JPH07501615A - Improved magnetic resonance analysis in real-time industrial use mode - Google Patents

Improved magnetic resonance analysis in real-time industrial use mode

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JPH07501615A
JPH07501615A JP5509582A JP50958293A JPH07501615A JP H07501615 A JPH07501615 A JP H07501615A JP 5509582 A JP5509582 A JP 5509582A JP 50958293 A JP50958293 A JP 50958293A JP H07501615 A JPH07501615 A JP H07501615A
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decay
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nuclei
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デチェン,ロナルド・エル
スミス,トーマス・ビー
マリノ,スコット・エイ
タッチ,ロナルド・ジェイ
ロイ,エイジョイ
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オーバーン・インターナショナル・インコーポレーテッド
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 実時間工業的使用モードにおける改良された磁気共鳴解析関連出願に対する参照 本出願は、両方とも“実時間工業的使用モードにおける磁気共鳴解析”の題を有 するブチエン他による1991年5月14日発行の米国特許第5.015954 号及びブチエン他による1991年9月17日発行の米国特許第5.049.8 19号に密接に関連している。これらの特許は両方とも本出願と共通の譲渡であ り、これらの特許の両方の開示が、本明細書に詳細に述べられている如くに参照 として引用されている。[Detailed description of the invention] References to related applications for improved magnetic resonance analysis in real-time industrial use mode Both applications are entitled “Magnetic resonance analysis in real-time industrial use mode”. U.S. Patent No. 5.015954 issued May 14, 1991 to Butien et al. No. 5.049.8 issued September 17, 1991 to Butien et al. It is closely related to No. 19. Both of these patents are of common assignment with this application. The disclosures of both of these patents are incorporated by reference as detailed herein. It is cited as.

発明の分野 本発明は、パルス核磁気共鳴(NMR)技術によるプロセス物質流の連続サンプ ル内の格子結合と遊離磁気活性液の種類及び量の測定のための機器に関し、より 詳細には湿分、ポリマー含量、結晶度率、油脂率、及び他の成分分析の百分率並 びに他のパラメータの工業的プロセス制御への斯がる測定の応用に関する。field of invention The present invention provides continuous sampling of process material streams by pulsed nuclear magnetic resonance (NMR) techniques. Regarding equipment for measuring the type and amount of lattice bonds and free magnetically active liquid in the Details include moisture content, polymer content, crystallinity rate, fat rate, and other component analysis percentages and and the application of such measurements to industrial process control of and other parameters.

発明の背景 NMR技術は、最も著しくは、人体の種々の部位の生体内検査が観察出来る医療 機器分野において、且つ臨床研究所での使用において過去40年間にわたって広 (発展してきた。更に、これらの技術の工業的計測及び制御タスクへの応用にお ける特定の使用と関心が見られた。本発明は、既存の光学的及び放射エネルギ式 計測に置き換えるか補足するべくパルスNMR技術の工業的分野における効果的 利用(技術的に且つ経済的に)を可能にする。Background of the invention NMR technology is most notably used in medical applications where in-vivo examinations of various parts of the human body can be observed. It has been widely used in the field of instruments and in clinical laboratories for the past 40 years. In addition, the application of these technologies to industrial measurement and control tasks is increasing. There was a particular use and interest in The present invention utilizes existing optical and radiant energy Effective use of pulsed NMR techniques in the industrial field to replace or supplement metrology. enable use (technically and economically).

パルスNMR分光法が我々の上に引用された特許に記載されている。この技術は 、測定されているサンプルの特定核種の核(先ず、実質的に静磁界において歳差 運動した斯かるサンプルの陽子等)を励起するように設計されたバースト又はパ ルスを用いる。換言すると、歳差運動がパルスによって修正される。パルスの適 用の後、励起された核に関連した磁化の自由誘導減衰(F I D)が生じる。Pulsed NMR spectroscopy is described in our above-cited patents. This technology , the nucleus of the particular nuclide in the sample being measured (first, it is essentially precessed in a static magnetic field) A burst or pulse designed to excite the moving protons of such a sample. Use Luz. In other words, the precession is corrected by the pulses. Pulse suitability After this, a free induction decay (FID) of the magnetization associated with the excited nuclei occurs.

伝統的なフーリエ変換解析によって問題の核を研究する上で有利に用いることが 出来る周波数領域スペクトルが発生する。パルスの期間、パルス間の時間、パル ス位相角度及びサンプルの組成はこの技術の感度に影響するパラメータである。Traditional Fourier transform analysis can be used advantageously to investigate the core of the problem. A frequency domain spectrum is generated. Pulse duration, time between pulses, pulse The phase angle and sample composition are parameters that influence the sensitivity of this technique.

これらの周波数領域技術は工業的応用、特にオンライン応用において容易に使用 可能ではない。These frequency domain techniques can be easily used in industrial applications, especially online applications. It's not possible.

本発明の一つの目的は、問題の核種の種類及びIの正確で高速の測定に導(改良 された測定システムである。One object of the invention is to lead to (improved) accurate and fast measurements of the type and I of the nuclides in question. The measurement system is

本発明の更なる目的は、制御プロセス自体を測定し校正するという工業的オンラ イン問題へのその適用である。A further object of the invention is to provide an industrial online method for measuring and calibrating the control process itself. This is its application to the in-problem.

本発明の別の目的は、斯かるシステムを達成する上で時間領域解析を利用するこ とにある。Another object of the invention is to utilize time domain analysis in achieving such a system. It's there.

問題の生変数は、ポリプロピレン及びポリエチレンの湿分、油脂分、ポリマー結 晶度、密度、立体規則度並びに分子構造である。然し乍ら、水素、又はすトリウ ムや弗素等を含む他の感応種に基ずいて他のパラメータを測定することも出来る 。本発明の目的は、種々の斯かる測定タスクを許容することにある。The raw variables in question are the moisture content, oil content, and polymer binding of polypropylene and polyethylene. crystallinity, density, stereoregularity, and molecular structure. However, hydrogen or hydrogen Other parameters can also be measured based on other sensitive species including fluoride, fluorine, etc. . The purpose of the invention is to allow a variety of such measurement tasks.

別の目的は、密度、温度、充填率及び寸法因子、摩擦電気及び静電気、振動、及 び頻繁な測定、反復的測定、周期的測定並びに非周期的測定の変動を含む工業的 オンライン応用の力学を許容することにある。Other objectives include density, temperature, fill factor and size factors, triboelectricity and static electricity, vibration, and industrial measurements, including frequent measurements, repeated measurements, periodic measurements, and non-periodic measurements. It lies in allowing the dynamics of online applications.

本発明の更なる目的は、問題のプラスチック又ポリマー分子構造の核種の種類及 び量の正確で高速の測定、斯かるシステムにおける時間領域解析の使用、工業的 オンラインの監視及び制御プロセスの問題へのその適用、有機及び無機物質にお ける遊離水及び結合水の測定(水素核修正歳差運動解析に基ずく)及び他のパラ メータ測定(水素、又は弗素、ナトリウム23等を含む他の感応種に基ず()、 密度、温度、充填率及び寸法因子、摩擦電気及び静電気、振動、及び頻繁な測定 、反復的測定、周期的測定並びに非周期的測定の変動を含む工業的オンライン応 用の力学の許容の全ての特徴を集積することにある。A further object of the invention is to Accurate and fast measurement of the amount of Its application to on-line monitoring and control process problems, organic and inorganic substances measurements of free and bound water (based on hydrogen nucleus modified precession analysis) and other parameters. Meter measurements (based on hydrogen or other sensitive species including fluorine, sodium 23, etc.), Density, temperature, filling factor and size factors, triboelectricity and static electricity, vibration, and frequent measurements industrial online applications, including variations in repeated measurements, periodic measurements, and non-periodic measurements. It consists in integrating all the permissible features of mechanics for use.

本発明の更なる目的は、NMR活性物質、より詳細には、固体内の湿分、結晶/ 非結晶比、油脂分又は溶媒比がオンラインで測定される食料品とポリプロピレン の立体規則度及び共在分子構造がオンラインで測定されるポリプロピレンの混合 種(又は混合相)に適用された時に、これらの達成を更に工業的オンライン処理 等に拡大することにある。A further object of the present invention is to analyze the NMR-active substances, more particularly moisture content in solids, crystals/ Food products and polypropylene where amorphous ratio, oil/fat or solvent ratio is measured online The stereoregularity and coexisting molecular structure of polypropylene mixtures are measured online. When applied to seeds (or mixed phases), these achievements can be further extended to industrial online processing. The aim is to expand the

発明の要約 本発明は、好ましくは時間領域における磁気共鳴ハードウェア、制御(及び関連 のデータ捕捉及びデータ減少手段及び段階)を用いる物質測定システムを提供す る。このシステムを用いることにより、連続生成ライン又は同様の反復測定シス テムかデータを捕らえることが出来る。Summary of the invention The present invention preferably provides magnetic resonance hardware, control (and associated data acquisition and data reduction means and steps). Ru. Using this system, continuous generation lines or similar repeat measurement systems can be It can capture data.

NMRシステムは、工業的オンライン関係において実用的であり且つ経済的に実 用的である方法で自由減衰データの信頼性の高い抽出を行う。このシステムは、 基礎磁界均質性の不均質性効果の妥当な程度及び相殺までの配設、熱ドリフト効 果の妥当な程度及び相殺までの温度安定化、デジタルデータ減少についての各測 定に多重走行(10−100)を用いること、及び工業的有効測定のために統計 的方法又は他のデータ操作を用いることを特徴とする。ポリプロピレンに対して は、これらのデータは、論述/解析のために、先ず、非常に高速のガウス曲線、 その後に続(より遅い修正がウス曲線(ガウス曲線に独立変数K(t)”を有す る余弦を乗じたもの)、そして更に遅い指数関数から成る時間列成分に留意する と、自由誘導減衰曲線(F I D)として表すことが出来る。ポリプロピレン 以外の材料では、これらのデータは、論述/解析のために、先ず、非常に高速の 修正されたがウス曲線(ガウス曲線にしばしばアブラガムと呼ばれる正弦関数を 乗じたもの)、その後に続くより遅い実質的なガウス曲線、そして更に遅い指数 関数領域から成る時間成分を有するFIDとして表すことが出来る。これらの異 なった成分は、高い静磁界において測定されているサンプルにおける陽子の歳差 運動の修正を誘起する伝送された且つ共鳴結合無線周波数に近いエネルギのパル スによる初期励起の後の陽子緩和を表している。M−L技術(以下に述べられる )を含む校正システムが依然として適用可能である。NMR systems are practical and economically viable in industrial online contexts. Reliably extract free decay data in a practical manner. This system is The basic magnetic field homogeneity should be arranged to a reasonable degree and cancel out the inhomogeneity effects, and the thermal drift effects. Each measurement of temperature stabilization and digital data reduction to a reasonable extent and offset Regularly use multiple runs (10-100) and statistics for industrially valid measurements. Characterized by the use of physical methods or other data manipulation. against polypropylene For discussion/analysis, these data are first transformed into a very fast Gaussian curve, Then the continuation (slower modification is the Gaussian curve with an independent variable K(t)'') (multiplied by the cosine of can be expressed as a free induction decay curve (FID). polypropylene For materials other than A modified Gaussian curve (a sine function often called an Abragam) is added to the Gaussian curve. multiplied by ), followed by a slower real Gaussian curve, and then an even slower exponential It can be expressed as an FID having a time component consisting of a functional domain. These differences The resulting component is the precession of protons in the sample being measured in a high static magnetic field. A pulse of energy near the transmitted and resonantly coupled radio frequency that induces a modification of motion. represents proton relaxation after initial excitation by gas. M-L technique (described below) ) is still applicable.

ポリプロピレンの場合、高速ガウス曲線FID部分はポリプロピレンサンプルに 存在し且つNMRのレシーバに拾われる比較的不動態の構造の磁化減衰の測定デ ータ点に基ず(。この成分はアイソタクチックポリプロピレン構造に関連付ける ことが出来る。より遅い修正されたがウス曲線成分は束縛された構造とより可動 な構造の間の過渡領域である。遅い指数関数FID部分は通常、可動構造に基ず く。この成分はアククチツクポリプロピレン構造に関連付けることが出来る。For polypropylene, the fast Gaussian curve FID section is measurement data of the magnetization decay of relatively passive structures present and picked up by the NMR receiver. Based on the data points (this component relates to the isotactic polypropylene structure) I can do it. The slower modified but Ouss curve component has a constrained structure and more mobility. It is a transition region between two different structures. The slow exponential FID part is usually based on moving structures. Ku. This component can be associated with an active polypropylene structure.

高速がウス曲線、より遅い修正されたがウス曲線及び指数関数FID部分並びに FIDは全体として、通常、励起パルスの時間中心の近くに設定された減衰原点 に外挿すること力咄来る。これらの曲線のゼロ時間切片によりFID切片及び/ 又は1つ又はそれ以上の曲線部分の切片を用いて比率データが与えられ、ポリマ ー立体規則度又は結晶度が決定される。密度も本発明を通して決定され得るが、 これはFIDが立体規則度/結晶度及び密度の関数として予想通りに変動するた めである。The faster is the Ouss curve, the slower is the modified Ouss curve and the exponential FID part and The FID as a whole typically has a decay origin set near the time center of the excitation pulse. It's hard to extrapolate to. The zero time intercepts of these curves give the FID intercept and/or or the intercept of one or more curve sections is used to provide ratio data, and the polymer -Stereoregularity or crystallinity is determined. Although density can also be determined through the present invention, This is because FID varies predictably as a function of stereoregularity/crystallinity and density. It's a good thing.

FIDがアブラガム、遅いがウス曲線及び指数関数として解析される場合、アブ ラガムFID部分は、サンプルに存在し且つNMRシステムのレシーノくにおい て拾われる高度に束縛された陽子(結晶構造におけるように)の不動構造の磁化 減衰の測定データ点に基ず(;この部分は通常、化合物の水素又は炭化水素針( 又は、他の多(のNMR活性種の場合、化学的に結合され高度に束縛されている 弗素やナトリウム23)等の結合陽子種の応答特性に基ずく。より遅いがウス曲 線領域は束縛された陽子とゆるく結合された陽子の間の幾らかより可動の構造の 過渡領域である。遅い指数関数FID部分は、通常、サンプル中に物理的に存在 しているが実質的に化学的に結合されていない湿分等のNMR活性種のゆる(束 縛された或いは束縛されない構造に基ず(。アブラガム、ガウス曲線及び指数関 数FID部分並びにFIDは全体として、通常、励起パルスの時間中心の近くに 設定された減衰原点に外挿することが出来る。これらの曲線(即ち、FID及び その成分曲線部分の1つ又はそれ以上)のゼロ時間切片により、FID切片及び /又は曲線部分の1つ又はそれ以上の切片を用いて比率データが与えられ、例え ば、湿性物質(例えば、上流又は下流補正のために或いは合格/不合格目的のた めに湿分を決定することによる工業薬品、鉱物及び金属、農産物、加工食品の工 程制御の場合)における遊離水対結合水が決定される。例えば、食料品中の湿分 を測定する代わりに、目的は、材料の比較的結晶性の成分と非結晶性の成分、例 えば、ポリエチレン材料の硬質成分と軟質成分の比を測定することであっても良 く、これは湿分測定と同様の様式て達成される。ポリマー結晶度と密度も本発明 を通して測定することが出来るが、これはFIDが結晶度と密度の関数として予 想通りに変動するためである。If the FID is analyzed as an Abragam, a slow but Ussian curve, and an exponential function, The ragam FID moiety is present in the sample and can be detected by the NMR system. Magnetization of immobile structures of highly bound protons (as in crystal structures) picked up by Based on the measured data points of the attenuation (; this part is usually the hydrogen or hydrocarbon needle of the compound ( or, in the case of other NMR-active species, chemically bound and highly constrained. It is based on the response characteristics of bound proton species such as fluorine and sodium23). Slower but better The line region is a somewhat more mobile structure between bound and loosely bound protons. This is a transition area. The slow exponential FID part is usually physically present in the sample. loose (bundled) NMR-active species such as moisture but not substantially chemically bound. Based on constrained or unconstrained structures (Abragam, Gaussian curves and exponential functions) The several FID sections as well as the FID as a whole are usually located near the time center of the excitation pulse. It is possible to extrapolate to the set attenuation origin. These curves (i.e. FID and the FID intercept and /or one or more intercepts of the curved section are used to provide ratio data, e.g. For example, wet substances (e.g. for upstream or downstream corrections or for pass/fail purposes) Processing of industrial chemicals, minerals and metals, agricultural products, and processed foods by determining moisture content for free water versus bound water in the case of temperature control) is determined. For example, moisture in foodstuffs Instead of measuring the relatively crystalline and amorphous components of the material, e.g. For example, it may be possible to measure the ratio of hard and soft components of a polyethylene material. This is achieved in a similar manner to moisture measurements. Polymer crystallinity and density are also inventive FID can be measured as a function of crystallinity and density. This is because it changes as expected.

又、油脂及び溶媒が食料品中に、そして残留溶媒がポリプロピレン又は他の工業 材料中に、解決されるべき誤差因子として且つ/又は測定されるべき目的パラメ ータとして現れ得る。斯かる溶媒又は油脂部分のNMR応答特性は本発明によっ て分離することが出来、ある程度、斯かる溶媒又は油脂の副成分は本明細書に述 べられている校正システムにおける付加的な非常に遅い減衰する指数関数領域と して現れ得る。Additionally, oils and solvents may be present in food products, and residual solvents may be present in polypropylene or other industrial in the material as an error factor to be resolved and/or as an objective parameter to be measured. can appear as data. The NMR response characteristics of such solvent or fat moieties can be determined by the present invention. To some extent, such solvent or oil subcomponents are not mentioned herein. An additional very slowly decaying exponential region in the calibration system being can appear.

本発明の測定システムは、広く用いられている研究所システムに比較して、経済 的に規模を下げた且つ工業的に強化した部分を含んでいる。実質的に固定された 磁界が、4.000−8.000ガウス場(公称、約4,700ガウス)を有す る密接に離間した極片を含んでいる。精密な正確な磁界への迅速な調節を行うよ うに調節可能な且つ熱環境に対する粗いより遅い調節が優先するヘルムホルツコ イルが配設されている。これは、材料に関連した定数(ガンマ)に共鳴周波数で ある磁界強度を乗じた積が励起周波数に所定のずれをもって一致することを保証 するためである。なお更なる微調節が以下に述べられるように信号処理において 為される。The measurement system of the present invention is economical compared to widely used laboratory systems. It includes parts that have been reduced in scale and industrially strengthened. virtually fixed The magnetic field has a 4.000-8.000 Gauss field (nominal, approximately 4,700 Gauss) It contains closely spaced pole pieces. Allows for quick adjustment to precise and accurate magnetic fields. Helmholtz, which is highly adjustable and prefers slow adjustment to the thermal environment. file is installed. This is due to a constant (gamma) associated with the material at the resonant frequency. Guarantees that the product multiplied by a certain magnetic field strength matches the excitation frequency with a certain deviation This is to do so. Still further fine-tuning can be done in signal processing as described below. will be done.

本発明は、上記の目的に合致する測定システムを提供するために温度制御に相互 に関連する以下に述べられる特徴を通してデータの大きな流れを実用的な方法で 許容する。建築材料も又、以下に述べられるように、信頼性の検討に集積される 。サンプルの測定は、(多くの先行技術のシステムの長時間の測定と対照的に) しばしば略1分で達成される。The present invention provides an interoperable temperature control system to provide a measurement system that meets the above objectives. Streamline large flows of data in a practical way through the features mentioned below related to Allow. Building materials are also integrated into reliability considerations, as discussed below. . sample measurements (in contrast to the long-time measurements of many prior art systems) Often achieved in approximately 1 minute.

切片遅延時間定数及び/又は曲線及び/又はピーク解析の下の積分面積の比に基 すいて本発明により行われる測定は測定領域におけるサンプルの重量又は容積或 いはシステムの利得には無関係であるのに対して、精密な重量測定は多くの先行 技術のシステムの必要な特性(及び制限要因)である。Based on the intercept delay time constant and/or the ratio of the integrated area under the curve and/or peak analysis. The measurements carried out according to the invention generally involve measuring the weight or volume of the sample in the measurement area. Precise weight measurement is independent of system gain, whereas precise weight measurement It is a necessary characteristic (and limiting factor) of a system of technology.

本発明において処理されると同じパラメータの工業的オンライン測定における先 行技術の努力は非NMR重量分析法システム、化学的システム、放射性システム 、音響システム、光学システム、及び静電/容量システムを含んでいたが、どれ も本発明の目的には完全には満足しておらず、連続的工業プロセスを支えるNM R使用は、オフラインの研究所機器を使用に追いやるものであり(経費が嵩むに も拘わらず、データサンプリング速度は不十分である)、或いは工業的に強化さ れたパルスNMR機器における1980年代の幾つかの前の努力は1つ又は2つ のデータ点のみをFID解析に使用するだけであうた。本発明はこれらの全ての 行き詰まりを打ち破るものである。Advances in industrial on-line measurements of the same parameters treated in the present invention Technology efforts include non-NMR gravimetric systems, chemical systems, and radioactive systems. , acoustic systems, optical systems, and capacitive/capacitive systems; However, the purpose of the present invention is not fully satisfied, and the NM supporting continuous industrial processes The use of R forces the use of off-line laboratory equipment (although it is costly). However, the data sampling rate is insufficient) or industrially enhanced Some previous efforts in the 1980s in pulsed NMR instruments were one or two data points were used for FID analysis. The present invention solves all of these It breaks the deadlock.

周波数領域NMR解析の研究室的方法が、スパイエスによる“重陽子NMRによ って明からにされるソリッドポリマーの分子力学” (261コロイド&ポリマ ーサイエンス、193−209 (1983))及びカウフマン他による“陽子 NMR分光分析法による線形高分子ポリエチレンの過渡温度及び結晶含有率の定 量” (27、ジャーナル オン ポリマーサイエンス、2203−2209  (1989))に結晶含有率定量に対して記載されている。石炭中の遊離基を検 出するために石炭中のパルス及び多重パルスNMR自由誘導減衰を用いる時間領 域解析が、“石炭中の陽子を研究する上でのパルス核磁気共鳴の効用” (81 、ジャーナル オン フィジカルチェミスドリー、566−571 (1977 ))及び“ポリマー中の領域構造のIH核磁気共鳴研究” (52(9)、ジャ ーナル オンアプリアイドフィジクス、5517−5528 (1981))に 報告されているゲルスタイン他(アイオワ州大学エイムス研究所)による研究室 システムに示されている。これらの機器又はIBM連邦システム事業部モデル及 びブラツカGmbHモデルP2O1の前の機器並びに1984年2月7日にピア ソンに許可された米国特許第4.430.719号の記載は上記にNMR法の工 業的使用と呼ばれた以前の試みである。ピアソンの業績は1985年にカイザー アルミニウム&ケミカルコポレーションの工業プラント制御作業に具体化された 。これは信頼性の高い定量的デバイスとしては有効ではなかった。オーバーンイ ンターナショナル社は1987−1988年にピアソン/カイザー製品を販売用 に提供したが、工業的オンライン監視の要求を満たすものではなかった。これら の失敗は上記に引用されたブチエン他による特許の発明の製作によって補足され 、これらは全て、本発明を通して向上されると、種々の材料に対する工業的オン ラインの問題を解決する。A laboratory method for frequency-domain NMR analysis was introduced by Spies in “Deuteron NMR "Molecular mechanics of solid polymers made clear" (261 Colloids & Polymers) -Science, 193-209 (1983)) and “Protons” by Kaufman et al. Determination of transient temperature and crystal content of linear polymeric polyethylene by NMR spectroscopy Quantity” (27, Journal on Polymer Science, 2203-2209 (1989)) for crystal content determination. Detecting free radicals in coal time domain using pulsed and multipulse NMR free induction decay in coal to generate Regional analysis was conducted in ``The Utility of Pulsed Nuclear Magnetic Resonance in Studying Protons in Coal'' (81 , Journal on Physical Chemistry, 566-571 (1977 )) and “IH nuclear magnetic resonance study of domain structures in polymers” (52(9), JAPAN) On Applied Physics, 5517-5528 (1981)) Reported laboratory by Gerstein et al. (Ames Institute, University of Iowa) shown in the system. These devices or IBM Federal Systems Division models and Equipment in front of Bibratka GmbH model P2O1 and peer on February 7, 1984 US Pat. No. 4,430,719 issued to Son et al. This was an earlier attempt called commercial use. Pearson's work was recognized by Kaiser in 1985. Embodied in industrial plant control work of aluminum & chemical coporation . This did not work as a reliable quantitative device. auburn y International began selling Pearson/Kaiser products in 1987-1988. However, it did not meet the requirements of industrial online monitoring. these The failure was supplemented by the production of the patented invention by Butien et al. cited above. , all of which, when improved through the present invention, can be applied to industrial applications for various materials. Solve line problems.

他の諸口的、特徴、及び利点は、付記された図面と共に行われる好ましい実施例 の以下の詳細な説明から明かとなろう。Other features, features and advantages of the preferred embodiments may be seen in conjunction with the accompanying drawings. It will become clear from the detailed explanation below.

図面の簡単な説明 図1及び2は、電気ブロック図成分を含む本発明の好ましい実施例の横断面図で ある。Brief description of the drawing 1 and 2 are cross-sectional views of a preferred embodiment of the invention, including electrical block diagram components. be.

図3Aは、ポリプロピレンを解析する作業の過程における図1−2の実施例の自 由誘導減衰(F I D)の電圧一時間波形を示す。FIG. 3A is a diagram illustrating the construction of the embodiment of FIGS. 1-2 in the process of analyzing polypropylene. 2 shows a one-hour voltage waveform of induced decay (FID).

図3Bは、他の物質、特にポリプロピレンを解析する作業の過程における図1− 2の実施例の自由誘導減衰(F I D)の電圧一時間波形を示す。Figure 3B shows Figure 1- in the process of analyzing other materials, especially polypropylene. 2 shows a voltage one-hour waveform of free induction decay (FID) in Example 2.

図4は、その信号処理素子(その活性が図3の波形に示されている)を含む図1 −2を利用する測定段階のフローチャートである。FIG. 4 shows the diagram of FIG. 2 is a flowchart of the measurement stage using -2.

図5は、種々のアイソタクチック指数を有するポリプロピレン9サンプル(キシ レン又はヘキサン可溶物)から引き出されたFID曲線の電圧一時間跡である。Figure 5 shows nine samples of polypropylene with various isotactic indices ( Figure 1 is a voltage one-hour trace of an FID curve drawn from a hexane or hexane soluble material.

そして、 図6は、本発明(y軸)対標準法(X軸)によって測定されたポリプロピレンの キシレン可溶物の校正曲線である。and, Figure 6 shows the difference in polypropylene measured by the invention (y-axis) versus the standard method (x-axis). This is a calibration curve for xylene solubles.

好ましい実施例の詳細な説明 図1−2は、本発明の装置及び方法の第一実施例のブロック図挿入横断面図であ る。工業プロセスラインIPLは矢印Aによって示されるような物流を有してい る。この物質の幾らかはプローブPによって捕捉され、入りロラインLIを通し てサンプル領域S1に供給される。上記の領域は、それ自体、実質的に干渉的な FID信号を発生しない実質的に非磁性の非導電物質(ガラス、特定のセラミク ス、特定のフルオロカーボン、又はハイブリッド)から成る通常は約30cmの 長さを有するチューブ98によって画成されている。サンプル領域は入り口ノく ルブv1と出口バルブV2との間に画成されている。ガスジエツトJも配設され ている。これらは反復的にオン/オフに脈動して、サンプル進入及び排出の期間 中に流動性サンプル物質を撹拌する。領域S2はサンプルの重要な部分である。DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS 1-2 is a block diagram inserted cross-sectional view of a first embodiment of the apparatus and method of the present invention. Ru. Industrial process line IPL has logistics as indicated by arrow A. Ru. Some of this material is captured by probe P and passed through the incoming loline LI. and is supplied to the sample area S1. The above areas are themselves substantially interfering Substantially non-magnetic, non-conductive materials (glass, certain ceramics) that do not produce an FID signal usually about 30 cm long, consisting of It is defined by a tube 98 having a length. The sample area is near the entrance. It is defined between the valve v1 and the outlet valve V2. Gas jet J is also installed. ing. These are repeatedly pulsed on and off for periods of sample entry and ejection. Stir the fluid sample material into the solution. Region S2 is an important part of the sample.

これは、共鳴に同調されたサンプルコイル100に包囲されており、同調回路1 02及び関連の送信器/受信器制御装置104によって駆動される。接地された ループ101は、コイル100の磁界を形成するのを助ける一一即ち、励起パル スによって形成された磁界を囲むためにコイル100の上下に配設されたレンツ 法シールドである。制御装置104は、内蔵マイクロプロセッサ及び所要電源素 子、メモリ、プログラム、図示されているハードウェアへの且つキーボード10 8による外部マイクロコンピュータ106への相互接続に適するI10複合、モ ニタ(又は他の表示装置)110、記録装置112及び/又はプロセス制御装置 114 (IPLにおけるプロセスを制御するための)を含んでいる。オペレー タは表示キーボード108から作動を開始し制御し、続いてその結果得られるデ ータと信号は表示装置100上に示され、110.112及び/又は114にお いて利用される。コンピュータ106は又、機器作動状態を制御する。It is surrounded by a sample coil 100 tuned to resonance, and a tuned circuit 1 02 and associated transmitter/receiver controller 104. grounded Loop 101 contains one or more excitation pulses that help form the magnetic field of coil 100. Lenses disposed above and below the coil 100 to surround the magnetic field formed by the coil 100. It is a legal shield. The controller 104 includes a built-in microprocessor and required power components. child, memory, program, to the hardware shown and the keyboard 10 I10 complex suitable for interconnection to an external microcomputer 106 by monitor (or other display device) 110, recording device 112 and/or process control device 114 (for controlling processes in IPL). Operate The controller is activated and controlled from the display keyboard 108 and the resulting data data and signals are shown on display 100 and at 110, 112 and/or 114. and used. Computer 106 also controls equipment operating conditions.

チューブ98の領域S2とコイル100は、ヨーク118、極片120、包囲へ ルムホルツコイル124、及びコイル電流発生器117を含む磁気アセンブリ1 16によって画成されている静電的ではあるが、調節可能な交差磁界に置かれて いる。チューブ98の重要サンプル領域S2及び磁石は、高熱伝導面板128及 び内部隔壁130並びに全質量が互いに関連した状態で金属(しかし非強磁性の )箱126に包含されており、これによりコイル100からサンプルに発せられ る且つ/又はそのサンプルから帰還する信号との高調波と他の干渉がコイル10 0及びその同調回路102並びに送信/受信制御装置104によるピックアップ のために最小限になる。Region S2 of tube 98 and coil 100 are connected to yoke 118, pole piece 120, and surrounding Magnetic assembly 1 including a Lumholtz coil 124 and a coil current generator 117 placed in an electrostatic but adjustable intersecting magnetic field defined by 16 There is. The critical sample area S2 of tube 98 and the magnet are connected to high thermal conductivity face plate 128 and metal (but non-ferromagnetic) with the total mass relative to each other. ) contained in box 126, which causes the output from coil 100 to be emitted to the sample. harmonics and other interference with the signal returning from the sample and/or the coil 10. 0 and its tuning circuit 102 and pickup by the transmit/receive controller 104 be minimal for.

ヨーク118、及び図1−2上に示されているその中の他の部品を含む磁気アセ ンブリ116は、任意の不活性ガス充填及び清浄制御装置(図示せず)、内部ガ スヒータ134、ファン136を駆動するモータM、及びヨーク又はその温度が 極片120における且つその間のサンプル領域における温度を反映している他の 検出領域に適用可能な温度検知器138と共に環境制御チャンバ132に包含さ れている。熱制御装置140が138からの温度信号を処理して134/136 における加熱/循環を粗制御として調節し且つ磁極片120におけるヘルムホル ツコイル124と通る電流を敏感な且つ高速な微制御として調節し、同時にコン ピュータ106の一般的制御命令を実施する。ポンプ144及びヨーク118に 取り付けられているコイル146並びに箱126のプレート128に取り付けら れているコイル148を有する閉ループ熱交換器142によって更なる熱安定が 与えられ得る。なお更なる熱安定が温度制御空気(制御装置は図示されず)をサ ンプルの回りのカラー134Aによって画成された環状領域に送ることにより与 えられ得る。The magnetic assembly including the yoke 118 and other components therein shown on FIGS. 1-2. Assembly 116 includes optional inert gas fill and purge controls (not shown), internal gas The temperature of the motor M that drives the heater 134, the fan 136, and the yoke is the other reflecting the temperature in the sample area at and between the pole pieces 120. The environmental control chamber 132 includes a temperature sensor 138 applicable to the sensing area. It is. Thermal controller 140 processes the temperature signals from 138 to 134/136. coarsely adjust the heating/circulation at the pole piece 120 and the helm hole at the pole piece 120. The current passing through the coil 124 is adjusted as a sensitive and fast fine control, and at the same time Executes general control instructions for computer 106. to pump 144 and yoke 118 The attached coil 146 as well as the attached coil 146 to the plate 128 of the box 126. Additional thermal stability is provided by a closed loop heat exchanger 142 having a coil 148 can be given. Still further thermal stability can be achieved by supporting temperature controlled air (control equipment not shown). the annular area defined by the collar 134A around the sample. can be obtained.

上記の温度制御装置134−138及び142−146によって、サンプル温度 変動に対抗する非常に粗い熱制御装置とそれ程粗くない熱制御装置が確立される 。加うるに、温度制御された空気をサンプル領域に送る熱案内カラー134Aが 存在し得る。これも別の好ましい実施例に述べられているように、ヒータ134 及び/又はファン136は、高感度測定を行っている時に消勢して、干渉を軽減 することが出来る。The temperature controllers 134-138 and 142-146 described above control the sample temperature. Very coarse and less coarse thermal regulators are established to combat fluctuations. . In addition, a thermal guide collar 134A directs temperature-controlled air to the sample area. It can exist. As also described in another preferred embodiment, the heater 134 and/or the fan 136 may be deenergized when performing sensitive measurements to reduce interference. You can.

斯(して、サンプルの領域S2における極120間の磁界の強度、−貫性及び不 変性は領域S2全体における均一なベース磁界によって制御される。ヘルムホル ツコイル124はコイル電流制御装置117によって付勢され、サンプルが中に 置かれている磁界の最終強度を正確に整える。この磁界は磁極120とへルムホ ルツコイル124に因る磁界のベクトル和である。制御装置117は電流発生器 を用いてヘルムホルツコイル124を通る電流を設定する。コイル124は、コ イル124を流れる電流によって形成される磁界が磁極片によって形成される磁 界に付加され或いは引かれるように磁極片の回りに巻かれている。コイル124 を通る電流の大きさは、磁極片(及び関連のヨーク構造)のみに因る磁界に付加 あるいは磁界から引かれる磁界の強度を決定する。(Thus, the strength of the magnetic field between the poles 120 in the region S2 of the sample - penetration and impurity) The denaturation is controlled by a uniform base magnetic field throughout region S2. helmhol The coil 124 is energized by the coil current controller 117 and the sample is placed inside. Accurately adjust the final strength of the applied magnetic field. This magnetic field is connected to the magnetic pole 120 and the helm hole. This is the vector sum of the magnetic fields due to the Ruth coil 124. Control device 117 is a current generator is used to set the current through the Helmholtz coil 124. The coil 124 The magnetic field formed by the current flowing through the pole pieces 124 It is wrapped around the pole piece so that it is added to or pulled by the field. coil 124 The magnitude of the current through the pole piece (and associated yoke structure) is Or determine the strength of the magnetic field drawn from the magnetic field.

ヘルムホルツコイルを通る電流の実際の定量はこれ以後述べられる磁気エネルギ 及び共鳴技術を予備走行において実行し、最大感応共鳴が達成されるまでヘルム ホルツ電流を調節することにより達成される。次にヘルムホルツ電流がシステム を共鳴点から約1−3KHzだけ外すように調節される。The actual quantification of the current through the Helmholtz coil is based on the magnetic energy described hereafter. and resonance techniques are performed in a preliminary run and the helm is held until maximum sensitive resonance is achieved. This is accomplished by adjusting the Holtz current. Next, the Helmholtz current is the system is adjusted to deviate from the resonance point by about 1-3 KHz.

電気制御装置の主な素子は、コイル100及び101並びに可変コンデンサ10 2−1及び102−2、抵抗102−3及びダイオード102−4を含みかつコ イル100の共鳴を達成するように20乃至40のQに同調するように構成され ているチューナ102、及び送信/受信スイッチ104−1、送信器104−2 及び受信器104−3、水晶発振器104−4、ゲーテッドパルス発生器(GP G)104−5、並びに位相シフタ104−6を含む制御装置104である。The main elements of the electric control device are coils 100 and 101 and variable capacitor 10. 2-1 and 102-2, a resistor 102-3, and a diode 102-4. is configured to tune to a Q of 20 to 40 to achieve a resonance of 100. tuner 102, transmit/receive switch 104-1, and transmitter 104-2. and receiver 104-3, crystal oscillator 104-4, gated pulse generator (GP G) A control device 104 including a phase shifter 104-5 and a phase shifter 104-6.

水晶発振器送信器104−2と受信器104−3のMOD、DEMOD素子によ って位相変調或いは復調される公称20メガヘルツの搬送波を供給する。受信器 は作動のための可変利得増幅器素子104−31及び104−32を含む。受信 されたアナログ信号は、高速の少な(とも12ビツトフラツシユのA/D変換器 105−1及び、例えば、バルブ制御装置115を経由するバルブv1、v2の 制御のためにキーボード108、モニタ110、モデム109、記録素子112 及びプロセス制御装置素子114を有する外部コンピュータ106に且つ/又は 全てデジタル−アナログ変換器(図示せず)を経由してコイル電流制御装置12 2にデータを供給する内部(機器に対して)CPU素子105−2に供給される 。The MOD and DEMOD elements of the crystal oscillator transmitter 104-2 and receiver 104-3 provides a nominal 20 MHz carrier wave that is phase modulated or demodulated. receiver includes variable gain amplifier elements 104-31 and 104-32 for operation. reception The resulting analog signal is processed by a high-speed, small (12-bit flash) 105-1 and, for example, the valves v1 and v2 via the valve control device 115. Keyboard 108, monitor 110, modem 109, recording element 112 for control and/or to an external computer 106 having a process control device element 114; Coil current controller 12, all via a digital-to-analog converter (not shown) Internal (for equipment) CPU element 105-2 that supplies data to .

アナログ信号FID曲線は、前置フィルタ及び反偽信号(anti−alias ing)フィルタとして作用するベッセルフィルタによって調整される。デジタ ル化の後、この信号は高速のフーリエ変換フィルタプログラムによって時間平滑 化される。これらのフィルタの組み合わせは、システムの精度を向上する信号対 雑音比のかなりの改善をもたらす。The analog signal FID curve is prefiltered and anti-aliased. ing) is adjusted by a Bessel filter acting as a filter. Digital After conversion, this signal is smoothed in time by a fast Fourier transform filter program. be converted into The combination of these filters improves the accuracy of the system. Provides a considerable improvement in noise ratio.

コイル100の励起及びサンプルの陽子分の励起歳差運動並びに直後の緩和/減 衰は、復調、制御された利得増幅、A/D変換及び点のプロットの後、図3A及 び3Bに示されている自由誘導減衰(F I D)曲線形状Cを有する受信信号 を生成する。Excitation of the coil 100 and excitation precession of protons in the sample and immediate relaxation/depletion After demodulation, controlled gain amplification, A/D conversion and point plotting, the attenuation is shown in Figures 3A and 3A. and a received signal having a free induction decay (FID) curve shape C shown in 3B. generate.

図3A及び3Bの電圧一時間跡はサンプルの励起と自由誘導減衰の“サイクル” の要素を示している。励起パルス中心はtoと見なされる。送信器104の電子 工学成分は飽和効果がtlにおいて克服されるまで有効に受信しない。次に、使 用可能な曲線が展開される。この信号処理装置は、以下に述べられるように有用 な調節のために連続波形を付加又は減除することが出来る。The one-hour voltage traces in Figures 3A and 3B represent a “cycle” of sample excitation and free induction decay. It shows the elements of The excitation pulse center is considered to. Transmitter 104 electronic The engineering component is not effectively received until saturation effects are overcome at tl. Next, The available curves are developed. This signal processing device is useful as mentioned below Continuous waveforms can be added or subtracted for precise adjustment.

図3Aのデジタル化されたFID曲線データは外部コンピュータ106に記憶さ れ、ここでプログラムが各々の記憶されたFID曲線に適合する最上の曲線を見 いだす。このFID曲線は図3AにASB及びCとして示されている3つの主要 成分部分を有している。FID曲線の第一部分を占めるA曲線は高速ガウス曲線 であり、これに対して、曲線の中間部を占める8曲線はより遅い修正されたガウ ス曲線であり、FID曲線の後の部分を占めるEは指数関数的減衰である。高速 ガウス曲線及び指数関数部分はポリプロピレンサンプルのそれぞれ比較的不動部 分と可動部分に関連している。より遅い修正されたがウス曲線はこれら2つの間 の過渡領域である。このFID曲線を構成する曲線の種類の決定は重要であるが 、これは、曲線が一旦、既知になると、送信されたバースト信号の中心に近接し ている時間原点(tO,即ちサイクル1の励起、にA、、B、及びEoとして示 されている)に戻って拡大出来るがらである。これは、機器の電子工学成分の飽 和効果(tlへのバースト信号の期間中及び後に生じる)が切片の直接測定を不 正確にするために重要である。問題の曲線の部分はtQから、それを越えると曲 線が問題になるには小さすぎるt4に延びており、この電子回路は次のサイクル (tO#2に中心を置(パルスから始まる)に備えるために回復時間を必要とす る。The digitized FID curve data of FIG. 3A is stored in external computer 106. The program now finds the best curve that fits each stored FID curve. I'll start. This FID curve has three main components, shown as ASB and C in Figure 3A. It has component parts. The A curve, which occupies the first part of the FID curve, is a fast Gaussian curve. In contrast, the 8 curves occupying the middle part of the curves are slower modified Gaussian curves. E, which occupies the later part of the FID curve, is an exponential decay. high speed The Gaussian curve and the exponential part are relatively immobile parts of the polypropylene sample, respectively. Related to minutes and moving parts. The slower modified but Uss curve is between these two This is the transition region of Although it is important to determine the type of curves that make up this FID curve, , which means that once the curve is known, it will be close to the center of the transmitted burst signal. The time origin (tO, i.e., the excitation of cycle 1) is denoted as A, , B, and Eo. However, you can go back and enlarge it. This is due to the saturation of the electronics components of the equipment. The summation effect (occurring during and after the burst signal to tl) precludes direct measurement of the intercept. Important for accuracy. The part of the curve in question is from tQ, beyond which the curve is The line extends to t4, which is too small to be a problem, and this electronic circuit is (centered on tO #2 (starting from pulse) requires recovery time to prepare for Ru.

図3Bのデジタル化されたFID曲線データは外部コンピュータ106に記憶さ れ、ここでプログラムは各々の記憶されたFID曲線に適合する最上の曲線を見 いだす。FIDID曲線図3BにA、B及びEとして示される3つの主要成分部 分を有している。FID曲線の第一部分を占めるへ曲線はアブラガム曲線であり 、これに対して、曲線の中間部を占める8曲線はより遅いガウス曲線(即ち、ア ブラガムのガウス曲線成分より遅い)であり、F曲線の後の部分を占めるEは指 数関数的減衰である。これらのアブラガム及び指数関数部分はそれぞれ、サンプ ルの結合陽子分と未結合陽子分(例えば、(1)サンプル体の水又は水和分子及 び他の水(湿)分、(2)高度にポリマー化された物質と軽度にポリマー化され た物質の混合物を含む、それらが両方とも存在する結晶分と非結晶分及び(3) 混合エラストマーポリマの成分)によって制御される。より遅いがウス曲線はこ れら2つの間の過渡領域であり且つ部分的に結合されているか或いは未結合にな る状態にある陽子によって制御される。このFIDID曲線図成する曲線の種類 の決定は重要であるが、これは、曲線が一旦、既知になると、送信されたバース ト信号の中心に近接している時間原点(10、即ちサイクル1の励起、にA。、 Bo及びE。として示されている)に戻って拡大出来るがらである。これは、t lへのバースト信号の期間中及び後に生じる機器の電子工学ギヤの飽和効果が存 在するために重要である。この時間中、測定は正確に行うことが出来ず、しかも 、サンプル中の核の数の度合いである曲線の下の問題の領域はtQから、それを 越えると曲線が問題になるには小さすぎるt4に延びており、この電子回路は次 のサイクル(tO#2に中心を置くパルスから始まる)に備えるために回復時間 を必要とする。The digitized FID curve data of FIG. 3B is stored in external computer 106. The program now finds the best curve that fits each stored FID curve. I'll start. FIDID curve Three main component parts shown as A, B and E in Figure 3B have a certain amount. The curve that occupies the first part of the FID curve is the Abraham curve. , whereas the 8 curves occupying the middle part of the curves are slower Gaussian curves (i.e., a (slower than Bragham's Gaussian curve component), and E, which occupies the later part of the F curve, is a finger It is a mathematical decay. These abragam and exponential parts are sampled, respectively. The bound and unbound protons of the sample (for example, (1) water or hydrated molecules of the sample (2) highly polymerized and lightly polymerized materials; crystalline and non-crystalline components, including mixtures of substances in which they are both present; and (3) controlled by the mixed elastomeric polymer components). Although it is slower, the Uss curve is It is a transition region between the two and is partially coupled or uncoupled. controlled by protons in the state of Types of curves in this FIDID curve diagram is important, but once the curve is known, the transmitted A at the time origin (10, i.e., excitation of cycle 1), which is close to the center of the signal. Bo and E. (shown as ) and can be enlarged. This is t There are saturation effects in the equipment's electronics gears that occur during and after the burst signal to l. It is important for the existence of During this time, measurements cannot be made accurately and , the area in question under the curve is the degree of the number of nuclei in the sample, from tQ, it is Beyond that, the curve extends to t4, which is too small to be a problem, and this electronic circuit is recovery time to prepare for the cycle (starting with a pulse centered at tO #2) Requires.

このシステムは共鳴点から外れているため、受信信号は非共鳴FIDとオフセッ ト周波数における余弦項の積である。多くの要因によってシステムが共鳴点から 容易に外れてしまうために共鳴点における作動は困難であるが、これに対して、 共鳴点近くの作動は比較的容易に達成され維持される。システムの近共鳴点作動 は以前として良好な結果をもたらすが、これは物理的変動によっても小さな副作 用しか引き起こさないからである。Since this system is off-resonance, the received signal is offset from the non-resonant FID. is the product of the cosine terms at the start frequency. Many factors can cause a system to move away from resonance. It is difficult to operate at the resonance point because it easily comes off, but on the other hand, Operation near resonance is relatively easy to achieve and maintain. Near-resonance actuation of the system gives good results as before, but this is due to small side effects due to physical variations. This is because it only causes use.

図3A及び3Bについて説明すると、各(サブ)サイクルはt5に至り、回復、 即ち、新しい送信信号バースト(to#2)を開始する前にサンプルの陽子の実 質的に完全な緩和を行う。通常、励起パルスインターバルは5乃至10マイクロ 秒であり、tO−t1時間は5乃至15マイクロ秒であり(短ければ短い程良い )、比較的不動の構造に因る効果が優勢なtl−t2は5乃至15マイクロ秒の 期間であり、t2−t3は位相相殺効果を特徴とする15乃至25マイクロ秒期 間の過渡領域であり、そしてt3−t4は、より可動な(指数関数的な)構造が 優勢な50乃至500マイクロ秒の領域である。数百マイクロ秒から数秒台にあ り得る、サンプル物質の回復(再平衡化)を行うための、最終のt4−t5領域 が存在する。3A and 3B, each (sub)cycle culminates in t5, recovery, i.e. sample proton fruit before starting a new transmit signal burst (to#2). Perform qualitatively complete mitigation. Typically, the excitation pulse interval is 5 to 10 microns. seconds, and the tO-t1 time is 5 to 15 microseconds (the shorter the better). ), tl-t2, dominated by effects due to relatively immobile structures, is 5 to 15 microseconds. t2-t3 is a period of 15 to 25 microseconds characterized by phase cancellation effects. and t3-t4 is the transition region between The predominant range is 50 to 500 microseconds. From several hundred microseconds to several seconds. the final t4-t5 region for recovery (re-equilibration) of the sample material, which may exists.

FID曲線全体は、述べたように時々成分が少なくなるが、ポリプロピレンや同 様の物質に適用された時に式1に示されているような幾つかの主要成分から成る 。更に、これらの成分の1つ又はそれ以上に加えて或いはこれらの代わりに、高 速のガウス曲線又はアブラガム、より遅い修正されたガウス曲線又は指数関数以 外の関数、例えば、Ce−1kl+(ここで、Xは0と1の間、或いは1と2の 間にある)が存在し、これらの付加的な成分は減衰サイクルの早期、中期又は後 期部分においてFID曲線全体に強い影響を有し得る。The overall FID curve, as mentioned, sometimes has fewer components, but polypropylene and similar It consists of several main components as shown in formula 1 when applied to a substance like . Additionally, in addition to or in place of one or more of these ingredients, high faster Gaussian curve or Abragam, slower modified Gaussian curve or sub-exponential For example, Ce-1kl+ (where X is between 0 and 1 or between 1 and 2). ) and these additional components may be present early, mid or late in the decay cycle. It can have a strong influence on the entire FID curve in the period part.

式I F (t) = [cos (Δf)t)+[高速がウス曲線又はアブラ ガムコ+[より遅い修正されたがウス曲線又はより遅いがウス曲線コ+[指数関 数])この曲線全体は、ソフトウェアにおける構築された実施を通して自動的に 適用されたマル力ルトーレーベンベルグ(M−L)近似技術に基ずく反復プロセ スによって調整される。この技術は、FID曲線を特定の与えられた誤差範囲に 最上に調整する式1に含まれている全てのパラメータ、定数、周波数等の大きさ を決定する。これは、曲線全体が一度に決定される反復的技術である。M−L技 術は以下の参考文献に提供されている:ディー、ダブリュー、マルカルトによる “Ind、 App 1. Ma th、 ” 、第11巻、431−441頁 、フィリップ アール ベビングトンによる“物理学のためのデータ減少及び誤 差解析” にニーヨーク、マンフグローヒル)、11章、及びジェー イー デ ニスによる“数値解析の現在“ (ロンドン、アカデミツクプレス、デビット  ニー エッチ ジエーコブス、1977年版)、IIl、2章。本発明の好まし い実施例において本明細書の測定状況に適用されると、選択されたパラメータは 以下に述べられるy軸切片比と時定数、温度係数、周波数項及び他のパラメータ である。Formula I F (t) = [cos (Δf) t) + [High speed is a Gamko + [slower modified but Uss curve or slower but Uss curve Co + [exponential function] ]) This entire curve is automatically An iterative process based on the Mal-Luthor-Levenberg (M-L) approximation technique applied adjusted by the This technique converts the FID curve into a specific given error range. Sizes of all parameters, constants, frequencies, etc. included in Equation 1 to be optimally adjusted Determine. This is an iterative technique where the entire curve is determined at once. M-L technique Techniques are provided in the following references: by Dee, W., Marquardt. “Ind, App 1. Math,” Volume 11, pp. 431-441 , “Data Attrition and Errors for Physics” by Philip Earl Bebbington. "Difference Analysis" (N.Y. York, Manf-Grow-Hill), Chapter 11, and J.E.D. “Current status of numerical analysis” by Niss (London, Academic Press, David) Jacobs, 1977 edition), IIl, Chapter 2. Preferences of the present invention When applied to the measurement situation herein in a specific example, the selected parameters are Y-axis intercept ratio and time constant, temperature coefficient, frequency term and other parameters mentioned below It is.

これらの係数を本明細書に述べたサンプルの種類の限定された範囲に限定するM −L技術の上に配置される近似的な限度が存在することが確立された。この技術 が与えられた数の反復、好ましい実施例では30、の後、収束しない場合、その サンプルは捨てられる。加つるに、この技術はシステムが共鳴点に近接し過ぎて いる時は失敗することがある。M that limits these coefficients to a limited range of sample types described herein. It has been established that there are approximate limits placed on the -L technique. this technology does not converge after a given number of iterations, 30 in the preferred embodiment, then its The sample is discarded. In addition, this technique is difficult to avoid when the system is too close to the resonance point. Sometimes I fail.

一旦、FID曲線の式が既知になると、各成分は、各上記成分の切片を確立する ためにtoに戻って外挿することが出来る。Once the formula of the FID curve is known, each component establishes the intercept of each above component. Therefore, we can extrapolate back to to.

コンピュータ106(図1−2)に利用されるその結果得られるデータは、式1 に示される3つの(余弦項を含む)成分から成るようなFID曲線に対する式で ある。これらの曲線(及びそれらの切片)の各々は問題の同じ核に実験的に関連 付けられている。特に、FID曲線式が決定されると、指示された曲線のy輪切 片の以下の比が形成される二指数関数/高速がウス曲線(又はアブラガム)、( R1)、及び修正されたガウス曲線/高速ガウス曲線(又はアブラガム)、(R 2)。比(R1)及び(R2)、外積(R12)及び(R22) 、3つの曲線 成分の各々に対する減衰時間、製品温度及び修正されたがウス曲線の余弦周波数 項は10次元モデルを形成する。回帰解析によって、これら10項がポリプロピ レンのアイソタクチック指数(キシレン可溶物)或いはポリエチレンの密度に、 或いは幾つかが堅固に結合されており、他は緩く結合されており、その間の幾つ かが他の物質に対する問題の同じ核に関連付けられる。これらの結果はサンプル の量、及びシステムの利得に無関係であり、これによりこれらの物理的量を測定 する必要性が無(なる。The resulting data utilized by computer 106 (FIGS. 1-2) is expressed as Equation 1 The formula for an FID curve consisting of three components (including a cosine term) shown in be. Each of these curves (and their intercepts) are experimentally related to the same kernel of the problem It is attached. In particular, once the FID curve formula is determined, the y-cross section of the indicated curve The following ratio of pieces is formed by a biexponential function/fast curve (or Abragam), ( R1), and modified Gaussian curve/Fast Gaussian curve (or Abragam), (R 2). Ratio (R1) and (R2), cross product (R12) and (R22), three curves Decay time, product temperature and cosine frequency of the modified Gaussian curve for each of the components The terms form a 10-dimensional model. Through regression analysis, these 10 terms were found to be polypropylene. The isotactic index of ren (xylene soluble material) or the density of polyethylene, Or some are tightly coupled, others loosely coupled, and some in between. is associated with the same core of matter for other substances. These results are a sample , and the gain of the system, thereby making it possible to measure these physical quantities There is no need to do so.

このM−L反復プロセスは、当技術において周知の技術であるカイ二乗関数(測 定データ点と導式からのデータ点の二乗差の和)を最小限することにより曲線調 整を実行する。This M-L iterative process is performed using a chi-square function (measurement method), a technique well known in the art. curve tone by minimizing the sum of the squared differences of the data points from the constant data point and the derived equation Perform the adjustment.

システムの較正は、多数の既知サンプルを測定して、M−L技術を用いて各既知 サンプルに関連するモデル式定数を引き出すことにより達成される。次に、回帰 解析が実行されて、種々のモデル式定数を所望測定量に関連付ける係数が導かれ る。次に、これらの係数を用いて較正式が作られる。Calibration of the system involves measuring a large number of known samples and using the M-L technique to calibrate each known sample. This is achieved by deriving the model equation constants associated with the sample. Next, regression An analysis is performed to derive coefficients relating various model equation constants to the desired measurand. Ru. A calibration formula is then created using these coefficients.

作動において、FIDが試験サンプルから得られ、M−L技術により、モデル式 の定数がめられる。次にこれらの定数が較正式に入力され、所望ノくラメータが 計算される。In operation, FID is obtained from the test sample and by M-L technique, the model equation A constant is found. These constants are then entered into the calibration equation and the desired parameter is Calculated.

これらのデータはQC型測定値として或いは、ラインIPL(図1)に戻ってプ ロセス又は関連の装置を制御するためにフィートノくツクされるオンライン制御 パラメータとして用いられ得る。These data can be printed as QC type measurements or back to the line IPL (Figure 1). On-line control that is activated to control a process or related equipment Can be used as a parameter.

システムの入力作動パラメータの形は、FROM又はROM或いはディスク又は テープ等の磁気記憶媒体に前に記憶されたパラメータ或いは電話回線とモデム1 09を経由して送られてくる入力を含むように広範囲にわたり得る。励起/くル スの発生はコイル又はアンテナ装置を含む多(の技術を用いて達成することが出 来る。安定磁界は、電磁石、永久磁石、超電導巻線を有する電磁石或いは他の標 準的な磁界発生技術により発生することが出来る。The input operating parameters of the system may be in the form of FROM or ROM or disk or Parameters previously stored on a magnetic storage medium such as tape or telephone line and modem 1 This can range widely to include inputs sent via 09. Excitation/Kuru Generation of energy can be achieved using multiple techniques including coils or antenna devices. come. The stable magnetic field may be an electromagnet, a permanent magnet, an electromagnet with superconducting windings or other It can be generated using standard magnetic field generation technology.

図4は、有効工業的測定を確立するための測定段階を示す拡大フローチャートで ある。先ず、曲線Cを確立する省略したサイクルの試みにおいてサンプル領域が 空であるか否かを見るべく1つの自由誘導減衰曲線Cが確立される(迅速FID )。サンプル領域が空でない場合(N)、バルブV2の(再)開口及びジエ・ノ ドJの作動及び重力がその領域を空にするように測定が停止する。新しい迅速F [)段階によって排除が確立される。次に、バルブ■2を閉じ、ノくルブv1を 開き、サンプル獲得を保証するのに必要(もしあれば)となり得るようなプロー ブPとラインLIの構成を形成することにより、サンプルが入る。ジェットJは この新しいサンプルを調節し安定化する。Figure 4 is an expanded flowchart showing the measurement steps for establishing valid industrial measurements. be. First, in an abbreviated cycle attempt to establish curve C, the sample area is One free induction decay curve C is established to see if it is empty (quick FID ). If the sample area is not empty (N), (re)opening of valve V2 and The measurement is stopped so that the action of the de-J and gravity clears the area. new quick F Exclusion is established by the [) stage. Next, close valve ■2 and turn knob v1. and any other protocols that may be necessary (if any) to ensure sample acquisition. The sample enters by forming a configuration of line P and line LI. Jet J is Condition and stabilize this new sample.

電子工学信号処理装置ベースラインが3乃至4サイクル(各々がベースラインオ フセットを検出しそれを補償するために(C+)及び(C−)の付加を有する( +)及び(−)サブサイクルを有する)で確立される。このベースラインオフセ ット決定を避け、これを単にM−L解析において付加(即ち、第11)次元とし て処理することは実行可能であろうが、これは反復時間を増大させる。The electronics signal processor baseline should be cycled for 3 to 4 cycles (each with a baseline output of (with addition of (C+) and (C-) to detect offset and compensate for it) +) and (-) subcycles). This baseline offset Avoiding the cut determination and simply taking this as an additional (i.e. Although it would be feasible to process with

更なる調節がコイル124によって確立されてHOが調節され、これは10乃至 20個の磁界検査サイクルのFID曲線発生によって可能となる。(C−) F IDは(C+)FIDから引かれるが、即ち、絶対C値が付加されて、共鳴点に おいて最大値を有する処理可能なデジタル化FID信号が得られる。HOは斯か る最大値が達成されるまでコイル電流発生器117及びコイル124によって調 節され、次にHOはシステムを共鳴点から既知量だけずらすように変動する。こ れらの測定値は斯かる目的のために信頼性のある範囲で取られるが、即ち、t3 −t4の指数範囲において取られる[上記のベースライン測定値も又、ここで取 られる]。充分な磁界調節は通常、7サイクル未満で行われる。Further adjustment is established by coil 124 to adjust HO, which ranges from 10 to This is made possible by FID curve generation of 20 magnetic field test cycles. (C-) F ID is subtracted from (C+)FID, i.e. the absolute C value is added to the resonance point. A processable digitized FID signal is obtained which has a maximum value at . Is HO like this? coil current generator 117 and coil 124 until a maximum value is achieved. HO is then varied to shift the system by a known amount from the resonance point. child These measurements are taken within a reliable range for such purposes, i.e. t3 -t4 index range [the above baseline measurements are also taken here] ]. Sufficient magnetic field conditioning typically occurs in less than 7 cycles.

次に、使用可能なデータを得るために多重測定サイクルが通常実行される。各サ イクルは変調送信/受信/フラッシュA−D変換、及びデータの記憶を伴う。Multiple measurement cycles are then typically performed to obtain usable data. Each service The cycle involves modulation transmit/receive/flash A-to-D conversion and data storage.

次に、これらの曲線はM−L曲線調整のために平均化され、上記に列挙された切 片と比が確立される。迅速FID磁界検査及びベースライン較正の目的のために 同様のサイクルであるが、ある程度省略されているサイクルを適用することが出 来る。各斯かるサイクルのサブサイクル[(+)及び(=)]の各々はデータ減 少における数千のFID点の捕捉と利用を伴う。各サブサイクルは1秒台で存在 し、採用された斯かるサブサイクルの数は所望平滑化と信号対雑音比(S/N) に依存し、一般的にS/N比は蓄積されたサイクルの数に対する二乗根の関係に おいて改善される。These curves are then averaged for M-L curve adjustment and the cuts listed above are applied. pieces and ratios are established. For rapid FID magnetic field testing and baseline calibration purposes It is possible to apply a similar cycle, but one that is omitted to some extent. come. Each of the subcycles [(+) and (=)] of each such cycle is a data reduction. It involves the acquisition and utilization of thousands of FID points in a small number of locations. Each subcycle exists on the order of 1 second and the number of such subcycles employed depends on the desired smoothing and signal-to-noise ratio (S/N). In general, the S/N ratio is a square root relation to the number of accumulated cycles. It will be improved in the future.

上記に引用されたブチエン他の特許に述べられているように、より高い精度及び 信頼性を必要とする上で、サンプルチューブ組成によって測定値が歪めるられる ことがある。ガラスが用いられず(工業的使用においてはガラスを避けるのが良 い)場合、置換は水素を含むべきではない。しかし、弗素からの信号は共鳴点か ら遠隔に現れるため、弗素は幾つかの応用において有効であり得る。これらの信 号は所要感度のレベルにおいて水素から消すことが出来、所望ならば、濾波(又 は消去)することが出来る。より高い感度測定の他の場合、例えば、非結晶種と 結晶種の混合物におけるそれぞれの相対的割合を測定する場合、サンプル容器は ガラス又は非陽子セラミックであるべきである。然し乍ら、特定の場合、フッ化 炭化水素又は強化フッ化炭化水素をポリマー測定のために許容的に使用すること が出来る。全ての斯かる場合、要点は送信エネルギと結合して、サンプルを模倣 するFID減衰曲線を発生してしまう種を有するサンプル容器を避けることであ る。Higher accuracy and Reliability is required and measurements are distorted by sample tube composition Sometimes. glass is not used (in industrial use it is better to avoid glass) ), the substitution should not contain hydrogen. However, the signal from fluorine is the resonance point. Fluorine may be useful in some applications because it appears remotely. these beliefs The signal can be eliminated from the hydrogen at the desired level of sensitivity and, if desired, filtered (or can be deleted). Other cases of higher sensitivity measurements, e.g. When measuring the relative proportions of each crystal species in a mixture, the sample container is Should be glass or non-proton ceramic. However, in certain cases, fluoride Permissible use of hydrocarbons or reinforced fluorinated hydrocarbons for polymer measurements I can do it. In all such cases, the key is to combine the transmitted energy and mimic the sample Avoid using sample containers that contain species that will cause a FID decay curve to Ru.

回帰解析は111次元量に常駐する10個の変数をもたらすため、その結果はグ ラフに出来ない。しかし、本発明に表されているモデルから得られた測定値は許 容されたオフライン測定技術から得られた結果と有利に比較され得る。Since regression analysis yields 10 variables residing in a 111-dimensional quantity, the result is a group It can't be rough. However, the measurements obtained from the model represented in this invention are The results can be compared advantageously with those obtained from accepted off-line measurement techniques.

図5は、可変アイソタクチック指数のポリプロピレンサンプルに対して取られた FIDを示している。これらの曲線は充分に区別され、各曲線に対して(M−り によって)見いだされた3つの結果として得られる成分部分は、回帰の後、較正 式から実際のポリプロピレンアイソタクチック指数(キシレン可溶物;xyle ne 5olubles)が計算される時に用いられる値をもたらす。Figure 5 was taken for polypropylene samples of variable isotactic index. It shows FID. These curves are well differentiated and for each curve (M- After regression, the three resulting component parts found by From the formula, the actual polypropylene isotactic index (xylene soluble matter; xyle yields the value used when ne5olubles) is calculated.

図6は、本発明の効果を示す、本発明(y軸)対標準法によって測定された時の 斯かるポリプロピレンのキシレン可溶物の較正曲線を示している。Figure 6 shows the effectiveness of the present invention when measured by the present invention (y-axis) versus the standard method. A calibration curve for xylene solubles of such polypropylene is shown.

他の実施例、改良、詳細、及び使用が、上記の開示の書簡と精神に合致して為さ れ且つ同等の原則を含む特許法に従うと解釈される以下の請求の範囲によっての み限定される本特許の範囲内にあることが当業者には明白となろう。Other embodiments, modifications, details, and uses may be made consistent with the letter and spirit of the above disclosure. and by the following claims construed in accordance with patent law including the doctrine of equivalents. It will be apparent to those skilled in the art that it is within the scope of this patent to be limited to:

FIG、 3A FIG、 3B FIG、 4 @&I=</1f:十 %81All フロントページの続き (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。FIG, 3A FIG, 3B FIG. 4 @&I=</1f: 10%81All Continuation of front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE.

DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、SE)、CA 、JP (72)発明者 スミス、トーマス・ビーアメリカ合衆国マサチューセッツ州0 1923−5008.ダンバーズ、エイト・エレクトロエックス・アベニュー  (番地なし) (72)発明者 マリノ、スコツト・エイアメリカ合衆国マサチューセッツ州0 1923−5008.ダンバーズ、エイト・エレクトロエックス・アベニュー  (番地なし) (72)発明者 タッチ、ロナルド・ジェイアメリカ合衆国マサチューセッツ州 01923−5008.ダンバーズ、エイト・エレクトロエックス・アベニュー  (番地なし) (72)発明者 ロイ、エイジョイ アメリカ合衆国マサチューセッツ州01923−5008.ダンバーズ、エイト ・エレクトロエックス・アベニュー (番地なし)DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, SE), CA , J.P. (72) Inventor: Smith, Thomas Bee Massachusetts, USA 0 1923-5008. Danvers, Eight Electrox Avenue (No address) (72) Inventor: Marino, Scott A. Massachusetts, USA 0 1923-5008. Danvers, Eight Electrox Avenue (No address) (72) Inventor Touch, Ronald Jay Massachusetts, USA 01923-5008. Danvers, Eight Electrox Avenue (No address) (72) Inventor: Roy, Ajoy Massachusetts, USA 01923-5008. Danvers, Eight ・ElectroX Avenue (no address)

Claims

【特許請求の範囲】 1. 工業的プロセス監視のための磁気共鳴装置であって、(a)工業的プロセ スからポリプロピレンの連続サンプルをアクセスし且つ除去し、それらをサンプ ル測定領域に配置し、且つ連続サンプルを上記領域から捨てるための手段、 (b)基礎磁界を上記領域に適用してその中のサンプル核に歳差運動を実施し、 局部励起パルスを上記領域に適用して上記歳差運動を修正するための手段であっ て、上記励起パルスが共鳴点から外れた周波数特性を含む手段、(c)送信/受 信アンテナコイル手段及び測定される核の歳差運動及び上記コイル手段において 自由誘導減衰として検出される緩和を実施するために上記サン プルと相互作用 する信号変換手段を画成する手段、(d)上記自由減衰のデジタル化された形を 確立し、それを上記サンプルの真の特性に対応する上記減衰曲線の成分に解析す る手段を含む磁気共鳴装置において、上記解析が、上記減衰曲線の時間式を決定 し、且つ上記曲線成分からゼロ切片及び時間特性を確立することを含み、且つ上 記手段(a)−(c)が比較的不動の構造、それ程不動でない構造、及びより可 動な構造の数を測定するように斯かる測定及び解析を行うべく構築され且つ構成 されていることを特徴とする磁気共鳴装置。 2. 上記プロセス監視が、上記不動構造が高速ガウス曲線から、幾らかより可 動な構造がより遅い修正されたガウス曲線から、且つより可動な構造が指数関数 から決定されるポリプロピレンに対して行われることを特徴とする請求の範囲1 項に記載の装置。 3. 上記プロセス監視が、上記不動構造がアブラガムから、それ程可動でない 構造がより遅いガウス曲線から、且つより可動な構造が指数関数から決定される ポリエチレンに対して行われることを特徴とする請求の範囲1項に記載の装置。 4. 不動構造の上記プロセス監視及び解析がアブラガムから結合核の数を決定 し、幾らかより可動な構造の上記プロセス監視及び解析がより遅いガウス曲線か ら中間結合核の数を決定し、且つより可動な構造の上記プロセス監視及び解析が 指数関数から未結合核の数を決定することを特徴とする請求の範囲1項に記載の 装置。 5. 上記減衰曲線の上記曲線成分の決定のための上記手段が、上記自由誘導減 衰の上記デジタル化された形を上記減衰曲線の時間式に変換し、上記曲線の上記 ゼロ切片と時間特性を確立するためにマーカルトーレーベンベルグ反復を利用す る手段を含むことを特徴とする請求の範囲1項に記載の装置。 6. 上記サンプルの目的核の量を相当する自由誘導減衰成分を解析するための 手段が、較正式を確立するための手段であって、標準サンプルの上記減衰曲線成 分の上記ゼロ切片と時間定数特性が上記標準サンプル中の目的核の既知物理的量 に関連付けられる手段、及び上記較正式、ゼロ切片、及び未知サンプルの時間特 性を用いて問題の上記物理的量を計算するための手段を含むことを特徴とする請 求の範囲1項に記載の装置。 7. 上記較正曲線を未知サンプルの減衰曲線と比較するための上記手段が回帰 解析を含むことを特徴とする請求の範囲6項に記載の装置。 8. 熱ドリフト成分が消される、一定の熱環境を行う前記サンプル測定領域の ためのフィードバック手段を更に含むことを特徴とする請求の範囲1項に記載の 装置。 9. 磁気共鳴を利用して工業的プロセスを監視するための方法において、上記 工業的プロセスから連続サンプルをアクセスし且つ除去する段階、上記サンプル をサンプル測定領域に配置する段階、基礎磁界を上記領域に適用してその中のサ ンプル核に歳差運動を実施する段階、局部励起パルスを上記領域に適用して上記 歳差運動を修正する段階、上記サンプル核の緩和から自由誘導減衰信号を受信し 且つ変換する段階、上記自由誘導減衰をデジタル化し且つそれを上記サンプル中 の目的核の量に対応する上記減衰曲線の成分に解析する手段を含み、上記解析が 上記減衰曲線の時間式を決定する段階、上記曲線成分からゼロ切片及び時間特性 を確立する段階、上記ゼロ切片と時定数特徴を比較的不動の構造、それ程不動で ない構造、及びより可動な構造の量に関連付け且つ上記範囲から上記サンプルを 捨てる段階を含むことを特徴とする方法。 10.上記工業的プロセスがポリプロピレンに対して行われ且つ上記不動構造が 高速ガウス曲線から、幾らかより可動な構造がより遅い修正されたガウス曲線か ら、且つより可動な構造が指数関数から決定されることを特徴とする請求の範囲 9項に記載の方法。 11.不動構造の上記プロセス監視及び解析がアブラガムから結合核の数を決定 し、幾らかより可動な構造の上記プロセス監視及び解析がより遅いガウス曲線か ら中間結合核の数を決定し、且つより可動な構造の上記プロセス監視及び解析が 指数関数から未結合核の数を決定することを特徴とする請求の範囲9項に記載の 方法。       12.上記のデジタル化された減衰曲線の時間式の決定が、マルカルトーレーベ ンベルグ反復を上記のデジタル化された減衰曲線に適用する段階であって、上記 デジタル化された曲線が3つの時間式成分に分割される段階を含むことを特徴と する請求の範囲9項に記載の方法。 13.上記ゼロ切片と時間特性を上記サンプルの目的核の量に関連付ける段階が 、 標準サンプルの減衰曲線成分のゼロ切片と時間特性を上記標準サンプル中の目的 核の既知量に関連付ける較正式を発生する段階、及び上記較正式と結び付いて未 知サンプルから測定された上記ゼロ切片と時間特性を用いて上記量を計算する段 階であって、上記未知サンプルに含まれる上記量が決定される段階 を含むことを特徴とする請求の範囲9項に記載の方法。 14.上記較正式及び未知サンプルの上記減衰曲線を用いる上記計算が回帰解析 を含むことを特徴とする請求の範囲14項記載の方法。 15.上記減衰曲線の形がアブラガム、高速ガウス曲線、遅いガウス曲線、遅い 修正されたガウス曲線、指数関数及び修正された指数関数の少なくとも2つを含 むことを特徴とする請求の範囲9項記載の方法。 [Claims] 1. A magnetic resonance apparatus for industrial process monitoring, comprising: (a) accessing and removing continuous samples of polypropylene from an industrial process, placing them in a sample measurement area, and discarding the continuous samples from said area; (b) means for applying a base magnetic field to said region to precess a sample nucleus therein and applying a local excitation pulse to said region to modify said precession; (c) transmitting/receiving antenna coil means and precession of the nucleus to be measured and relaxation detected as free induction damping in the coil means; (d) establishing a digitized form of said free decay and applying it to said decay curve corresponding to a true characteristic of said sample; A magnetic resonance apparatus comprising means for analyzing into components, said analysis comprising determining a time expression of said attenuation curve and establishing a zero intercept and time characteristic from said curve components, and said means (a)- (c) is constructed and configured to measure the number of relatively immobile structures, less immobile structures, and more mobile structures to perform such measurements and analyses. . 2. It is noted that the process monitoring is performed on polypropylene in which the immobile structure is determined from a fast Gaussian curve, the somewhat more mobile structure from a slower modified Gaussian curve, and the more mobile structure from an exponential function. The device according to claim 1, characterized in that: 3. Claim 1 characterized in that said process monitoring is carried out on polyethylene in which said immobile structure is determined from abra gum, the less mobile structure from a slower Gaussian curve and the more mobile structure from an exponential function. Equipment described in Section. 4. The above process monitoring and analysis of immobile structures determines the number of binding nuclei from abragam, while the above process monitoring and analysis of somewhat more mobile structures determines the number of intermediate binding nuclei from a slower Gaussian curve, and the more mobile structure determines the number of intermediate binding nuclei from a slower Gaussian curve. Apparatus according to claim 1, characterized in that said process monitoring and analysis of the structure determines the number of unbound nuclei from an exponential function. 5. The means for determining the curve components of the decay curve convert the digitized form of the free induction decay into a time expression of the decay curve and establish the zero intercept and time characteristics of the curve. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising means for utilizing Marcart-Tollebenberg iteration for the purpose of the present invention. 6. Means for analyzing a free induction decay component corresponding to the amount of target nuclei in the sample is a means for establishing a calibration formula, wherein the zero intercept and time constant characteristics of the decay curve component of the standard sample are means associated with a known physical quantity of a target nucleus in said standard sample; and means for calculating said physical quantity of interest using said calibration equation, zero intercept, and time characteristics of an unknown sample. Apparatus according to claim 1, characterized in that: 7. 7. The apparatus of claim 6, wherein said means for comparing said calibration curve with an unknown sample decay curve comprises regression analysis. 8. 2. The apparatus of claim 1, further comprising feedback means for the sample measurement region providing a constant thermal environment in which thermal drift components are eliminated. 9. A method for monitoring an industrial process using magnetic resonance, comprising accessing and removing a continuous sample from the industrial process, placing the sample in a sample measurement area, and applying a base magnetic field to the area. applying a localized excitation pulse to said region to modify said precession; receiving and converting a free induction decay signal from relaxation of said sample nucleus; digitizing said free induction decay and analyzing it into components of said decay curve corresponding to the amount of nuclei of interest in said sample, said analysis determining a time expression of said decay curve; establishing zero intercept and time characteristics from said curve components, relating said zero intercept and time constant characteristics to quantities of relatively immobile structures, less immobile structures, and more mobile structures and discarding said samples from said range; A method comprising steps. 10. The above industrial process is performed on polypropylene and the immobile structure is determined from a fast Gaussian curve, the somewhat more mobile structure from a slower modified Gaussian curve, and the more mobile structure from an exponential function. 10. The method according to claim 9, characterized in that: 11. The above process monitoring and analysis of immobile structures determines the number of binding nuclei from abragam, while the above process monitoring and analysis of somewhat more mobile structures determines the number of intermediate binding nuclei from a slower Gaussian curve, and the more mobile structure determines the number of intermediate binding nuclei from a slower Gaussian curve. 10. The method of claim 9, wherein said process monitoring and analysis of the structure determines the number of unbound nuclei from an exponential function. 12. Determination of the time equation of said digitized decay curve is a step of applying Marcart-To-Levenberg iteration to said digitized decay curve, said digitized curve being divided into three time equation components. 10. A method according to claim 9, characterized in that it includes the step of being divided. 13. The step of relating the zero intercept and time characteristic to the amount of target nuclei in the sample includes the step of generating a calibration equation that relates the zero intercept and time characteristic of the decay curve component of the standard sample to the known amount of target nuclei in the standard sample. , and calculating the quantity using the zero intercept and time characteristic measured from the unknown sample in conjunction with the calibration equation, the quantity contained in the unknown sample being determined. 10. The method of claim 9. 14. 15. The method of claim 14, wherein said calculation using said calibration equation and said decay curve of unknown samples includes regression analysis. 15. 10. The method of claim 9, wherein the shape of the decay curve comprises at least two of Abragam, fast Gaussian, slow Gaussian, slow modified Gaussian, exponential, and modified exponential. .
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