RU2018140927A - Метод и аппарат для осуществления ядерного магнитного резонанса в режиме реального времени - Google Patents

Claims (23)

1. Способ преобразования одного или нескольких сигналов, каждый из которых содержит одну или несколько волновых форм с различными несущими функциями, содержащий в себе один, несколько или отсутствие линейных фильтров, один, несколько или отсутствие линий задержки, один и более смесителей и такое же число низкочастотных фильтров, отличающийся тем, что каждый вышеуказанный линейный фильтр получает на входе один из вышеуказанных сигналов, каждая вышеуказанная линия задержки получает на входе один из вышеуказанный сигналов, каждый вышеуказанный смеситель получает на входе пару, состоящую из или вышеуказанных сигналов, или выходных сигналов вышеуказанных линейных фильтров, или выходных сигналов вышеуказанных линий задержки, и каждый выходной сигнал вышеуказанного смесителя направляется на вход низкочастотного фильтра.

2. Способ преобразования одного или нескольких сигналов ЯМР по схеме формулы 1.

3. Способ преобразования одного или нескольких сигналов по схеме формулы 1, характеризующийся тем, что каждый входной, промежуточный или выходной сигналы выполнены в аналоговой или цифровой форме, вышеуказанные линейные фильтры, линии задержек, смесители или низкочастотные фильтры выполнены в аналоговой или цифровой форме, в случае, если аналоговый сигнал должен быть подключен к цифровому входу, используется дополнительный аналого-цифровой преобразователь, а в случае, если цифровой сигнал должен быть подключен к аналоговому входу, используется дополнительный цифро-аналоговый преобразователь.

4. Способ преобразования одного или нескольких сигналов по схеме формулы 1, характеризующийся тем, что на входе сигнал преобразуется в цифровой вид, и все последующие стадии преобразования выполняются только с использованием цифровой формы так, что линейные фильтры выполнены на основе их численной аппроксимации, линии задержек выполнены в виде конвейеров, первый-зашел-первый-вышел, или сдвиговых регистров и других методов с использованием цифровой памяти.

5. Способ преобразования одного или нескольких сигналов по схеме формулы 1, использующий хотя бы одну длинную линию задержки.

6. Способ преобразования одного или нескольких сигналов по схеме формулы 5, отличающийся тем, что длинные линии задержки имеют изменяющуюся во времени длину.

7. Способ преобразования одного или нескольких сигналов по схеме формулы 1, в котором общее число смесителей не меньше общего числа детектируемых изотопов с ненулевым спином во входном или входных сигналах.

8. Способ обработки ЯМР-сигналов, в котором исследуемое вещество помещено в одно или несколько постоянных магнитных полей, в исследуемом веществе имеется не менее одного изотопа с ненулевым спином, имеется не менее двух откликов ЯМР-сигналов или от различных изотопов с ненулевым спином, или от одного и того же изотопа, но в различном магнитном поле, имеется одна или несколько приемных катушек или оптических ЯМР-детекторов, находящихся в непосредственной близости от исследуемого вещества, имеются генераторы частот, работающие на несущей частоте вышеуказанных откликов, имеется набор смесителей и низкочастотных фильтров, отличающийся тем, что каждый смеситель получает пару сигналов, первый из которых поступает от одного из вышеуказанных генераторов, а второй поступает от вышеуказанных приемных катушек или оптических детекторов, все вышеуказанные генераторы физически синхронизированы друг с другом так, что их частоты всегда имеют одно и то же отношение, и выходной сигнал каждого вышеуказанного смесителя проходит через низкочастотный фильтр.

9. Способ обработки ЯМР-сигналов формулы 8, в котором используется не менее двух источников постоянного магнитного поля.

10. Способ обработки ЯМР-сигналов формулы 8, в котором один из ЯМР-спектров предопределенного изотопа с ненулевым спином измеряется на основе эталонного образца, дополнительно отличающийся тем, что точное отношение частот ЯМР-спектров используется для получения абсолютного спектра ЯМР всех остальных изотопов с ненулевым спином.

11. Способ преобразования одного или нескольких сигналов по схеме формулы 8, характеризующийся тем, что каждый входной, промежуточный или выходной сигналы выполнены в аналоговой или цифровой форме, вышеуказанные линейные фильтры, линии задержек, смесители или низкочастотные фильтры выполнены в аналоговой или цифровой форме, в случае, если аналоговый сигнал должен быть подключен к цифровому входу, используется дополнительный аналого-цифровой преобразователь, а в случае, если цифровой сигнал должен быть подключен к аналоговому входу, используется дополнительный цифро-аналоговый преобразователь.

12. Способ преобразования одного или нескольких сигналов по схеме формулы 8, характеризующийся тем, что на входе сигнал или предусиленный сигнал преобразуется в цифровой вид посредством аналого-цифрового преобразователя, один тактовый генератор используется для тактирования вышеуказанного аналого-цифрового преобразователя, все последующие стадии преобразования выполняются только с использованием цифровой формы так, что фильтры и смесители выполнены на основе их численной аппроксимации, и синхронизированные тактовые генераторы выполнены в виде тригонометрических функций.

13. Способ преобразования одного или нескольких сигналов по схеме формулы 8, характеризующийся тем, что не менее двух входных катушек используются одновременно с одним и тем же генератором частот.

14. Способ преобразования одного или нескольких сигналов по схеме формулы 8, характеризующийся тем, что используется хотя бы один эталонный образец вещества с изотопом с ненулевым спином, спектр которого полностью известен.

15. Способ преобразования одного или нескольких сигналов по схеме формулы 14, характеризующийся тем, что используется хотя бы два различных эталонных образца вещества с двумя различными изотопами с ненулевым спином, спектры которых полностью известны.

16. Аппарат для проведения погружного измерения методом ЯМР, состоящий из: первого компонента с: одним или несколькими постоянными магнитами, одной или несколькими приемными катушками и/или оптическими ЯМР-детекторами, передатчиком из одного или нескольких двухдиапазонных источников резонансных частот электронов и ядер и/или одной или несколькими передающими катушками, одним или несколькими штекерами, обеспечивающими подключение вышеуказанных принимающих и/или передающих катушек и/или вышеуказанных оптических ЯМР-детекторов так, что вышеуказанные принимающие катушки, вышеуказанные передающие катушки, вышеуказанные оптические детекторы и вышеуказанные двухдиапазонные передатчики расположены между вышеуказанными магнитами или в их непосредственной близости, второго компонента с обрабатывающей электроникой; первый и второй компоненты этого аппарата герметично соединены, отличающейся тем, что присутствует хотя бы один из следующих компонент, а именно: вышеуказанный двухдиапазонный источник резонансных частот электронов и ядер, или вышеуказанный постоянный магнит или магниты имеет(ют) неравномерную магнитную поляризацию так, что магнитное поле в измеряемой области больше, чем магнитное поле анизотропного магнита того же материала и размера, или вышеуказанная электроника поддерживается при заданной температуре посредством принудительной конвекции текущей средой.

17. Устройство из формулы 16, у которого передающие и приемные катушки выполнены в виде шести катушек, расположенных на ребрах параллелепипеда, ось каждой из таких катушек расположена в плоскости, перпендикулярной или не параллельной направлению магнитного поля, которое образованно на основе вышеуказанных магнитов a1, число витков в каждой такой катушке не менее двух.

18. Устройство из формулы 16, отличающееся тем, что первый компонент преднамеренно изготавливается в различных вариантах так, что каждый вариант покрывает свой собственный температурный диапазон и/или собственный диапазон давлений и/или его соответствующую химическую совместимость.

19. Устройство из формулы 16, отличающееся тем, что первый компонент герметично изолирован от второго посредством специального соединения и/или прокладки.

20. Устройство из формулы 16, отличающееся тем, что второй компонент имеет форму лабораторного шлифа.

21. Устройство из формулы 16, дополнительно оснащенное трубкой, в которую помещается измеряемый материал так, что эта трубка располагается в измеряемой области, эта трубка может совершать вращения вокруг своей оси или поступательные движения вдоль своей оси так, что хотя бы какая-то часть этой трубки, заполненная исследуемым веществом, продолжает находиться в измеряемой камере.

22. Устройство из формулы 16, отличающееся тем, что магнитный материал имеет проводимость, и/или расстояние от катушек до обрабатывающей электроники существенно меньше характеристической длины волны ЯМР-сигналов.

23. Устройство из формулы 16, предназначенное для оценки среднего размера капель эмульсий и/или измерения давления, плотности, скорости потока, температуры, вязкости исследуемого материала.