wodurch die polarisierte reine Magnetisierung den Anfangswinkel zum wirksamen Feld einhält, wo das wirksame Feld an jedem Punkt entlang der Leitung in bezug auf das rotierende Ko-Pf ordinatensystem eine erste Komponente gleich Hn - — —und eine zweite quer verlaufende Komponente gleich H^. besitzt.8» Anordnung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß Hn nahe der Empfangespule (56 j 156') und stromaufwärts von ihr in bezug auf die Länge der Leitung konstant ist, H,, entlang der Leitung und nahe der Empfangsspule und strömungsauf war ts von ihr einen Gradienten besitzt und209831/07832 f
T3.Q - ·=—■-=■ nahe der Empfangsspule und strömungsaufwärts von ihr einen konstanten Wert "besitzt*9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Empfangsspule vom mittleren Teil des Feldes Hq strömungsabwärts verschoben ist und die Smpfangsspule strömungsaufwärts vom mittleren Teil des Feldes Eq verschöben ist,Ίθο .anordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Erzeuger des ersten Feldes einen Elektromagneten mit einem ferromagnetischen Kern (44·, 46) und eine Erregerwicklung (48, 5o) enthalt, dais der zweite Erzeuger eine verhältnismäßig flache, sattelförmige Spule (585 I581) enthält, die an der Außenseite der Leitung befestigt ist, und die läapfangsspule "(56; 156') ein Solenoid enthält, das die Leitung umgibt und koaxial zu ihr verläuft«11. Verfahren zum Feststellen gyromagnetischer Kerne, die durch eine polarisierte Magnetisierung markiert worden sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Erzeugen eines magnetischen Gleichfeldes konstanter Amplitude in der Bahn der Kerne, ·Erzeugen eines quer zum Gleichfeld verlaufenden Hochfrequenzfeldes konstanter Amplitude,Ausbilden eines Gradienten entlang der Bahn der Kerne, um sie in Sichtung des an den Kernen wirksamen Feldes in bezug auf ein sich um eine zum Gleichfeld parallele Achse drehendes Koordinatensystem mit einer der Hochfrequenz gleichen Frequenz zu drehen,und Anordnen einer Empfangsspule in den Feldern zum Erzeugen eines Signals beim Durchgang der Kerne, wobei das wirksame Feld gleich der Summe der Vektoren H^ und. Hq - ^-—-. ist, worin Hq die ^implitude des Gleichffldes., f die Frequenz, das gyromagnetische Verhältnisader Kerne und EL die Amplitude des Hochfrequenzfeldes ist·.fj..; -. -:..-.209831/0783L e e r s e 11 e
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US61729567A | 1967-02-20 | 1967-02-20 | |
US67378067A | 1967-10-09 | 1967-10-09 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1698188A1 true DE1698188A1 (de) | 1972-07-27 |
DE1698188B2 DE1698188B2 (de) | 1977-10-20 |
DE1698188C3 DE1698188C3 (de) | 1978-06-15 |
Family
ID=27087992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1968B0096691 Expired DE1698188C3 (de) | 1967-02-20 | 1968-02-19 | Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Strömungsmittels mit Hilfe der magnetischen Kernresonanz |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1698188C3 (de) |
FR (1) | FR1563909A (de) |
GB (1) | GB1216861A (de) |
NL (1) | NL6802378A (de) |
SE (1) | SE349145B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3490210C2 (de) * | 1983-05-05 | 1993-04-08 | Southwest Research Institute, San Antonio, Tex., Us |
-
1968
- 1968-02-19 GB GB793768A patent/GB1216861A/en not_active Expired
- 1968-02-19 SE SE211868A patent/SE349145B/xx unknown
- 1968-02-19 DE DE1968B0096691 patent/DE1698188C3/de not_active Expired
- 1968-02-20 FR FR1563909D patent/FR1563909A/fr not_active Expired
- 1968-02-20 NL NL6802378A patent/NL6802378A/xx unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3490210C2 (de) * | 1983-05-05 | 1993-04-08 | Southwest Research Institute, San Antonio, Tex., Us |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL6802378A (de) | 1968-08-21 |
SE349145B (de) | 1972-09-18 |
DE1698188B2 (de) | 1977-10-20 |
DE1698188C3 (de) | 1978-06-15 |
FR1563909A (de) | 1969-04-18 |
GB1216861A (en) | 1970-12-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2687825B1 (de) | Kernmagnetisches Durchflussmessgerät | |
DE1473696B2 (de) | Vorrichtung zur zerstoerungsfreien werkstoffpruefung | |
DE68912417T2 (de) | Verfahren und Anordnung zum volumeselektiven Bestimmen eines Kernspinresonanz-spectrums mittels selektiver Polarisationsübertragungs-Impulsfolgen. | |
EP3036511B1 (de) | Kernmagnetisches durchflussmessgerät und verfahren zum betreiben von kernmagnetischen durchflussmessgeräten | |
DE1049112B (de) | Verfahren zur periodischen Messung der Staerke eines magnetischen Feldes | |
DE965084C (de) | Speicherverfahren mit Hilfe magnetischer Atom-Kern-Momente | |
EP0142079B1 (de) | Hochfrequenz-Einrichtung einer Kernspinresonanz-Apparatur | |
DE19860488C1 (de) | Impulssequenz für ein Kernspintomographiegerät | |
DE1906185A1 (de) | Phasenstarres NMR-Stroemungsmessungssystem | |
DE19939626C2 (de) | Verfahren zur Erzeugung von Meßsignalen in Magnetfeldern mit einem NMR-Mouse-Gerät | |
DE1516927B1 (de) | Vorrichtung zur Messung der Intensitaet eines magnetischen Feldes | |
DE1698188A1 (de) | Verfahren und Anordnung zum Feststellen von nuklearer magnetischer Resonanz | |
DE2344508A1 (de) | Verfahren und magnetometer zum messen von magnetfeldkomponenten | |
DE1573837C3 (de) | Prüfvorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung magnetisierbarer Materialien | |
DE2122252A1 (de) | Vorrichtung zum Prüfen der magnetischen Eigenschaften einer dünnen Magnetschicht | |
DE1920626A1 (de) | Seitenbaddetektorsystem fuer NMR-Stroemungsmesser und Verfahren zum Messen der Stroemung einer paramagnetischen Fluessigkeit | |
DE10025273C2 (de) | Kernspin- oder Elektronenspin-Magnetometer | |
DE3839820A1 (de) | Verfahren zum selektiven anregen von nmr-signalen | |
DE1673037C3 (de) | ||
DE1152188B (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Betrages schwacher Magnetfelder, insbesondere des Erdfeldes, durch Kerninduktion | |
DE1232254B (de) | Messkopf fuer ein gyromagnetisches Magnetometer | |
DE60025761T2 (de) | Quadrupol-antenne zum gebrauch in einem nmr-system | |
DE947573C (de) | Vorrichtung zur Kontrolle der Dicke eines magnetischen UEberzuges auf einem nicht magnetischen Traegerband | |
DE102017115807B3 (de) | Kernmagnetisches Messgerät | |
DE102016108996A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines kernmagnetischen Durchflussmessgeräts und kernmagnetisches Durchflussmessgerät |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |