DE4434507A1

DE4434507A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen einer Probe

Info

Publication number: DE4434507A1
Application number: DE4434507A
Authority: DE
Inventors: John Alec Sydne Smith; Martin Blanz; Neil Francis Peirson
Original assignee: British Technology Group Ltd
Current assignee: BTG International Ltd
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1999-04-08
Also published as: FR2769370A1; IT1290982B1; US6246237B1; GB9419347D0; AU7413794A; GB2319086A; FR2769370B1; ITTO940709A0; CA2132021A1; GB9319921D0; ITTO940709A1; GB2319086B; NL194950B; NL194950C; NL9401576A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einer Probe und eine Vorrichtung zum Prüfen der Probe. Sie betrifft insbesondere die Quadrupol-Kernresonanz-Prüfung (NQR-Prüfung) einer Probe, die Kerne (nuclei) einer ganzzahligen oder halb ganzzahligen Spin-Quantenzahl besitzt oder besitzen könnte (I < 1/2).

Die NQR-Prüfung wird verwendet, um das Vorhandensein oder die Verteilung bestimmter Substanzen zu erfassen. Die Prüfung hängt von den Energie-Pegeln quadrupolarer Kerne ab, die eine Spin-Quantenzahl I besitzen, die größer als 1/2 ist, wobei ¹⁴N ein Beispiel ist (I = 1). ¹⁴N-Kerne sind in einem weiten Bereich von Substanzen enthalten, einschließlich tierischen Geweben, Knochen, Nahrungsmitteln, Sprengstoffen und Arzneimitteln (insbesondere Drogen). Ein besonderer Anwendungsfall der Vorgehensweise gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Erfassung der Anwesenheit von Substanzen wie Sprengstoffen oder Arzneimitteln (Drogen). Die Erfassung kann bei Gepäckstücken auf Flughäfen, bei an einer Person versteckten Sprengstoffen oder Arzneimitteln (Drogen) oder bei Vergrabung im Untergrund erfolgen.

In der molekularen Umgebung von Verbindungen in Kristallen erzeugen die Art und die Verteilung der Elektronen und anderer Atomkerne nahe dem interessierenden Kern einen Gradienten eines elektrischen Feldes an letzterem, der mit seinem elektrischen Quadrupol-Moment zusammenwirkt, um einen Satz von Energiepegeln zu erzeugen, wobei die Übergangsfrequenzen zwischen diesen charakteristisch für eine gegebene Substanz sind. Das Vorhandensein dieser Frequenz oder dieser Frequenzen zeigt nicht nur an, welcher Kern vorhanden ist, sondern auch deren chemische Umgebung, wodurch spezifische Substanzen oder Arten von Substanzen in irgendwelchen geprüften Proben angezeigt werden.

Bei der herkömmlichen NQR-Prüfung wird eine Probe innerhalb oder nahe einer Hochfrequenzspule angeordnet und mit Impulsen oder Folgen von Impulsen elektromagnetischer Strahlung bestrahlt, die eine Frequenz besitzt, die auf oder sehr nahe zu einer Resonanzfrequenz des Quadrupol-Kerns in einer zu erfassenden Substanz ist. Wenn die Substanz vorhanden ist, wird die einfallende oder eingestrahlte Energie eine eine Präzession erreichende Magnetisierung erzeugen, die Spannungssignale in einer Spule induzieren kann, die die Probe umgibt, und zwar auf der Resonanzfrequenz oder auf den Resonanzfrequenzen, wobei diese dann als freier Induktionsabfall (-abklingen) (f.i.d. = free induction decay), während einer Abfallperiode nach jedem Impuls erfaßt werden kann, oder als ein Echo nach zwei oder mehr Impulsen. Diese Signale fallen mit einer Rate ab, die von den Zeitkonstanten T₂* für den f.i.d., T₂ und T_2e für die Echo-Amplitude als Funktion der Impulstrennung und T₁ für die Wiedergewinnung des Originalsignals nach der Beendigung des Pulses oder der Impulsfolge abhängt.

Bei der herkömmlichen NQR-Prüfung wird entweder ein wesentlicher Teil des f.i.d. nach jedem Impuls gemessen oder werden die Antworten als Echos in den relativ kurzen Abtastperioden zwischen oder im Anschluß an die Aufeinanderfolge von zwei oder mehr Impulsen gemessen. Üblicherweise werden die Ergebnisse einer Anzahl von Testimpulsen oder Testfolgen gesammelt, um den Rauschabstand (Signal-Rausch- Verhältnis) zu verbessern. Verschiedene Schematas von Impulsfolgen sind verwendet worden.

Die vorliegende Erfindung ergibt sich einerseits aus der überraschenden Entdeckung, daß bei der Erfassung des Vorhandenseins einer bestimmten Substanz in einer gegebenen Probe unter Verwendung von Kernresonanz-Vorgehensweisen störende (interferrierende) Signale von der Probe stammen können, die die echten Kernresonanzensignale "überschwemmen" können. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Menge der besonderen Substanz sehr viel geringer ist als die Menge der übrigen Bestandteile der Probe, wobei die störenden Signale von den übrigen Bestandteilen der Probe stammen. Solche Umstände treten üblicherweise auf, wie dies nun festgestellt worden ist. Beispielsweise werden geringe Mengen (beispielsweise lediglich wenige zehntel Gramm) von Betäubungsmitteln häufig innerhalb sehr sperrigen Teilen von Luftgepäck versteckt. Viele im Haushalt übliche Geräte und Teile, die in Gepäckstücken mitgeführt werden, sind ebenfalls höchstwahrscheinlich, wie festgestellt wurde, Ursache für störende Signale.

Das Problem einer Art von Störung beim Prüfen einer bestimmten Substanz ist bekannt aus einem Buch mit dem Titel "Experimental Pulse NMR", von E. Fukushima, et al., Addison-Wesley Publishing Company, Inc., Seiten 466ff. Die Störungen nehmen die Form von falschen oder Neben-Ringen (Schwingungen) an, die durch piezo-elektrische Resonanz der Substanz verursacht sind. Jedoch ist über dieses Problem nicht im Zusammenhang mit der Erfassung des Vorhandenseins der Substanz innerhalb einer gegebenen Probe diskutiert worden.

Aus dem Buch ist ferner bekannt, dieses besondere Störungsproblem durch Verwendung einer elektrostatischen Abschirmung (Faradayscher Schild) zwischen der Probe und dem NMR-Fühler (üblicherweise eine Spule) zu lösen, um die Störungen zu verringern. Jedoch kann eine derartige Abschirmung sehr sperrig und unbeholfen sein. Ferner wurde bei der vorliegenden Erfindung entdeckt, daß insbesondere bei der NQR-Prüfung unterschiedliche Arten von Störungen auftreten können, die sich von denen unterscheiden, die durch piezo-elektrische Resonanz verursacht sind, und daß der Faradaysche Schild nicht alle diese Arten von Störungen erfolgreich unterdrücken bzw. verringern kann.

Auch ist es aus dem Buch "Clinical Magnetic Resonance Spectroscopy", von E.B. Cady, Plenum Press (1990), (S. 160ff), auf dem Gebiet der Kernmagnetresonanz- Darstellung bekannt, die NMR-Fühler nach der Art, z. B. der Größe, des darzustellenden Körpers einzustellen. Diese Einstellung dient jedoch nicht zur Berücksichtigung von störenden Signalen von dem Körper, vielmehr ist der Körper tatsächlich die in Prüfung befindliche Substanz und dient die Einstellung zur Sicherstellung einer geeigneten Anpassung zwischen dem Fühler und dem Körper. Eine ähnliche Vorgehensweise ist aus der EP 0 180 121 bekannt.

Eine solche Einstellung ist bisher für die Kernresonanz-Vorgehensweise nicht in Betracht gezogen worden, die die Erfassung des Vorhandenseins einer bestimmten Substanz in einer gegebenen Probe beabsichtigt, zum Teil vermutlich deshalb, weil die Menge der zu prüfenden Substanz im allgemeinen so gering ist im Vergleich zur Gesamtmenge der Probe und das durch den Fühler untersuchte Volumen (d. h., daß der Füllfaktor sehr klein ist), daß die Möglichkeit, eine Anpassung zwischen dem Fühler und der Substanz/Probe zu fordern, nicht in Betracht gezogen worden ist. Typisch kann der Füllfaktor lediglich einen Bruchteil von 1% betragen.

Gemäß einem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen zum Erfassen des Vorhandenseins einer bestimmten Substanz in einer gegebenen Probe mit dem Erregen von Kernresonanz in der Substanz und Erfassen des Antwortsignals von der Substanz unter Verwendung eines Fühlers und Einstellen des Fühlers abhängig von dem Charakter bzw. den Eigenschaften der Probe.

Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß die Einstellung des Fühlers abhängig von dem Charakter (den Eigenschaften) der Probe den Vorteil besitzen kann, daß Störungen von vielen Arten von Substanzen verringert werden (mit Ausnahme der interessierenden Substanz) wie solche Substanzen in einer typischen Probe wie einem Luftverkehr- Gepäckstück (Luftfrachtstück) zu finden sind. Somit kann mittels der Erfindung eine genauere und empfindlichere Prüfung durchgeführt werden als wenn eine solche Einstellung nicht stattfindet, wodurch wiederum die Falschalarmrate verringert werden kann.

Gemäß der Erfindung besteht keinerlei Notwendigkeit, den Fühler in Abhängigkeit von dem Charakter der bestimmten Substanz einzustellen. Der Füllfaktor der Substanz kann als so klein angenommen werden, (ein Bruchteil von 1%, entsprechend den wenigen zehntel oder hundertstel Gramm eines Sprengstoffes in einem Handkoffer), daß die Einstellung des Fühlers abhängig von dem Charakter der Substanz einfach nicht notwendig ist.

Vorzugsweise ist der Fühler eingestellt oder einstellbar, während er in Betrieb ist. Dieses Merkmal ist besonders vorteilhaft, wenn Gepäckstücke auf das Vorhandensein von Sprengstoffen oder Arzneimitteln (Drogen) geprüft werden, beispielsweise auf einem Förderband in einem Flughafen. Die Art der Störung von jedem einzelnen Gepäckstück kann unterschiedlich sein, weshalb die Empfindlichkeit der Prüfungen verbessert werden kann durch individuelles Einstellen des Fühlers für jedes einzelne Gepäckstück.

Die Prinzipien, die diesem Merkmal der Erfindung zugrundeliegen, sind folgende: Im Falle der NQR-Prüfung wurde gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt, daß es zwei Gruppen von Materialien gibt, die Störungsprobleme verursachen, die eine Einstellung des Hochfrequenz-(HF-)fühlers, der üblicherweise für die NQR-Prüfung verwendet wird, erfordern könnte.

Die erste Gruppe enthält metallische Leiter, die auf Elektronenleitung basieren, wie Messing, Kupfer und Aluminium. Solche Materialien können üblicherweise in vielen Arten von Gegenständen in Gepäckstücken gefunden werden, beispielsweise in elektronischen Schaltungen. Für diese Gruppe werden die störenden Effekte in großem Umfang durch Wirbelströme verursacht, die durch die NQR-HF-Erregung induziert werden. Diese Effekte können besonders akut im Fall von metallischen Schleifen, wie bei Leitungen oder Verbindungen aufgedruckten Schaltungen oder auf Metalltafeln sein.

Diese verursachen eine elektrische Aufladung und ändern dadurch die Induktanz (induktiver Widerstand) der Probenspule, die den Teil des HF-Fühlers bildet, wodurch die Resonanzfrequenz des Fühlers geändert wird, (da der Fühler als eine Resonanzschaltung enthaltend angesehen werden kann, bei der die Induktanz der Spule einen Teil bildet). Wenn der Gütefaktor Q der Spule im üblichen Bereich liegt (beispielsweise 20 bis 60) derart, daß der Fühler relativ enge Bandbreite besitzt, dann kann die Resonanzfrequenz des Fühlers so weit verschoben werden, daß die Empfindlichkeit der NQR-Erfassung signifikant verringert wird. Ferner kann eine Änderung der Induktanz der Probenspule ebenfalls in Abstimmung zwischen dem Fühler und dem HF-Sender nachteilig beeinflussen. Schließlich kann auch der Q-Faktor (Gütefaktor) selbst nachteilig durch eine Änderung der Induktanz der Probenspule beeinflußt werden, so daß die Empfindlichkeit der Erfassung nachteilig beeinflußt wird. Es zeigt sich, daß Q = ω L/R (mit ω = die (Kreis-)Resonanzfrequenz des Fühlers, L = Induktanz der Spule und R = Serienwiderstand des Fühlers) und daß der Rauschabstand (und damit die Empfindlichkeit der Erfassung) mit der Quadratwurzel von Q schwankt.

In der ersten Gruppe sind als Sonderfall Magnete und magnetische Materialien enthalten. Solche Magnete, wenn sie aus Elektronenleitern bestehen, wie dies üblicherweise der Fall ist, können störende Effekte ähnlich zu denen verursachen, wie sie im vorstehenden Absatz erläutert sind. Sie können jedoch auch eine Verschiebung und möglicherweise sogar eine Aufteilung der besonderen interessierenden Resonanzlinie verursachen. Obwohl der Fühler eine Wiederabstimmung erfordern kann, um diese zusätzlichen Effekte zu berücksichtigen, ist jedoch davon auszugehen, daß (dies normalerweise nicht notwendig ist.

Die zweite Gruppe von Materialien enthält nichtmetallische Materialien, die mittels Ionen leiten, wie feuchter Sand oder feuchte Erde oder Elektrolyte in Batterien. Wie die erste Gruppe von Materialien hat auch diese zweite Gruppe den Effekt einer Änderung einer Resonanzfrequenz und des Gütefaktors des Fühlers, jedoch dieses Mal aufgrund der Vorgänge eines dielektrischen Verlustes, der eine Änderung in dem Widerstandswert des Fühlers verursacht und auch eine Ariderung in seiner Induktanz verursacht.

Bei der Umsetzung des ersten Grundgedankens der vorliegenden Erfindung in die Praxis wird durch die Erfindung in geeigneter Weise erreicht, daß die Anwesenheit und die Art solcher störender Materialien erfaßt wird und dann darauf eingewirkt wird durch Bewirken einer geeigneten Einstellung bei dem Fühler.

Die Erfassung solcher Materialien wird vorzugsweise durch Messen der rückreflektierten HF-Leistung von der Probe durchgeführt, beispielsweise unter Verwendung eines Richtkopplers. Eine Erhöhung der rückreflektierten Leistung zeigt an, daß der Fühler nicht mehr richtig abgestimmt ist und zeigt daher das Vorhandensein eines störenden Materials an.

Eine Einstellung der Probe kann zunächst durch Einstellen der Anpassung des Fühlers an den HF-Sender (d. h. durch Einstellen der Impedanz des Fühlers) bewirkt werden. Dies kann beispielsweise durch Einführen eines Ferritstabs in eine Induktanz (Spule) mit Anzapfungen in der Fühlerschaltung erfolgen, wobei der Stab durch einen Schrittmotor bewegt wird, der so programmiert ist, daß die Position der minimalen, rückreflektierten Welle aufgesucht wird, wie sie beispielsweise mittels eines Richtkopplers gemessen wird.

Zum zweiten kann die Resonanzfrequenz des Fühlers durch automatisches Abstimmen des Fühlers über eine Servoschaltung oder einen Schrittmotor auf der Achse eines veränderbaren Kondensators in der Abstimm-Schaltung eingestellt werden. Die Kapazität wird geändert, bis die HF-Feldamplitude (B_r.f.) maximal ist, wie das durch eine einfache Aufnehmerspule überwacht wird, die nahe der HF-Spule angeordnet ist. Die in der Aufnehmerspule induzierte Wechselspannung kann durch eine Diode oder einen Quadratur-Detektor (Phasenschieber-Detektor) gleichgerichtet werden, wobei die sich ergebende Gleichspannung dem Steuerrechner mittels eines Analog/Digital- Umsetzers zugeführt wird, wo sie mit einer bekannten Referenzspannung verglichen werden kann und die Differenz zwischen beiden zum Steuern des Schrittmotors verwendet wird. Die gleichen Phasenschieber-Detektor- und -Übergangs-Aufzeichner können verwendet werden für sowohl die Hauptspule als auch für die Aufnehmerspule, wodurch diese Vorgehensweise relativ billig gemacht wird.

Schließlich kann es notwendig sein, zu überprüfen, daß der Gütefaktor der HF-Spule unverändert ist, was automatisch in kurzer Zeit durch Frequenzüberstreichen der HF-Pulse in kleinen Schritten erfolgen kann, um so die Frequenzdifferenz Δv = |v₁ - v₂| zu messen, wobei v₁ und v₂ die Frequenzen sind, bei denen der HF-Strom, wie durch eine Aufnehmerspule gemessen, auf 0,71 des Maximalwertes abgesunken ist, wobei dann die bekannte Gleichung

verwendet wird, um den Wert für Q abzuleiten.

Wenn der Q-Wert signifikant abgenommen hat, kann der Wert wiederhergestellt werden durch Entfernen von Dämpfungseinrichtungen, wie Metallschaufeln oder Reihenwiderstände, die zu diesem Zweck absichtlich angebracht worden sind. Andererseits kann das NQR-Prüfgerät, bei entsprechender Vorwarnung, so programmiert sein, daß die Prüfung mit mehr Ansammlungen durchgeführt wird, um die Wirkung des Abfalls von Q zu überwinden. Da der Rauschabstand proportional zu Q^1/2 ist, muß die Anzahl der Ansammlungen um den Faktor Q_alt/Q_neu erhöht werden. Ferner muß die HF-Leistung (oder RF-Leistung, Radiofrequenzleistung) erhöht werden, wenn Q niedriger ist, um den gleichen Kippwinkel aufrechtzuerhalten.

Es zeigt sich, daß nicht alle der drei vorgenannten drei Einstellungen notwendig sind. Jedoch sollten sie im gegebenen Fall in der Reihenfolge (i) Abstimmen (ii) Anpassen, (iii) Q-Faktor-Einstellung vorzugsweise durchgeführt werden, obgleich andere Reihenfolgen ebenfalls möglich sind. Weiter können die verschiedenen Einstellungen miteinander zusammenwirken, so daß ein Wechselwirkungssatz von Einstellungen möglicherweise durchgeführt werden muß. Die drei oben vorgeschlagenen Einstellungen können etwa zwischen 0,1 und 1 Sekunde, möglicherweise zwischen 0,2 und 0,5 Sekunden erfordern.

Unter bestimmten Umständen, beispielsweise bei einer Schicht aus RDX nahe einer Metallschicht (oder zwischen zwei Metallschichten sandwichartig eingefügt) mit geeigneter Dicke, kann das HF-Feld sehr signifikant durch Wirbelströme kompensiert werden, wodurch die Empfindlichkeit erheblich verringert wird. Unter diesen und anderen Umständen kann das NQR-Prüfgerät so ausgebildet sein, daß es ein die Intensität betreffendes Alarmsignal oder das Vorhandensein von Metall betreffendes Alarmsignal abgibt. Eine geeignete entgegenwirkende Maßnahme, wie das Erhöhen der HF-Leistung und/oder der Anzahl der Ansammlungen oder eine Handinspektion des unter Beobachtung stehenden Objektes kann dann durchgeführt werden.

Gemäß einem zweiten Merkmal der Erfindung ist ein Verfahren zur Kernresonanzprüfung einer Probe vorgesehen mit dem Erregen von Kernresonanz in der Probe und Erfassen und Verarbeiten des Antwortsignals von der Probe derart, daß zumindest teilweise Störsignale ausgefiltert werden, die von der Probe stammen und nicht auf Kernresonanz beruhen.

Es zeigt sich, daß im Zusammenhang mit der Erfassung des Vorhandenseins einer bestimmten Substanz in einer Probe es üblicherweise nicht die zu erfassende Substanz ist, sondern der Rest der Probe, der Ausgangspunkt für die störenden Signale ist.

Durch Ausfiltern störender Signale über die Erfassungs- und Verarbeitungseinrichtung statt mittels eines Faradayschen Käfigs, der die Probe körperlich umgibt, kann die vorliegende Erfindung wesentlich einfacher in die Praxis umgesetzt werden, insbesondere in dem Fall, in dem Gepäckstücke auf einem Förderband zu prüfen sind.

Es ist möglich und in bestimmten Fällen starker elektrischer Störungen möglicherweise notwendig, sowohl einen Faradayschen Käfig als auch die Signal-Erfassungs- und -Verarbeitungs-Vorgehensweisen zu verwenden.

Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise in Abwesenheit eines angelegten Magnetfeldes durchgeführt.

Eine weitere Feststellung, ausgehend von der vorliegenden Erfindung ist, daß es Materialien gibt, wie ferromagnetische Materialien, bestimmte Stähle oder nickelplattierte Gegenstände (beispielsweise Schrauben oder Schlüsselringe), die ein starkes Nebensignal unmittelbar im Anschluß an den HF-Impuls erzeugen, das Frequenz- und Phasenkohärent mit dem Impuls ist und das deshalb nicht durch wiederholte Ansammlungen (anders als die meisten anderen möglicherweise entstehenden Störungen), reduziert werden kann. Der genaue Grund dieser Art einer Störung ist noch nicht nachgewiesen worden, jedoch wird angenommen, daß sie von ferromagnetischen oder ähnlichen Resonanzeffekten ähnlich dem B₁-Feld der Probenspule ausgeht. Es sei herausgestellt, daß diese Störung keine Besonderheit des bestimmten verwendeten Erfassungsgerätes ist, sondern ein Merkmal des Materials selbst.

Piezo-elektrische Materialien können ebenso Frequenz- und Phasenkohärente mechanische Resonanzen erzeugen, die in dem Frequenzbereich des NQR- Antwortsignals liegen. Beispielsweise kann Sand Störungen bei einer HF-Frequenz von 5 MHz erzeugen.

Es kann notwendig sein, hinsichtlich dieser Störungen zu kompensieren durch Einstellen des Fühlers, wie das vorstehend erläutert ist, wenn nicht die Störung von piezo- elektrischen Materialien ausgeht, die Nichtleiter sind. Weiter besteht, da die Effekte der Störung nicht durch wiederholte Ansammlungen verringert werden können, die Notwendigkeit, geeignete Vorgehensweise zur Verringerung dieser Effekte vorzusehen. Die vorliegende Erfindung erreicht diese Vorgehensweise gemäß zwei weiteren Merkmalen.

Gemäß einem ersten Merkmal ist ein Verfahren zum Kernresonanzprüfen einer Probe vorgesehen, insbesondere einer, die Ursache für störende Signale ist, die nicht auf Kernresonanz beruhen, mit dem Erregen von Kernresonanz der Probe und Erfassen des Antwortsignals von der Probe, wobei eine Verzögerung von gegebener Dauer zwischen dem Ende der Erregung und dem Beginn der Erfassung vorliegt.

Dieses Merkmal beruht auf der Erkenntnis gemäß der vorliegenden Erfindung, daß die Nebensignale, die die Störung bilden, schnell nach dem HF-Impuls abfallen, üblicherweise innerhalb etwa 350, 500, 750 oder 1000 µs vom Ende der HF-Impulse. Daher, vorausgesetzt, daß die Abfallzeit dieser Signale signifikant kleiner ist als die f.i.d.-Zeit (T₂*) oder die Echoabfallzeiten (T₂, T_2e) des NQR-Antwortsignals, können ausnutzbare Antwort- oder Ansprechdaten erhalten werden durch Verzögern der Erfassung des Antwortsignals während einer vorgegebenen Dauer, bis alle oder zumindest die meisten der Nebensignale abgefallen sind. Eine Verzögerung von 500, 600 oder 700 µs wurde empirisch als ausreichend in den meisten Fällen festgestellt. Ein ausreichender Abfall für das Antwortsignal kann unter 20, 10 oder 5% des anfanglichen Spitzenwertes liegen.

Auf der Grundlage einer Verzögerung von 500, 600 oder 700 µs ist dieses Merkmal der Erfindung insbesondere geeignet für Materialien, die eine T₂*, T₂ oder T_2e von mehr als z. B. 1 ms zeigen, so daß das Nebensignal ausreichend Zeit zum Abfall hat, bevor ein ernsthafter Verlust bei dem NQR-Antwortsignal auftritt. Ein derartiges Material ist explosives RDX, das eine Frequenz bei einem T₂* von 1,4 ms bei Umgebungstemperatur besitzt.

Es zeigt sich, daß in der Praxis zwei, obere und untere, Grenzen für die Dauer der Verzögerung vorliegen. Die untere Grenze ist durch das Erfordernis diktiert, daß die störenden Nebensignale ausreichend Zeit zum Abfall auf vernachlässigbare oder nahezu vernachlässigbare Pegel besitzen. Die obere Grenze ist durch das Erfordernis vorgegeben, daß das NQR-Antwortsignal nicht derart abgefallen ist, daß keine nutzbaren Antwortdaten erfaßt werden können.

Die Verzögerung zwischen dem Ende der Erregung und dem Beginn der Erfassung kann zusätzlich zu der Empfänger-Totzeit sein, die üblicherweise etwa 100 bis 150 µs für die Substanzen üblichen Interesses ist, die jedoch bei bestimmten Umständen aber auch 500 µs erreichen kann.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Erregung derart, daß ein freies Induktions-Abfall (f.i.d.)-Antwortsignal verursacht wird, wobei die Verzögerung während dieses Antwortsignals auftritt. Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Erregung derart, daß ein Echo-Antwortsignal verursacht wird, wobei die Verzögerung zwischen dem Ende der Erregung (normalerweise dem Rückfokussier-Impuls) und dem Echo-Antwortsignal auftritt.

Gemäß einem zweiten derartigen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Kernresonanzprüfen einer Probe angegeben mit dem Erregen von Kernresonanz in der Probe unter Verwendung zumindest zweier verschiedener Typen (Arten) von Erregung derart, daß die Kernresonanz von störenden Signalen unterschieden werden kann, die nicht auf Kernresonanz beruhen und von der Probe stammen, durch Vergleich zwischen den Antwortsignalen von den verschiedenen Typen der Erregung, Erfassen der Antwortsignale von der Probe und Vergleichen der erfaßten Antwortsignale aufgrund der verschiedenen Typen von Erregung.

Dieses Merkmal beruht auf der Erkenntnis gemäß der vorliegenden Erfindung, daß bestimmte Wege vorliegen, in denen die störenden Nebensignale von der unverfälschten Kernresonanz unterschieden werden können.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann dieser Unterschied dadurch erreicht werden, daß die verschiedenen Typen der Erregung derart sind, daß sie für das jeweilige Antwortsignal aufgrund jeden unterschiedlichen Typus der Erregung ein Kernresonanzsignal erzeugen, sowie ein Störsignal unterschiedlicher relativer Phase.

Wenn beispielsweise die relative Phase 180° beträgt (Gegenphase), können die verschiedenen Typen der Erregung derart sein, daß Kernresonanzsignale unterschiedlicher relativer Phase erzeugt werden.

Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel kann dieser Unterschied dadurch erreicht werden, daß die unterschiedlichen Typen der Erregung derart sind, daß nur das jeweilige Antwortsignal von jedem unterschiedlichen Typus der Erregung ein Kernresonanzsignal und ein Störsignal unterschiedlicher relativer Amplitude erzeugt werden. Vorzugsweise unterscheidet sich die Amplitude des Kernresonanzsignals gemäß dem Typus der Erregung, während die Amplitude des störenden Signals gleich bleibt. Beispielsweise können die verschiedenen Typen der Erregung derart sein, daß die Kernresonanz in unterschiedlichen Ausmaßen gesättigt wird.

Die Erfindung betrifft gemäß den verschiedenen Merkmalen auch Geräte, die den vorstehenden Methoden äquivalent, also zu deren Durchführung geeignet sind. Vorrichtungsmerkmale analog zu den verschiedenen Verfahrensmerkmalen können im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein. Ferner können die verschiedenen Merkmale und Zielrichtungen der vorliegenden Erfindung in jedem geeigneten Weg miteinander kombiniert sein.

Beispielsweise wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zur Kernresonanzprüfung einer Probe vorgesehen, die eine Einrichtung zur Erregung von Kernresonanz in der Probe unter Verwendung mindestens zwei unterschiedlicher Typen von Erregung enthält, sowie Einrichtungen zum Erfassen der Antwortsignale von der Probe und Einrichtungen zum Vergleichen der erfaßten Antwortsignale aufgrund der verschiedenen Typen von Erregung.

Bevorzugte Merkmale der Erfindung werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur NQR-Prüfung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine zeitbezogene Darstellung eines freien Induktionsabfalls (f.i.d.), der von einer Probe mit explosivem RDX und nickelplattierten Stahlscheiben erhalten ist,

Fig. 3 eine frequenzbezogene Darstellung entsprechend der zeitbezogenen Darstellung gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine korrigierte Version der Darstellung gemäß Fig. 2,

Fig. 5 eine frequenzbezogene Darstellung entsprechend der zeitbezogenen Darstellung gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine Darstellung der gemäß Fig. 3, jedoch mittels einer anderen Prüfung erhalten,

Fig. 7 eine korrigierte Version der Darstellung gemäß Fig. 6,

Fig. 8 eine Darstellung ähnlich der gemäß Fig. 2, jedoch unter Verwendung einer noch anderen Prüfung,

Fig. 9 eine entsprechende frequenzbezogene Darstellung,

Fig. 10 eine korrigierte Version der Darstellung gemäß Fig. 9.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Vorrichtung zur NQR-Prüfung enthält eine HF-Quelle 11, die über eine Phasen/Amplituden-Steuerung 10 (bzw. -Regelung) und eine Torschaltung 12 mit einem HF-Leistungsverstärker 13 verbunden ist. Das Ausgangssignal des letzteren wird einem HF-Fühler 14 zugeführt, der mindestens eine HF-Spule enthält, die um die zu prüfende (nicht dargestellte) Probe angeordnet ist, derart, daß die Probe mit HF-Impulsen geeigneter Frequenz bzw. geeigneter Frequenzen bestrahlt werden kann, um Quadrupol-Kernresonanz in der zu prüfenden Substanz zu erregen (beispielsweise in einem Sprengstoff). Der HF-Fühler 14 ist auch mit einer HF-Empfangs- und -Erfassungsschaltung 15 zum Erfassen von Quadrupol-Kernresonanz-Antwortsignalen verbunden. Das erfaßte Signal wird von der Schaltung 15 einem Rechner 16 zur Verarbeitung, zur Signal-Addition oder -Subtraktion, zugeführt und dann einem hörbaren und/oder sichtbaren Alarm 17, der den Bediener über das Vorhandensein der unter Prüfung befindlichen Substanz warnt.

Der Rechner 19 steuert bzw. regelt alle Impulse, deren Hochfrequenz, Zeit, Breite, Amplitude und Phase. Er prüft auch die Abstimmung des HF-Fühlers 14 mittels einer Aufnehmerspule 18 und eines HF-Monitors 19, unter Durchführung von Einstellungen mittels einer Abstimmregelung 20. Die Anpassung an den HF-Leistungsverstärker 13 wird mittels eines Richtkopplers 21 (oder eines Richt-Leistungsmessers) überwacht, wobei der Rechner 16 darauf über eine Anpass-Schaltung 22 anspricht, die wiederum den HF-Fühler 14 mittels eines veränderbaren Kondensators oder einer veränderbaren Spule (Kapazität oder Induktivität) einstellt. Der Richtkoppler 21 wird, wenn er nicht erforderlich ist, vom Rechner 16 über den Schalter 23 abgeschaltet. Der Q-Faktor der HF-Spule wird mittels eines Frequenz/Schalter-Programms überwacht und mittels eines Q-Schalters 24 eingestellt, der entweder den Q-Wert der Spule ändert oder den Rechner hinsichtlich einer Erhöhung der Anzahl der Messungen warnt.

Der Rechner 16 kann auf unterschiedliche Weise programmiert sein, um Neben- Interferenzen (Nebensignale) zu reduzieren oder zu beseitigen, und zwar in der weiter oben erläuterten Weise, wobei die Störungen durch Materialien, wie ferromagnetische Materialien, bestimmte Stähle und nickelplattierte Gegenstände hervorgerufen sein können.

In Fig. 1 sind einige Einrichtungen nicht dargestellt, wie ein Förderband zum Transportieren einer Aufeinanderfolge von Proben zu einem Bereich, der dem HF- Fühler 14 benachbart ist. Der Rechner 16 ist so ausgebildet, daß er auch das Anlegen der Erregungspulse in ihrer Zeit derart steuert, daß dies im wesentlichen simultan mit dem Eintreffen einer bestimmten Probe nahe dem Fühler erfolgt.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung können Neben-Antwortsignale dadurch verringert oder beseitigt werden, daß der Rechner zur Verzögerung der Erfassung bzw. Verwendung von Daten um ausreichende Zeit nach dem Ende eines HF-Impulses programmiert ist, damit die Neben-Antwortsignale auf unbedeutende Werte abfallen.

Gemäß einer ersten Variante dieses ersten Ausführungsbeispieles wird dies dadurch erreicht, daß Antwortsignale während des durch einen HF-Impuls erregten f.i.d. eingefangen oder erfaßt werden, nach einer Verzögerung einer vorgegebenen Dauer im Anschluß an den Impuls. Diese Vorgehensweise ist dann möglich, wenn solche Signale eine Abfallzeit haben, die signifikant niedriger ist als die f.i.d.-Zeit der NQR-Antwort.

Als ein Beispiel ist in Fig. 2 der f.i.d. einer Probe dargestellt, die aus 15 g explosivem RDX und 75 g nickelbeschichteten (nickelplattierten) Stahlscheiben besteht, bei einer Erregungs-Hochfrequenz von 5192 kHz und einer Temperatur von 296 K. Fig. 3 zeigt das entsprechende Absorptionsspektrum, d. h. den phasenkorrigierten Realteil der Fourier-Transformierten des f.i.d. Fig. 2 zeigt ein starkes Nebensignal bei und nahe der Erregungsfrequenz, das auf nicht erfaßbare Pegel in etwa 500 µs abfällt. (Jede Teilung auf der Horizontalachse entspricht 500 µs). Die Schwingungen von der RDX- Probe, (für die gilt T₂* = 1,4 ms), bestehen für mindestens 4 ms. Fig. 3 zeigt eine schmale RDX-Antwort (den größten Peak), der der breiten Antwort der Scheiben überlagert ist. Gemäß Fig. 3 entspricht der gesamte Bereich der Horizontalachse 25 kHz. Fig. 4 zeigt mit gleichem horizontalem Maßstab wie Fig. 2, jedoch mit vergrößertem vertikalem Maßstab, den gleichen f.i.d., jedoch um 500 µs nach links verschoben. Fig. 5 zeigt die entsprechende Fourier-Transformierte, die lediglich die schmale RDX-Antwort zeigt, wobei die Neben-Antwort beseitigt ist. Bei dem obigen Beispiel waren anfangs 140 µs zugelassen in sowohl dem korrigierten als auch in den unkorrigierten Fällen, bevor die Signalerfassung für den Fühler losging.

Die Vorgehensweise gemäß der ersten Variante kann nicht nur bei HF-Impulsen mit optimalem "90°"-Kippwinkel verwendet werden, sondern auch bei solchen mit unterschiedlichem oder niedrigem Kippwinkel und auch solche, die zur Verbesserung der Durchführung der NQR-Prüfung in Amplitude und Phase moduliert sind. Wegen des Verlustes an einigem ¹⁴N-Signal während der Zeitverzögerung ist jedoch der Rauschabstand für die NQR-Erfassung verringert (das Rauschen bleibt unverändert, das Signal ist niedriger). Nach 500 µs war bei obigem Ausführungsbeispiel die integrierte NQR-Antwort um 26% verringert, nach 1000 µs um 46%.

Daher ist eine Verringerung an Signalstärke von etwa 30% zu erwarten, weshalb zur Wiederherstellung der NQR-Prüfung auf die ursprüngliche Empfindlichkeit eine Erhöhung des Q-Faktors oder der Anzahl der Ansammlungen um einen Faktor von 2 erforderlich ist oder möglicherweise eine Kombination von beiden.

Bei anderen Versuchen, die mit nickelplattierten Stahlscheiben und nickelplattierten Messingmuttern durchgeführt wurden, wurde festgestellt, daß die Dauer der störenden Nebensignale auf einem Pegel, der größer als Rauschen ist, 750 µs bis 1000 µs betrug, was anzeigt, daß eine Verzögerung von 500 bis 600 µs zusätzlich zu der Einschaltzeit (etwa insgesamt 500 bis 700 µs) unter vielen Umständen geeignet ist, um diese Nebensignale auf annehmbare Pegel zu verringern. Ein annehmbarer Pegel ist etwa das 2-fache, möglichst das 1,5 oder sogar 1,2-fache des durchschnittlichen Rauschpegels.

Bei anderen Untersuchungen wurden keine störenden Nebensignale bei reinen Eisenfolien, rostfreiem Stahl oder Messing festgestellt. Es ist nicht sicher bekannt, was derartige Signale im Fall von nickelplattierten Gegenständen verursacht.

Eine zweite Variante dieses Ausführungsbeispiels ist anwendbar, wenn die Echoabklingzeiten T₂, T_2e lang sind (z. B. sehr viel länger als 1 ms), während T₂* kurz ist. Diese ist anwendbar auf RDX, jedoch vielleicht nützlicher für Substanzen, wie z. B. TNT oder PETN, die eine kurze T₂* besitzen, beispielsweise weniger als 1 ms.

Bei dieser zweiten Variante werden mindestens zwei Impulse ausgewählter Breite und Phase verwendet, um mindestens ein Echo zu erzeugen, beispielsweise mittels der Sequenz "90°"-τ-"180°"-τ- echo. τ ist dabei kürzer als T₂, jedoch werden, da T₂ »T₂*, keinerlei Signale von störenden Materialien üblicherweise während der Erfassung (im Sinne von Messung) der Echo erfaßt (im Sinne von detektieren).

Ein Vorteil dieser zweiten Variante gegenüber der ersten Variante ist, daß sie auf PETN und TNT anwendbar ist, während die erste Variante hier nicht anwendbar sein dürfte. Jedoch hat sie den Nachteil gegenüber der ersten Variante, daß sie HF-Impulse ausreichender Leistung erfordert, um Kippwinkel von 90°_effektiv (119°_ist) und 180°_effektiv (259°_ist) zu erzeugen.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Vorgehensweisen verwendet, um zwischen störenden Neben-Antwortsignalen und den eigentlichen und echten NQR-Antwortsignalen zu unterscheiden.

Eine erste Variante des zweiten Ausführungsbeispiels ist besonders geeignet, wenn die f.i.d.-Zeit T₂* mit der Abklingzeit des Nebensignals vergleichbar ist oder kürzer ist. Dies kann bei RDX der Fall sein, wenn das störende Material ein piezo-elektrisches Material ist (das eine sehr starke Antwort zeigt). Bei dieser Variante wird das Nebensignal durch Wiederholen der Prüfung nach Änderung der Phase der NQR-Ant wort um 180° und dann Subtrahieren der beiden Signale beseitigt. Die Phasenänderung von 180° kann beispielsweise durch einen vorhergehenden 180°- Impuls erzeugt werden, der vor dem Meßimpuls eingefügt ist, so daß zwei Arten von Impulssequenzen erzeugt werden, die mit A und B zu bezeichnen sind, die Ursache für NQR-Antworten entgegengesetzten Vorzeichens sind (d. h., die in Gegenphase sind).

Die Impulssequenz A enthält einen einzigen Meßimpuls, der ein rechteckförmiger oder amplituden- und/oder phasenmodulierter Impuls ist, (wobei "90°" oder ein davon verschiedener Kippwinkel verwendet werden kann), an den anschließend der f.i.d. gesammelt und gespeichert wird. Die Pulssequenz B ist die gleiche mit der Ausnahme, daß hier ein rechteck- oder amplituden- und/oder phasenmodulierter "180°"-Impuls vorangeht, der das NQR-Signal invertiert. Der f.i.d. im Anschluß an die Impulssequenz B wird dann von dem folgenden Impuls A subtrahiert, wodurch im wesentlichen die störende Antwort beseitigt wird, während das NQR-Signal aufsummiert wird.

Fig. 6 zeigt den Modul der fourier-transformierten Antwort von einer Probe, bestehend aus 15 g RDX und 60 g nickelplattierten Stahlscheiben. Kein NQR-Signal ist erkennbar, jedoch wird es sofort wiederhergestellt, wenn die Zwei-Impuls-Sequenz verwendet wird, wie in Fig. 7 dargestellt. Die Fig. 6 und 7 zeigen, daß das störende Nebensignal nicht phasenverschoben wird, während selbstverständlich das NQR-Antwortsignal phasenverschoben wird. Der Frequenzbereich bei diesen beiden Figuren beträgt 125 kHz.

Die beiden Impulssequenzen A und B können aufeinanderfolgend erzeugt werden, oder es können einer gleichen Anzahl von A-Impulsen eine gleiche Anzahl von B-Impuls sequenzen folgen, wobei dann die summierten Antworten subtrahiert werden. Irgendein Signalverlust und eine Erhöhung an Rauschen muß jedoch möglicherweise in Kauf genommen werden, gegebenenfalls durch Erhöhen des Q-Faktors der HF-Spule oder der Anzahl der Ansammlungen.

Eine zweite Variante dieses zweiten Ausführungsbeispieles ist anwendbar insbesondere dann, wenn die f.i.d.-Zeit T₂* vergleichbar oder kürzer ist als die Abfallzeit des Nebensignals, jedoch die Art der Probe oder der NQR-Prüfung Impulsbreiten erfordert, die deutlich kleiner sind als "180°" oder sogar "90°" (derart, daß es nicht möglich ist, das Signal zu invertieren). Die NQR-Vorrichtung ist so eingestellt, daß sie HF-Impulse niedrigen Kippwinkels, etwa "30°", mittels rechteck- und amplituden- und/oder phasenmodulierter Impulsverläufe erzeugt. Die Impulssequenz A ist dann ein einfacher Impuls dieser Art, woran anschließend die volle f.i.d., Neben- plus NQR-Antwort, aufgefangen oder gesammelt wird. Die Impulssequenz B ist dann eine Sättigungs- Impulsfolge aus z. B. n solchen Impulsen mit einer Trennung τ, wobei T₂* < τ « T₁, mit T₁ = Spin-Gitter-Relaxationszeit des NQR-Antwortsignals. Der f.i.d. im Anschluß an den letzten dieser n Impulse, der nur aus dem Nebensignal alleine besteht, wird dann aufgenommen und von der ersteren subtrahiert, so daß sich nur das NQR- Signal alleine ergibt. Es wurde durch Versuche festgestellt, daß n lediglich 2, 3 oder 4 sein muß.

Als Beispiel ist der sich ergebende f.i.d. für die Substanz RDX bei 5190 kHz bei Vorliegen einer störenden Substanz (in diesem Falle Sand) bei 297 K in Fig. 8 dargestellt. In Fig. 8 gibt jede Teilung auf der Horizontalachse 200 µs wieder. Die Impulssequenz (vom A-Typ) enthielt einen Impuls der "30°"-Form. Der sich ergebende f.i.d. nach 400 Ansammlungen ist dargestellt. Deren Fourier-Transformierte ist in Fig. 9 dargestellt mit einem gesamten Frequenzbereich von 62,5 kHz. Die Impulssequenz B ist eine Sequenz mit n=3 derartigen Impulsen, die um 4 ms getrennt sind (τ/T₁ = 0,2). Nach 400 Ansammlungen und Subtraktion des zweiten Signals von dem ersten wird die in Fig. 10 dargestellte fourier-transformierte Antwort erhalten, in der das Nebensignal entfernt ist, wobei die verbleibende Linie das NQR-Signal ist. Der Frequenzbereich in dieser Figur beträgt 62,5 kHz.

Beide Varianten des zweiten Ausführungsbeispiels haben den Vorteil, daß nicht notwendigerweise eine Verzögerung vor der Signalerfassung erforderlich ist, so daß kein Signalverlust auftritt, obwohl das Rauschen erhöht ist. Jedoch gibt es bestimmte Bedingungen, in denen es von Vorteil ist, beide oder mehrere der vorstehenden Varianten zu kombinieren, beispielsweise wenn die Nebenantwort so groß ist, daß sie den Verstärker und/oder die Erfassungsstufen sättigt. Dies kann beispielsweise bei Vorliegen großer Mengen von störenden Materialien vorliegen oder bei piezo elektrischen Signalen von Materialien innerhalb oder nahe dem HF-Fühler. Es ist dann vorteilhaft, eine Verzögerung vor der Erfassung (Sammlung) einzuführen, um das Nebensignal unter den Sättigungspegel zu verringern und dann den Rest mittels einer der Varianten des zweiten Ausführungsbeispiels zu entfernen.

Es zeigt sich, daß die vorliegende Erfindung lediglich anhand von Beispielen erläutert ist und daß Änderungen im Detail innerhalb des Rahmens der Erfindung durchgeführt werden können. Jedes in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarte Merkmal kann daher unabhängig oder in jeder beliebigen Kombination (wo dies angebracht ist) vorgesehen sein.

Claims

1. Verfahren zum Erfassen des Vorliegens einer bestimmten Substanz in einer gegebenen Probe, gekennzeichnet durch Erregen von Kernresonanz in der Substanz und Erfassen der Antwortsignale von der Substanz unter Verwendung eines Fühlers sowie Einstellen des Fühlers abhängig von der Eigenschaft der Probe.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe elektrisch leitendes Material enthält, beispielsweise leitendes Material aufgrund Elektronen oder Ionenwanderung.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe metallisches Material enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Eigenschaft des Fühlers eingestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz des Fühlers eingestellt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmung des Fühlers eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Q-Faktor des Fühlers eingestellt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler im Betrieb eingestellt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß störende Signale, die nicht auf Kernresonanz beruhen und von der Probe stammen, erfaßt werden und der Fühler abhängig von den störenden Signalen eingestellt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler nur eingestellt wird, wenn störende Signale erfaßt werden.

11. Vorrichtung zum Erfassen des Vorliegens einer bestimmten Substanz in einer gegebenen Probe, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erregen von Kernresonanz in der Substanz und zum Erfassen der Antwortsignale von der Substanz, wobei die Einrichtung einen Fühler (14) sowie Einstelleinrichtungen zum Einstellen des Fühlers (14) abhängig von den Eigenschaften der Probe enthält.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungs- und Erfassungseinrichtung eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von störenden Signalen, die nicht durch Kernresonanz entstehen und von der Probe stammen, enthält, wobei die Einstelleinrich tung so ausgebildet ist, daß der Fühler (14) abhängig von den störenden Signalen einstellbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Fördern der Probe relativ zum Fühler (14), wobei die Einstelleinrichtung so ausgebildet ist, daß der Fühler (14) im wesentlichen simultan zur Ankunft der Probe nahe dem Fühler (14) einstellbar ist.

14. Verfahren zur Kernresonanzprüfung einer Probe, die Ausgangspunkt von nicht auf Kernresonanz beruhenden störenden Signalen ist, gekennzeichnet durch die Erregung von Kernresonanzen in der Probe und die Erfassung und Verarbeitung der Antwortsignale von der Probe derart, daß die von der Probe stammenden störenden Signale zumindest teilweise ausgefiltert werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Verzögerung vorgegebener Dauer zwischen dem Ende der Erregung und dem Beginn der Erfassung.

16. Verfahren zur Kernresonanzprüfung einer Probe, die Ursache von nicht auf Kernresonanz beruhenden störenden Signalen ist, gekennzeichnet durch Erregen von Kernresonanz in der Probe und Erfassen der Antwortsignale von der Probe, wobei eine Verzögerung vorgegebener Dauer zwischen dem Ende der Erregung und dem Beginn der Erfassung erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung ausreicht, vorzugsweise gerade noch ausreicht, um nicht auf Kernresonanz beruhende und von der Probe stammende störende Signale im wesentlichen auszufiltern.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung größer als 200 µs ist und vorzugsweise größer als 400, 500, 600 oder sogar 1000 µs ist.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung im Bereich von 200 bis 1500 µs, vorzugsweise im Bereich von 400 oder 500 bis 1000 µs und noch mehr bevorzugt im Bereich 500 bis 600 oder 700 µs liegt.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung derart ist, daß ein auf freiem Induktionsabfall (f.i.d.) beruhendes Antwortsignal verursacht wird, wobei die Verzögerung während dieses Antwortsignals auftritt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung derart ist, daß ein Echo-Antwortsignal verursacht wird und daß die Verzögerung zwischen dem Ende der Erregung und dem Echo-Antwortsignal auftritt.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe metallisches Material oder ferromagnetisches Material enthält.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe metallisches oder ferromagnetisches Material als plattier te Schicht auf einem anderen Material enthält.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die plattierte Schicht Nickel enthält.

25. Vorrichtung zur Kernresonanzprüfung einer Probe, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erregen von Kernresonanz in der Probe und eine Einrichtung zum Erfassen des Antwortsignals von der Probe, wobei eine Verzögerung vorgegebener Dauer zwischen dem Ende der Erregung und dem Beginn der Erfassung vorliegt.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung größer als 200 µs ist und vorzugsweise größer als 400, 500, 600 oder sogar 1000 µs ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung im Bereich von 200 bis 1500 µs, vorzugsweise im Bereich 400 oder 500 bis 1000 µs und noch mehr bevorzugt im Bereich 500 bis 600 oder 700 µs liegt.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernresonanz unter Verwendung mindestens zweier unter schiedlicher Typen der Erregung erregt wird derart, daß die Kernresonanz von störenden Signalen, die nicht auf Kernresonanz beruhen und von der Probe stammen unterschieden werden können mittels eines Vergleichs zwischen den Antwortsignalen und den unterschiedlichen Typen der Erregung mit dem Schritt des Vergleichs der erfaßten Antwortsignale von den unterschiedlichen Typen der Erregung.

29. Verfahren zur Kernresonanzprüfung einer Probe, die Ursache von nicht auf Kernresonanz beruhenden störenden Signalen ist, gekennzeichnet durch die Erregung von Kernresonanz in der Probe unter Verwendung zumindest zweier unterschiedlicher Typen der Erregung derart, daß die Kernresonanz von den störenden Signalen, die von der Probe stammen, unterschieden werden kann durch einen Vergleich zwischen den Antwortsignalen von den unterschiedlichen Typen der Erregung, Erfassen der Antwortsignale von der Probe und Vergleichen der erfaßten Antwort signale von den unterschiedlichen Typen der Erregung.

30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Typen der Erregung derart sind, daß für das jeweilige Antwortsignal von jedem unterschiedlichen Typ der Erregung ein Kernresonanz-Antwortsignal und ein störendes Signal unterschiedlicher relativer Phase erzeugt werden.

31. Verfahren nach Anspruch 28, 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Typen der Erregung derart sind, daß Kernreso nanz-Antwortsignale unterschiedlicher relativer Phasen erzeugt werden.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Typen der Erregung derart sind, daß für die jeweiligen Antwortsignale von jedem unterschiedlichen Typ der Erregung ein Kernresonanz-Antwortsignal und ein störendes Signal unterschiedli cher relativer Amplitude erzeugt werden.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Typen der Erregung derart sind, daß die Kernresonanz-Antworten in unterschiedlichen Ausmaßen gesättigt werden.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 14 bis 24 oder 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe einen nickelplattierten Gegenstand oder ein piezo elektrisches Material enthält.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 14 bis 24 oder 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernresonanz eine Magnet-Kernresonanz oder Quadrupol-Kern resonanz ist, in letzterem Fall vorzugsweise in Abwesenheit eines angelegten Magnetfeldes.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24 oder 28 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ein Verfahren zum Prüfen auf das Vorliegen einer Probe ist.