DE3490210T

DE3490210T - Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Durchflusses in einer Röhre oder Leitung

Info

Publication number: DE3490210T
Application number: DE19843490210
Authority: DE
Inventors: James Derwin King; Erroll S. San Antonio Tex. Riewerts
Original assignee: Southwest Research Institute, San Antonio, Tex.
Priority date: 1983-05-05
Filing date: 1984-05-04
Publication date: 1985-10-31
Also published as: CH668638A5; EP0140970A1; CA1211504A; WO1984004397A1; NL191497B; GB8432202D0; GB2152678B; US4536711A; GB2152678A; NL191497C; EP0140970B1; NL8420115A; EP0140970A4; DE3490210C2

Description

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VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR MESSUNG DES DURCHFLUSSES IN EINER RÖHRE ODER LEITUNG

Technisches Sachgebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Fließgeschwindigkext von Materialien, die üblicherweise in einer Leitung fließen. Es sei eine Röhre aus nicht eisenmagnetischen Materialien betrachtet. Eine derartige Röhre kann verwendet werden, um fließende Fluide oder Feststoffe zu transportieren. Die Fließrate ist ein wesentlicher Meßwert, der durch diese Erfindung erhalten werden kann. Mittels dieser Erfindung ist es möglich, ein Maß für die Fließrate fließender Materialien zu gewinnen, das von der Dirchte oder dem Füllfaktor in der Röhre unabhängig ist. Darüber hinaus ist die Messung unabhängig von charakteristischen magnetischen Resonanzrelaxationszeitkonstanten, die als T, und T bekannt sind. T, ist die Spin-Gitter-Relaxationszeit und T_ ist die Spin-Spin-Relaxationszeit.

Offenbarung der Erfindung

Diese Erfindung macht nur von einem einzigen Magneten Gebrauch.

Es wird ein Magnet verwendet, der ein Magnetfeld quer zur Röhre aufbaut, wobei der Magnet so konstruiert und angeordnet ist, daß er ein Magnetfeld mit einem Gradienten aufbaut. Der Gradient unterwirft das fließende Material einer Feldintensität, die relativ hoch ist und die linear auf einen kleineren Wert abfällt. In einem gegebenen Moment wird ein Segment des fließendes Materials diesem Magnetfeld ausgesetzt. Wie zu verstehen ist, besteht eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit des fließenden Segmentes, der Feldintensität und der Frequenz, bei der ein kernmagnetisches Resonanz (NMR)- oder ein elektronenmagnetisches Resonanz (EMR)-Signal erwartet werden kann. Indem das Materialsegment (ähnelnd einer Querscheibe,

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"I die von der Röhre umschlossen ist) sich durch das Magnetfeld bewegt, ändert sich die Frequenz des NMR- oder EMR-Signals, das von dem fließenden Material erwartet wird. Ist der Feldgradient linear, dann ist die Frequenzänderung hierzu proportional. Dementsprechend wird bei der bevorzugten Ausführungsform dieser Offenbarung von einem Magnetfeld mit einem festgelegten Gradienten Gebracuh gemacht. Diese bevorzugte Ausführungsform liefert eine Zeitrate der Änderung des emittierten NMR- oder EMR-Echoimpulses, die der Fließgeschwindigkeit proportional ist.

Betrachten wir den Augenblick, wo die Fließgeschwindigkeit sich verdoppelt hat. Die Frequenzverschiebung des EMR- oder des NMR-Signals über ein gegebenes Zeitintervall ist doppelt so groß wie die mit der ersten Fließgeschwindigkeit verbundene Verschiebung. Die Messung der Fließgeschwindigkeit erfolgt unabhängig von den für die Elementarmatrix charakteristischen Zeiten T, und T_ und ist außerdem unabhängig von der Dichte des fließenden Materials oder dem Füllfaktor des fließenden Materials in der Röhre.

Eine der wünschenswerten Techniken zur Gewinnung von Daten aus der fließenden Probe ist die Impulsechoverschiebung der Zeit oder der Frequenz. Eine Lösung in dieser Hinsicht besteht da-

²^ rin, die Frequenz des NMR- oder EMR-Echoantwortsignals mit einem Bezugsfrequenzsignal in Vergleich zu setzen. Die Verschiebung der Frequenz der Antwort wird gemessen. Daneben gibt es noch eine Verschiebung der relativen Zeitposition des aus übertragenen Impulsen enthaltenen Echos, und diese Zeitver-Schiebung ist von Bedeutung.

Es wurde festgestellt, daß die Frequenz des Echos abfällt, ebenso wie die Verzögerungszeit des Echos, wenn das fließende Material ein Magnetfeld mit einem negativen Gradienten passiert. Ein negativer Gradient ist definiert als ein Feld, welches von einer höheren Intensität auf eine niedrigere Intensität ab-

fällt. Hat das Feld einen positiven Gradienten, dann steigt sowohl die Frequenz des Echos als auch die Verzögerungszeit des Echos als eine Funktion der Fließgeschwindigkeit an. Mit dieser Anordnung und mit einem vorgegebenen Feldgradienten zeigt die FrequenzverSchiebung des Echos oder die Verschiebung der Echoverzögerungszeit die Fließgeschwindigkeit in der Röhre oder Leitung an.

Dementsprechend macht diese Erfindung mit Vorteil Gebrauch von einem Magnetfeld, das entweder einen positiven oder einen negativen Gradienten hat. Darüber hinaus erfolgt die Ausgabe in einer Frequenz oder in einer Zeitverschiebung beim Echo. Jede Verschiebung kann zur Anzeige der Fließgeschwindigkeit verwendet werden.

Ein anderer Faktor, der einen Einfluß auf das Ausgangssignal hat, ist die Dichte des in der Röhre fließenden Materials. Diese liegt bei fließenden Flüssigkeiten, wie Petroleumprodukten, gereinigten Chemikalien und dergleichen, mehr oder weniger fest. Die Fließdichte kann jedoch bei einem fließenden Gas oder bei fließenden Feststoffen wie in einer Kohle-Pipeline stark variieren. Die Amplitude des NMR- oder EMR-Signals ist proportional zur Fließdichte. Bei einer Pipeline zum Beispiel, die ein Erdgas mit einer festgelegten Kohlenwasserstoffzusammensetzung führt, führt ein Anstieg des Druckes zu einem proportionalen Anstieg der Dichte. Wenn der Druck verdoppelt wird, steigt die Dichte annähernd auf das Doppelte. Dies zeigt sich in der Amplitude des Ausgangssignals. Es ist leicht verständlich, daß die Messung der NMR- oder EMR-Ausgangssignalamplitude sehr vorteilhaft ist.

In einer Ausführungsform dieser Vorrichtung sind zwei Signal verarbeitende Kanäle vorgesehen, um die Frequenzverschiebung in Form von einer Phasenverschiebung zu erfassen. Das empfangene Signal wird mit dem übertragenen Signal zur Erfassung der Frequenzverschiebung vermischt. Ein Kanal erhält das übertra-

gene Signal, während der andere Kanal das übertragene Signal nach einer 90 Grad Phasenverschiebung erhält. Beide Kanäle sind danach identisch, einschließlich Mixern, Tiefpassfiltern, Proben- und Rückhalte (hold)-Verstärkern. Das Ausgangssignal der Verstärker wird Analog/Digital-Konvertern zugeführt. Die Leistungen beider Kanäle werden dann in einen arithmetischen Prozessor eingegeben, der Verhältnisse (und daher trigonometrische Funktionen) der synchron erfaßten Eingangsdigitalwörter bildet. Diese Verhältnisse werden dann an Freuquenzteiler weitergegeben. Der arithmetische Prozessor sendet an je einen Frequenzteiler zwei zeitgetrennte, separate Signale, die dann einem Addierer eingegeben werden. Der Addierer gibt dann ein Signal ab, das aus der Summe (oder Differenz) der beiden Eingangssignale besteht, und dieses ist dann wiederum proportio- ^ nal zur Fließgeschwindigkeit.

Für die von NMR oder EMR empfangenen Signale ist ein weiterer Schaltkreis eingerichtet. Diese Vorrichtung arbeitet besonders gut durch Abstimmung auf besondere Elemente oder ungepaarte Elektronen in der fließenden Verbindung. Ein solches Element ist Wasserstoff. Eine andere Alternative stellen die ungepaarten Elektronen des Kohlenstoffs der Kohle dar. Durch Messung der Geschwindigkeit des Wasserstoffs oder des Kohlenstoffs wird unvermeidlich die Geschwindigkeit der gesamten fließenden

²^ Masse gemessen. Gmeäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Frequenz des Systems so eingestellt, daß entweder Wasserstoff oder Kohlenstoff erregt werden und daß die Geschwindigkeit dieses Elementes (und damit der dieses Element enthaltenden Verbindung) gemessen wird. Alternativ können auch andere Elemente gemessen werden. Typische Beispiele sind Natrium oder chemisch gebundenes Fluor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Um die Art, in der die oben aufgeführten Merkmale, Vorteile und Aufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden, im Ein-

zelnen zu verstehen, sei die oben kurz zusammengefaßte Erfindung weiterhin im Besonderen unter Bezugnahme auf spezielle Ausgestaltungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, erläutert.
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Es muß jedoch festgestellt werden, daß die beigefügten Zeichnungen lediglich typische Ausführungsformen dieser Erfindung darstellen und deshalb keineswegs als den Schutz derselben begrenzend aufgefaßt werden können, denn die Erfindung läßt sich gleichermaßen auch auf ähnlich effektive Ausführungsformen anwenden.

Figur 1 ist eine Ansicht einer Einrichtung einer Magnet- und Detektorspule in der unmittelbaren Nachbarschaft einer mit einem fließenden Stoff beschickten Pipeline zur Messung der Geschwindigkeit des Materials in der Pipeline; Figur 2 ist eine Ansicht, die grafisch ein Materialsegment in der Pipeline der Figur 1 zeigt, das von einem Hochformerimpuls erregt wird und das anschließend in der Röhre an einen neuen Ort weiterbewegt wird, zu welcher Zeit ein Echosignal gebildet wird;

Figur 3 ist eine NMR-Signalabtastfolge ("signal sampling sequence"), in der zwei Kanäle von Ausgangsdaten dargestellt sind, die im Zusammenhang mit der in Figur 5 gezeigten Schaltung verwendet werden;

Figur 4 ist eine Ansicht ähnlich der Figur 3, in der die empfangenen Signale in ihrer zeitlichen Abfolge dargestellt sind; Figur 5 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Schaltkreises mit einem NMR- oder EMR-Erfassungsschaltaufbau, der einen Fließgeschwindigkeitsausgang hat;

Figur 6 ist ein schematisches Blockdiagramm eines alternativen Schaltkreisaufbaus zur Erfassung der Fließgeschwindigkeit und der Dichte; und
Figur 7 ist ein Diagramm, in dem die Verteilung der Fließgeschwindigkeiten über einen Röhrenquerschnitt illustriert ist; Figur 8 zeigt eine korrespondierende Frequenz-Amplituden-Ver-

teilung des erfaßten Materials, das durch die Röhre der Figur 7 fließt; und

Figur 9 ist eine schematische Darstellung eines Schaltkreises zur Wiedergewinnung von Daten, wie sie in Figur 8 dargestellt sind.

Beste Art der Durchführung der Erfindung

Zunächst sei die Aufmerksamkeit auf Figur 1 der Zeichnungen gelenkt. In Figur 1 ist mit IO eine Röhre oder Leitung bezeichnet, die ein fließendes Fluid führt, dessen Geschwindigkeit untersucht werden soll. In diesem Teil enthält die Röhre 10 durch sie fließendes Material, wobei das Material üblicherweise eine kleinteilige feste Materie in Gas, so zum Beispiel pulverisierte Kohle, ist, die pneumatisch in eine Verbrennungskammer transportiert wird, oder sie ist eine Pipeline für Petroleumprodukte. Die Erfindung ist überdies anwendbar auf fließende Gase bei verschiedenen Drücken. Der Teil der Pipeline der in Figur 1 dargestellt ist, besteht vorzugsweise aus einem nicht magnetischen Material, so daß Feldlinien diePipeline 10 durchdringen können.

Ein Magnet mit einem Nordpolteil 11 ist gegenüber einem Südpolteil 12 angeordnet. Der Magnet ist kegelförmig dargestellt, so daß der Spalt zwischen den Polen größer wird. Die Feldintensität ist links am größten, wo das fließende Material zuerst in das Feld eintritt. Vorzugsweise wird das auf die Röhre 10 wirkende Feld mit einem negativen Gradienten angelegt, das Heißt, daß sich die maximale Feldintensität an der linken Kante des Feldes und die vermindeerte Intensität an der rechten Seite der Figur 1 befindet. Zu diesem Zweck identifiziert

das Symbol H die Resonanzfeldintensität· H- identifiziert die ο 1

maximale Magnetfeldintensität. Weitere Feldintensitäten sind bei H_ und H₃ definiert. Das Feld hat vorzugsweise einen Iinearen Gradienten. Das heißt, daß die Feldintensität regelmäßig abfällt, zum Beispiel durch die Verwendung abgeschrägter

Flächen, wie bei 11 und 12 in Figur 1 dargestellt.Ein negativer Gradient bedeutet eine maximale Intensität auf der linken und abnehmende Intensität nach^der rechten Seite. Bei einem positiven Gradienten ist der Verlauf umgekehrt.

Die interessierende Intensität ist die Intensität bei H .

Dies ist die Intensität, die mit einer Frequenz eines übertragenen Impulses in Beziehung steht, der durch eine Erfassungsspule 14 geliefert wird. Die Spule 14 ist rechtwinklig zum Magnetfeld angeordnet. Es gibt eine gegenseitige Beeinflussung zwischen einem ausgewählten Element und dem durch die Röhre 10 fließenden Material. Diese gegenseitige Beeinflussung stammt entweder aus EMR oder aus NMR und bildet ein Ausgangssignal, das in der Erfassungspule 14 beobachtet werden kann.

Das Signal wird an die mit 15 bezeichnete Vorrichtung abgegeben. Die Vorrichtung 15 ist in den Figuren 5 bzw. 6 dargestellt und wird weiter unten beschrieben.

Im Moment sei die Aufmerksamkeit auf Figur 2 der Zeichnungen gerichtet. In Figur 2 ist mit 16 ein Segment des in der Pipeline fließenden Materials bezeichnet. Es sei angenommen, daß das in der Röhre 10 fließende Material im wesentlichen ohne Turbulenz fließt, mindestens in dem illustrierten Teilpunkt. Es existiert demzufolge ein zylindrisches Segment 16, das fließendes Material bei der besonderen Feldintensität der Stärke H darstellt. Dieses besondere Segment 16 wird von dem übertragenen Impuls bestrahlt. Der übertragene Impuls stammt von der Spule 14. Das übertragene Impulsfeld wirkt auf alles Material innerhalb der Spule, tritt jedoch stark nur mit dem Segment 16 in Wechselwirkung, wobei die Übertragerfrequenz und die Feldintensität so auf einander eingestellt sind, daß eine NMR- oder EMR-Antwort erfolgt.

Die Breite des Feldes in Figur 2 ist gleich der Breite des Polstückes 11 in Figur 1. Das Material 16 wird an verschiedenen Stellen längs der Röhre einem Magnetfeld ausgesetzt. Figur

2 enthält zwei Ansichten, die beide identisch sind, außer der Tatsache, daß die zweite ANsicht das Material 16 zu einem Zeitpunkt zeigt, wo sich das Material 16 bewegt hat. Die Verschiebung nach rechts ist die die zurückgelegte Distanz. Darüber hinaus ist dies die Position der Materialmenge zu der Zeit, wo, als Ergebnis des übertragenen Impulses, ein Echoimpuls zur Erfassungsspule 14 zurückkehrt. Während die Turbulenz potentiell ein Problem darstellt, ist das Segment 16 relativ gut definiert und eine Verzerrung ("defusion") des Segments 16 in dem kurzen in Figur 2 dargestellten Intervall ist relativ unbedeutend. Dementsprechend ist das Material 16 wohl definiert, wenn es zuerst bestrahlt und wenn der Echoimpuls entsteht und zur Erfassungsvorrichtung 15 zurückkehrt.

in Fortführung der Beschreibung wird nunmehr die Aufmerksamkeit auf Figur 3 der Zeichnungen gelenkt. Figur 3 enthält ein Zeitdiagramm, das bei irgendeiner willkürlichen Zeit beginnt (Zeit gleich Null).Der Umformer für die zu beschreibende Einrichtung erzeugt umgeformte Impulse. In Figur 3 sind ein erster umgeformter Impuls 17 und ein zweiter umgeformter Impuls 18 dargestellt. Die zwei Impulse sind willkürlich von gleicher Amplitude und Dauer. Dies sind Impulse von Hochfrequenz ("RF") Energie bei einer spezifischen Frequenz. Diese Frequenz ist proportional zur Feldintensität H und erzeugt mit einer ausgewählten Kernart oder mit ungepaarten eine elktromagnetische Resonanz. Die Impulse 17 und 18 befinden sich bei der ausgewählten Frequenz und werden mit einer geeigneten Amplitude übertragen, um das Material 16 angemessen zu erregen. Durch die Impulse 17 und 18 wird ein NMR-Echo initiiert. Auf diese Weise wird der NMR-Echoimpuls durch zwei Impulsstöße verschiedener Zyklen bei der entsprechenden Frequenz erzeugt, um ihn mit dem auferlegten Magnetfeld H in Beziehung zu bringen. Die beiden Impulse haben eine Dauer von etwa 5 Mikrosekunden und sind von einander in etwa 2 3 Mikrosekunden getrennt. Es ist unnötig zu sagen, daß die Abstände und die Impulsdauer zur Erzielung optimaler Ergebnisse verändert werden

können. Sie können verändert werden in Abhängigkeit von den Feldintensitäten und von den für die Impuls erforderlichen Abständen, die durch die charakteristische Spin-Spin-Relaxationszeit T_ gegeben sind.
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Figur 3 erzeugt bei 19 ein Ausgangssignalim Empfängersignal A. Das Empfängersignal 19 hat eine erste Spitze 20 und eine zweite Spitze 21. Der zeitliche und räumliche Abstand der Spitzen 20 und 21 sind typisch. Wie leicht einzusehen, umfaßt die erste Spitze 20 die freie Induktionsdämpfungsantwort (FID) und die zweite Spitze 21 die Impulsechoantwort. Figur 3 zeigt ferner eine Spitze 22 aus dem Kanal B der erfaßten und empfangenen Daten, die bei 90 Grad Phasenverschiebung mit dem Signal A erhalten wurden. Der zweite Kanal erzeugt eine zweite Spitze 23, wobei die erste Spitze die FID-Antwort und die zweite Spitze die Echo-Antwort darstellen. Sie sind in dem zweiten Datenkanal bei 24. Man kann feststellen, daß die Ant Worten 20 und 22 und die Echos 21 und 23 in ungefähr dem

gleichen Augenblick erfolgen. Für Identifizierungszwecke werden die beiden Kanäle als Kanäle A und B identxfizert.

DieAufmerksamkeit sei nunmehr auf Figur 5 der Zeichnungen gelenkt, die eine Vorrichtung zeigt, diedie in Figur 3 dargestellten Signale erzeugt. Die gesamte Vorrichtung in Figur 5

ist mit der Bezugsziffer 15 gekennzeichnet und ist die NMR- oder EMR-Erfassungsvorrxchtung, die bereits in Figur 1 der Zeichnungen aufgetaucht ist.

In Figur 5 der Zeichnungen erzeugt ein Zeitschaltkreis 25

geordnete Signale für den Betrieb des gezeigten Schalteraufbaus. Er bildet ein Taktsignal ("timed signal") für den Betrieb des Umformers26. Der Umformer 26 ist mit der Erfassungsspule 14 verbunden, um Impulse geeignter Amplitude und Frequenz zu übertragen. Solche Impulse werden der Spule einge-

geben und von ihr übertragen, um in dem fließenden Material ein elektromegnetisches Feld aufzubauen. Die Spule 14 dient außerdem als Empfängerspule und bildet dabei empfangene FID-Signale

und Echoimpulse. Die derart empfangenen Impulse werden von der Spule 14 abgegeben , verstärkt und einem Mischer 27 eingegeben, Der Mischer 27 ist durch einen ähnlichen Mischer 28 verdoppelt. Sie bilden separate Kanäle A und B durch die Einrichtung. Zusätzlich dient ein Teil des übertragenen Signals als Bezugseingang für den Mischer 27. Es ist unnötig zu sagen, daß die relative Amplitude der Bezugssignale mit Hilfe geeigneter Dämpfer mehr oder weniger vergleichmäßigt wird, um die übertragene Impulsamplitude zu reduzieren. Als geeignetes Mittel ist hierfür zwischen der Spule 14 und dem Mischer 27 ein RF-Verstärker angeordnet, der das Empfangene Signal auf eine geeignete Amplitude verstärkt. Nachdem das Bezugssignal einen 90 Grad Phasenverschiebungsschaltkreis 29 passiert hat, wird das übertragene Signal dem Mischer 28 eingegeben.Der Phasen-Verschiebungsschaltkreis 29 stellt somit sicher, daß die Kanäle A und B um 90 Grad gegeneienander phasenverschoben sind.

Der Mischer 27 bildet ein Ausgangssignal für einen Tiefpassfilter 31. Der Mischer 28 ist mit einem Tiefpassfilter 32 verbunden. Die Filter bilden Ausgangssignale für die Proben- und Rückhalteverstärker ("sample and hold amplifiers") 33 und 34. Sie werden von den taktmäßigen Signalen des Zeitgebers gertiggert. Der Zeitgeber 25 regelt die Einsammlung von Signalen aus den Kanälen A und B zu ausgewählten Zeiten zur Codierung durch die Anlalog/Digital-Konverter 35 und 36. Diese Vorrichtungen setzen in taktmäßiger Folge die von den Filtern an die Verstärker33 und 34 übermittelten, gesammelten Analogwerte digital um. Diese Signalsegmente werden verstärkt, die Spitzenwerte digital umgesetzt und die Digitalsignale dann als Ausgangssignale von den Konvertern 35 und 3 6 abegeben.

Die Bezugsziffer 40 bezeichnet einen arithmetischen Rechner. Er wird mit Eingangswörtern in digitaler Form von den beiden Signalen versorgt. Wie aus Figur 3 hervorgeht, sind die ersten Eingangssignale die Spitzen 20 und 22, und diese werden digital umgesetzt. Der arithmetische Rechner bildet ein Signal,

AC

das einen Winkel darstellt gegeben durch die Bogentangente des Verhältnisses der beiden Eingangswerte. Dieses bildet ein erstes Ausgangssignal, das sich im Leiter 41 befindet und das ein Maß für den Phasenwinkel darstellt zwischen dem aufgenommenen FID-Signal und dem übertragenen Signal. Wie in Figur 3 dargestellt, erscheinen die Spitzen 21 und 23 zeitlich später; sie werden ebenfalls durch die Kanäle A und B verarbeitet und bilden ein zweites Verhältnis. Dieses Verhältnis wird verwendet, um einen Winkel zu erzeugen, der durch die Bogentangente des Verhältnisses gegeben ist. Dieses Ausgangssignal ist in der Leitung 42 als Maß des Phasenwinkels des aufgenommenen Echosignals im Verhältnis zum übertragenen Signal. Der Leiter 41 ist der Eingang zu einem Frequenzteiler 43. In ähnlicher Weise ist der Ausgang des Leiters 42 der Eingang zu einem Frequenzteiler 44. Die Frequenzteiler 43 und 44 übermitteln den beiden Eingangssignalen geeignete Skalenwerte (wobei man sich vergegenwärtigen muß, daß sie an diesem Verbindungspunkt in digitaler Form vorliegen), und die beiden digitalen Ausgangssignale werden dann einem Addierschaltkreis 45 zugeführt. Der

Addierschaltkreis addiert die beiden mit einem geeigneten Vorzeichen, um die Phasendiffernenz zwischen den FID- und den Echosignalen zu bestimmen und gibt sie an einen Fließgeschwindigkeitsrekorder 46 weiter. Durch die Einführung geeigneter Skalen wird die Fließgeschwindigkeit in korrektem und geeig-

netem Maßstab angegben.

Die Geschwindigkeit ist proportional der Summe der beiden Signale in den Leitern 41 und 42. Diese Signale werden in Abhängigkeit von der Richtung des Feldgradienten addiert oder subtrahiert. Auf diese Weise werden die Ausgangswerte bei einer geeigneten Maßstabseinteilung der Frequenzteiler 43 und 44 direkt addiert oder subtrahiert (in Abhängigkeit vom Vorzeichen, das wiederum vom Gradienten abhängt), und die Fließgeschwindigkeit wird direkt in geeigneten Einheiten, zum Beispiel Fuß pro Sekunde, Meter pro Minute etc. angezeigt.

Wie an der entsprechenden Stelle beschrieben, macht sich das System die FrequenzverSchiebung zunutze, die beim Auftreten

der FID- oder der Echo-Signale durch den Materialfluß und die damit verbundene Änderung in der Stärke des Magnetfeldes entsteht. Zwischen dem übertragenen Impuls 17 und der Bildung des Echoimpulses 21 liegt ein zeitliches Intervall. Mit anderen Worten, führt die relative Bewegung der Probe in Richtung auf ein geändertes Magnetfeld zu einer Änderung des Echoimpulses im Vergleich zu dem Echoimpuls, der auftritt, wenn das

¹^ Magnetfeld durch den ganzen Fließraum eine konstante Intensität hat. Diese Frequenzänderung ist proportional zum Gradienten, und bei einem gegebenen linearen Gradienten des Magneten liefert die in Form der Echoimpulse 21 festgestellte Frequenzverschiebung Daten, die auf die Geschwindigkeit hinweisen. Die FrequenzverSchiebung kann als eine Phasenverschiebung gemessen werden, indem man die sich die obige Beziehung zunutze macht, worin die Geschwindigkeit gleich der Summe der Bogentangente der Spitze 20 über die Spitze 22 und der Bogentangente der Spitze 21 über der Spitze 23 ist, so daß man sogleich die Ge-

²^ schwindigkeit in geeignet kalibrierten Einheiten erhält.

Die Gleichung lautet:

Geschwindigkeit = K ( <f>, + (j> ₂) '

4 _± = tan"¹ 20/22
φ = tan ~¹21/23

Zurückkehrend zu Figur 2 der Zeichnungen, die Breite des Materials 16 ist teilsweise bestimmt durch die Zeitdauer und die Form der übertragenen Impulse, dem Gradienten des in Figur 1 gezeigten Magnetfeldes und , in geringerem Ausmaß durch die Geschwindigkeit des Materials in der Röhre 10.

In Figur 4 der Zeichnungen sind übertragene Impulse 4 8 und 4 9 in Wellenform 50 dargestellt. Die erste Antwort 51 (das FID-signal) ist außerdem dargestellt in einer zeitlichen Beziehung zum übertragenen Impuls 48. Das Impulsecho 52 ist gleicherma-

ßen in Wellenform 53 dargestellt.In ähnlicher Weise beinhaltet eine später empfangene Wellenform 54 aufgenommene Signale 55 und 56. Außerdem gibt es eine zusätzliche Zeitverschiebung 57 zwischen den Echoimpulsen 52 und 56. Diese ImpulsverSchiebung 57 ist ein Indiz für die Geschwindigkeit in der Röhre 10. Die Zeitversetzung 57 ist demgemäß Änderungen in der Geschwindigkeit proportional. Es gibt eine Bezugsposition für den Impuls 52 für den Fall, wo die Geschwindigkeit Null ist. Deshalb ist die Zeitverschiebung 57 proprtional zur Geschwindigkeit.

Die Zeitverschiebung 57, die ein Ergebnis der Änderugn der Geschwinidgkeit ist, ist von Bedeutung bei der Lieferung von Daten, die auf die Geschwindigkeiten hinweisen; sie ist schwieriger zu messen als das in Figur 3" gezeigte»Verfahren.In Figur 3, so sei noch einmal ins Gedächtnis gerufen, haben die aufgesammelten Signale Amplituden bei den Spitzen 19, 20, 22 und 23, die von den Proben- und Rückhalteverstärkern unter Regelung durch den Zeitschaltkreis 25 abgegeben wurden.

Wie weiter in Figur 4 gezeigt, haben die Signale 51, 52, 55 und 56 ein meßbares Amplitudensignal. Amplituden sind proportional zur Dichte. Kurz, die Menge des Materials in der befragten Probe 16 bestimmt die Amplitude dieser Ausgangssignale. Gewöhnlich ist es lediglich notwendig, das das Material 16 ausreichend ist, um ein Ausgangssignal von hinreichender Amplitude aussendet, um beobac htet werden zu können. Wenn jedoch die Menge des Meterials 16 einschließlich des interessierenden Elementes erhöht wird, erhöhen sich die Ausgangssignale in gleicher Weise. Durch geeignete Kalibrierungstechniken können die Signalamplitude der FID-Signale 51 und 55 oder die Echoimpulse 52 und 56 gemessen werden, um die Dichte des beobachteten Materials zu bestimmen. Bei Verwendung eines Zweikanaldetektors, bei dem die Phasen der beiden Kanäle um Grad gegen einander verschoben sind, ist der Ausgang jedes Kanals eine Vektorkomponente des gesamten Signalvektors. Die

gewünschte Signalamplitude (für die Dichte) ist die Vektorgröße und ist gleich der Quadratwurzel der Summe der Quadrate der beiden Vektorkomponenten A und B. über einen begrenzten Bereich ist die Dichtemessung einigermaßen genau. Der Bereich ist zwischen spezifischen Dichtewerten begrenzt. Dies kann jedoch auch am Füllfaktor liegen. Denken wir an das Beispiel der pulverisierten Kohle, die durch eine Röhre pneumatisch gefördert wird. Der Prozentanteil der zerkleinerten Kohle kann zur Veränderung des Füllfaktors gesteigert werden. Die Signalamplitude bei 58 wird daher gemessen, um, innerhalb eines spezifischen Bereichs, die Dichte oder den Füllfaktor zu bestimmen.

Figur 6 zeigt einen Schaltkreis, der benutzt werden kann, um die FrequenzverSchiebung und die Signalamplitude zu bestimmen. Figur 6 stellt einen Zeitschaltkreis 60 dar. Der Z.eitschaltkreis stellt ein Signal zur Regelung eines NMR-Empfängers 61 dar. Der Empfänger 61 bildet FID- undEcho-Signale, die einem Proben- und Rückhalteverstärker 62 zugrführt werden. Er ist in seinem Betrieb so gesteuert, um ein Ausgangssignal an den Tiefpassfilter 63 abgeben zu können. Der Filter 63 bildet einen Signaleingang für den Frequenzkomparator 64. Der Frequenzkomparator wird außerdem von einem Oszillator 65 mit einem Eingangssignal versorgt, das als Bezugsgröße dient. Die beiden Signale werden verglichen, und die FrequenzverSchiebung ist das Ausgangssignal für einen Geschwindigkeitsrekorder 66. Das Ausgangssignal ist innerhalb eines spezifischen Bereichs proportional zur Geschwindigkeit. Diese Geschwindigkeit, codiert als Fr equenzver Schiebung, ist das Ergebnis der Änderung der Frequenz des NMR-Echoimpulses.

Neben dem gerade beschriebenen Geschwindigkeitsausgangssignal enthält die Vorrichtung noch einen Impulshöhenanalysator 68, der an einen Dichterekorder 69 angeschlossen ist. Der Proben- und Rückhalteschaltkreis bildet ein gesammeltes Ausgangssignal, das ein Indiz für die Amplitude der NMR- oder EMR-Signale ist.

Dieses Signal kann direkt vom Proben- und Rückhalteverstärker 62 erhalten werden. Vorzugsweise wird es jedoch mindestens durch einen Tiefpassfilter geschickt, um die Trägerwelle zu entfernen. Die interessierende Amplitude ist in der Umhüllung des Trägers codiert. Wie gewünscht kann das Signal durch einen Analog/Digital-Konverter geschickt werden. Die Dichte erhält man auf diese Weise/ indem man die Amplitude des Impulses 58 mißt, danach diesen Impuls als gemessen in den Impulshöhenanalysator eingibt und ein relatives Maß für die Impulshöhe erhält. Bei einer geeignetes Kalibrierung wird die Dichte dann an den Dichterekorder 69 weitergegeben.

Figur 7 stellt ein Fließprofil dar, worin die Fließgeschwindigkeit des durch die Röhre 70 fließenden Materials über den Querschnitt der Röhre nicht einheitlich ist. Eine Erfassungsspule und ein zugeordneter NMR- oder EMR-Detektor in dem, wie weiter oben beschrieben, mit einem Gradienten ausgestatteten Magnetfeld erzeugen, wie in Figur 8 gezeigt, ein erfaßtes Frequenzamplitudenspektrum. In Figur 8 entspricht die Frequenz von F₁ dem Materialfluß bei der Geschwindigkeit V,, F_ dem Materialfluß bei der Geschwindigkeit V_, F dem Materialfluß bei der Geschwindigkeit V_. usw. . Die Amplitude der erfaßten magnetischen Resonanzsignalkomponente des Spektrums bei jeder Frequenz ist proportional zur Menge des erfaßten Materials, das bei der entsprechenden Geschwindigkeit fließt.

Figur 9 zeigt einen Detektor, der in der Lage ist, Frequenzspektrendaten, wie in Figur 8 dargestellt, aufzunehmen und diese Daten zur Messung der Gesamtfließ- oder Durchschnittsfließgeschwindigkeit zu verwenden. Der Leiter 74 ist mit der Sensorspule 14 verbunden, die um die Fließröhre 70 ineinem Magntefeld angeordnet ist, das einen Gradienten in Fließrichtung besitzt, wie weiter oben beschrieben wurde. Der magnetische Resonanzdetektor 75 kann, wie vorstehend beschrieben, übergangsmethoden benutzen, um FID- und Impulsechosignale zu erzeugen, oder der Detektor 75 kann ein solcher sein, der mit ungedämpf-

ten Ölen arbeitet, wie er bekannt ist und üblicherweise in EMR- und NMR-Apparaten verwendet wird. Der Frequenzamplitudendetektor 76 benutzt den Ausgang des Detektors 75, um einen Ausgang zu erzeugen, der das Amplituden-Gegenfrequenzspektrum der erfaßten NMR- oder EMR-Signale in dem Gradientenmagnetfeld ist. Der Detektor 76 kann ein Frequenzdiskriminator sein derart, wie sie zur Verwendung mit dem Ausgangssignal vom Detektor 7 5 geeignet sind; oder der Detektor 76 kann ein schneller Fourier-Transformationscomputer sein. Solche geeigneten Detektoren 76 sind in der Technik bekannt. Das Ausgangsspektrum wird im Summationsschaltkreis 77 summiert und bildet ein Ausgangssignal im Leiter 78, das dem Gesamtfluß proportional ist. Der Leiter 78 führt weiter zum Gesamtflußrekorder 79. Der Gesamtfluß ist die Summe der Vielfachprodukte der Fließgeschwindigkeit und der Fließdichte für den gesamten Bereich der spektralen Verteilung. Ein zweiter Ausgangsleiter 80 enthält die durchschnittliche Fließgeschwindigkeit, abgeleitet von dem Summationsschaltkreis 77 aus dem Frequenzspektrum, das für die Amplitude jeder Frequenzkomponente entsprechend bewertet wurde. Der Detektor 76 erzeugt außerdem Frequenz- und Amplitudenausgänge, die von einem Rekorder 82 angezeigt oder aufgezeichnet werden und ein Diagramm zeigen, in dem die Geschwindigkeit gegen die Amplitude des Fließprofils in der Röhre 70 aufgetragen ist.

Beim Betrieb wird die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung insbesondere bei Pipelines eingesetzt, die spezifische Produkte, wie Erdgas, Öl-pulverisierte Kohle und dergleichen führen. Eine Probe des erwarteten Produktes wird gemessen und erhalten, wobei typischerweise die relativen Konzentrationen einiger Elemente wie Wasserstoff, Kohlenstoff oder andere Elemente im fließenden Material beobachtet werden. Dies hilft bei der Maßstabsbestimmung des Systems. Der Gradient wird so eingestellt, daß sichergestellt ist, daß der Echoimpuls angemessen verschoben wird. Ein Gradient von nur 5 % oder genügt. Ein Gradient von vielleicht 30 % oder darüber ist jedoch besser und sichert die Ausbildung eines relativ scharfen

1 verschobenen Signals.

Während sich die vorangegangene Beschreibung auf die bevorzugten Ausführungsformen richtet, ist der Schutzumfang durch 5 die folgenden Ansprüche bestimmt:

Claims

349021° Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit des Durchflusses eines Materials in einer Röhre mit einem angemessenen Bestand eines ausgebildeten Elementes, umfassend:

(a) Magnetmittel zur Anlegung eines Magnetfeldes senkrecht zum Fluß des interessierenden Elementes in der Röhre, wobei das Feld einen Gradienten in der Fließrichtung hat;

(b) Spulenmittel, die ein Feld senkrecht zu dem von den besagten Magnetmitteln gebildeten Magnetfeld bilden;

(c) Umformermittel, die mit der besagten Spule verbunden sind und so eingerichtet sind, daß sie an besagte Spulenmittel ein Signal abgeben können mit einer Frequenz, die auf eine erste Magnetfeldintensität bezogen ist, und zwischen dem umgeformten Signal des Magnetfeldes und dem interessierenden Element eine Resonanzbeziehung herzustellen;

(d) Empfängermittel zur Erfasssung magnetischer Resonanzsignale von dem interessierenden Element, das durch besagte Spulenmittel fließt, wobei die Empfängermittel ein Ausgangssignal erfaßter Signale erzeugen; und (e) Detektormittel,, die mit den Empfängermitteln verbunden sind und die die Änderungen in den von den besagten Empfängermitteln erfaßten Signalen messen und eine Fließgeschwindigkeit des interessierenden Elementes anzeigen, die durch Änderungen in den erfaßten Signalen

gezeigt wird.
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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, einschließend Frequenzverschie-

bungsmeßmittel zur Bestimmung der FrequenzverSchiebung in den erfaßten Signalen und zur Anzeige der Fließgeschwindigkeit daraus.
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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin besagte Detektormittel Mittel einschließen zur Messung der Phase der erfaßten Signale und zur Anzeige der Fließgeschwxndigkeit daraus.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin besagte Detektormittel Mittel zur Messung der Zeitposition der erfaßten Signale einschließen und zur Anzeige der Fließgeschwxndigkeit daraus.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, einschließend Zeitgebermittel zum Betreiben der besagten Umformermittel, um ein Paar, im Abstand voneinander befindlicher übertragener'· Impulse zu bilden, und worin besagte Empfängermittel betrieben werden, um um 90 Grad gegeneinander phasenverschobene Signale, die von den interessierenden Elementen empfangen wurden, zu beobachten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin einschließend Mit-

tel zum Mxschen der empfangenen Echoimpulse ineinem ersten Kanal mit dem übertragenen Signal, und einem ähnlichen zweiten Kanal, der die übertragenen Impulse, um 90 Grad verschoben, empfängt, und die beiden separaten Kanäle Ausgangssignale erzeugen, die auf Spxtzenamplitudenmeßmittel

übertragen werden, wobei die besagten Spitzenmeßmittel Spxtzenamplituden vom ersten Kanal und vom zweiten Kanal messen und Schaltungsmittel, die mit den Spitzen von dem besagten ersten Kanal und von dem besagten zweiten Kanal versorgt werden, um einen aus deren Verhältnissen gebil-

deten Ausgang zu bilden, der die Bogentangente ist, die die Fließgeschwxndigkeit codiert enthält.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin einschlreiJend Mittel zum Mischen der empfangenen Echoimpulse in einem er-

sten Kanal mit dem übertragenen Signal, und einem ahn-

lichen zweiten Kanal, der die übertragenen Impulse, um 90 Grad -verschoben, und die zwei separaten Kanäle Ausgangssignale für Meßmittel liefern, wobei besagte Meßmittel Signale aus dem ersten Kanal und aus dem zweiten Kanal messen, und Schaltmittel, die mit den Spitzen des besagten ersten Kanals und des besagten zweiten Kanals versorgt werden und einen aus den Verhältnissen beider gebildeten Ausgang bilden, der die Form cj> , + &■ _ hat, wobei <p- , und φ beide Bogentangenten sind. 10

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin besagte Detektormittel die Amplitude der erfaßten Signale messen und innerhalb eines spezifischen Bereichs die zur Amplitude proportionale Dichte bestimmen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, einschließend einen Impuls-

höhenanalysator, der die besagten Detektormittel umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin besagte Magnetmittel ein Paar Polflächen umfassen, die zwischen sich einen Spalt freilassen, der sich zur Ausbildung eines Magnetfeldgradienten vergrößert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin einschließend einen Spalt, der sich in der Nähe der Spulenmittelbefindet, die sich konzentrisch um eine Röhre, durch die das Material fließt, befinden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, einschließend Zeitverschiebungsmeßmittel zur Messung der Zeitverschiebung des Echoimpulses und zur Anzeige der Fließgeschwindigkeit daraus.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin einschließend Mittel, die mit dem Ausgang der besagten Empfängermittel verbunden sind und außerdem einen Eingang einschließen, der von den besagten Umformermitteln kommt, um die übertrage-

nen und empfangenen Signale zu mischen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin besagte EmpfängermittelSignale von den interessierenden Elementen erfassen und mit Meßmitteln verbunden sind zur Weiterleitung der erfaßten Signale zur Messung der erfaßten Signale proportional zur Dichte des interessierenden Elementes.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das erfaßte Signal ein Frequenzspektrum und einen Amplitudenbereich hat und wo

Mittel eingeschlossen sind, um die Amplitudenverteilung als Funktion des Frequenzspektrums zu erfassen, um Fließgeschwindigkeits- und Fliedichteprofile der interessierenden Elemente anzuzeigen.
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16. Vorrichtung nach Anspruch 15, einschließend Summationsmittel für eine Vielzahl von Frequenz- und Amplitudenprodukten, die einer Amplitudenverteilung und einem Frequenzspektrum entsprechen und die gesamte Durchflußrate anzeigen.

17. Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit des Durchflusses eines Materials in einer Röhre mit einem angemessenen Bestand eines ausgebildeten Elementes, umfassend:

(b) Spulenmittel, die ein Feld senkrecht zu dem von den besagten Magnetmitteln gebildeten Magnetfeld bilden; (c) Umformermittel, die mit der besagten Spule verbunden sind und so eingerichtet sind, daß sie an besagte Spulenmittel ein Signal angeben können mit einer Frequenz, die auf eine erste Magnetfeldintensität bezogen ist, und zwischen dem umgeformten Signal des Magnet-

feldes und dem interessierenden Element eine Resonanzbeziehung herzustellen;

(d) Empfängermittel zur Erfassung von Impulsechosignalen von dem interessierenden Element, das durch besagte Spulenmittel fließt, wobei die Empfängermittel ein erfaßtes Signal erzeugen, das den Fluß des interessierenden Elements codiert enthält; und

(e) Meßmittel zur Messung des erfaßten Signals und zur Anzeige der Fließgeschwindigkeit des interessierenden Elements.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, einschließend Frequenzverschiebungsmeßmittel zur Bestimmung der Frequenzverschiebung in den erfaßten Signalen und zur Anzeige der Fließgeschwindigkeit daraus.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin besagte Detektormittel Mittel einschließen zur Messung der Phase der erfaßten Signale und zur Anzeige der Fließgeschwindigkeit daraus.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin besagte Detektormittel Mittel zur Messung der Zeitposition der erfaßten Signale einschließen und zur Anzeige der Fließgeschwindigkeit daraus.

21. Vorrichtung nach Anspruch 17, einschließend Zeitgebermittel zum Betreiben der besagten Umformermittel, um ein Paar, im Abstand voneinander befindlicher übertragener Impulse zu bilden, und worin besagte Empfängermittel betrieben werden, um um 90 Grad gegeneinander phasenverschobene Signale, die von den interessierendem Elementen empfangen wurden, zu beobachten.

22. Vorrichtung nach Anspruch 17, weiterhin einschließend Mittel zum Mischen der empfangenen Echoimpulse in einem er-

sten Kanalmit dem übertragenen Signal, und einem ähnlichen zweiten Kanal, der die übertragenen Impulse, um 90 Grad verschoben, empfängt, und die beiden separaten Kanäle Ausgangssignale erzeugen, die auf Spitzenamplitudenmeßmittel übertragen werden, wobei die besagten Spitzenmeßmittel Spitzenamplituden vom ersten Kanal und vom zweiten Kanal messen und Schaltungsmittel, die mit den Spitzen von dem besagten ersten Kanal und von dem besagten zweiten Kanal versorgt werden, um einen aus deren Verhältnissen gebildeten Ausgang zu bilden, der die Bogentangente ist, die die Fließgeschwindigkeit codiert enthält.

23. Vorrichtung nach Anspruch 17, weiterhin einschließend Mittel zum Mischen der empfangenen Echo:impulse in einem ersten Kanal mit dem übertragenen Signal, und einem ähnlichen zweiten Kanal, der die übertragenen Impulse, um 90 Grad verschoben, und die zwei separaten Kanäle Ausgangssignale für Meßmittel liefern, wobei besagte Meßmittel Signale aus dem ersten Kanal und aus dem zweiten Kanal messen, und Schaltmittel, die mit den Spitzen des besagten ersten Kanals und des besagten zweiten Kanals versorgt werden und einen aus den Verhältnissen beider gebildeten Ausgang bilden, der die Form ψ + φ _ hat, wobei φ . und Φ _ beide Bogentangenten sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin besagte Detektormittel die Amplitude der erfaßten Signale messen und innerhalb eines spezifischen Bereichs die zur Amplitude proportionale Dichte bestimmen.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, einschließend einen Impulshöhenanalysator, der die besagten Detektormittel umfaßt.

26. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin besagte Magnetmittel ein Paar Polflächen umfassen, die zwischen sich einen Spalt freilassen, der sich zur Ausbildung eines Magnet-

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feldgradienten vergrößert.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, weiterhin einschließend einen Spalt, der sich in der Nähe der Spulenmittel befindet, die sich konzentrisch um eine Röhre, durch die das Material fließt befinden.

28. Verfahren zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit eines interessierenden Elementes, das sich längs eines Fließweges bewegt, umfassend die folgenden Schritte:

(a) Bildung eines Magnetfeldes quer über dem Fließweg,

wobei das Feld eine spezifische Feldstärke hat, deren .,._. Wert sich längs des Pfades verändert und einen Gradienten im Feld erzeugt;

(b) Erzeugung erster und zweiter RF-Impulsstöße in zeitlichem Abstand zur Übertragung auf den Fließweg und in rechten Winkeln zum Magnetfeld, um eine Resonanzwechselwirkung mit dem interessierenden Element zu initiieren, und zwar in zeitlicher Abfolge, so daß das interessierende Element die Möglichkeit hat, sich zu einem Ort anderer magnetischer Intensität zu bewegen;

(c) Erfassen von ersten und zweiten Echoimpulsen nach über tragung der Impulsgröße; und

(d) Messung der Echoimpulse für eine Geschwindigkeit in Abhängigkeit von einer Änderung, die aus dem Fluß des interessierenden Elementes resultiert.

29. Verfahren nach Anspruch 28, worin derSchritt der Messung des Echoimpulses den Schritt der Messung der Echoimpulszeitverschiebung einschließt.

30. Verfahren nach ANspruch 28, worin der Schritt der Messung des Echoimpulses den Schritt der Messung der Echoimpulsphasenverschiebung mit einschließt.

31. Verfahren nach Anspruch 28, worin der Schritt der Messung des Echoimpulses den Schritt der Messung der Echoimpulsfrequenzverschiebung einschließt.

32. Verfahren nach Anspruch 28, worin der Schritt der Messung des Echoimpulses den Schritt der Messung der Echoimpulsspitzenamplitude mit einschließt.

33. Verfahren nach Anspruch 28, weiterhin einschließend den 10

Schritt der Änderung des Magnetfeldes mit einem positiven Gradienten.

34. Verfahren nach Anspruch 28, ferner einschließend den

Schritt der Änderung des Magnetfeldes mit einem negativen

.

Gradienten.

35. Verfahren nach Anspruch 28, worin das Produkt aus der gemessenen Geschwindigkeit und der gemessenen Fließdichte

als Maß für die Massendurchflußrate verwendet wird. 20

36. Verfahren nach Anspruch 35, worin das Maß der Massendurchflußrate zur Gewinnung eines Maßes für den Gesamtfluß über die Zeit integriert wird.

37. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Produkt aus der gemessenen Geschwindigkeit und der gemessenen Fließdichte als Maß für die Massendurchflußrate verwendet wird.

38. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Maß der Massendurch-

flußrate zur Gewinnung eines Maßes für den Gesamtfluß über die Zeit integriert wird.

39. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin das Produkt aus der

gemessenen Geschwindigkeit und der gemessenen Fließdichte

als Maß für die Massendurchflußrate verwendet wird.

¹

40. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin das Maß der Massendurchflußrate zur Gewinnung eines Maßes für den Gesamtfluß über die Zeit integriert wird.