[发明专利]三维扫描核磁共振成像仪阵列天线驱动方法及装置

说明书

本发明提供一种三维扫描核磁共振成像仪阵列天线驱动方法及装置，通过接收控制系统发送的控制命令；解析控制命令，生成脉冲发射时序信号和天线切换控制信号；根据脉冲发射时序信号对外部输入的高压信号进行处理，输出多个通道的高压射频脉冲；根据天线切换控制信号选择至少一个通道的高压射频脉冲以及核磁共振脉冲阵列天线中待工作的天线，并将所选择的各高压射频脉冲进行叠加，以驱动各待工作的天线发射核磁脉冲信号。本发明的装置能够通过单独激励一个天线探测单方位角的地层信息，激励多个天线探测多方位角的地层信息，实现周向不同方位分区信号的多层切片信息探测，提高核磁共振测井仪探头的周向分辨能力，实现维尺度下的地层探测。

技术领域

本发明涉及核磁共振测井技术领域，尤其涉及一种三维扫描核磁共振成像仪阵列天线驱动方法及装置。

背景技术

核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)现象在1946年被发现，之后很快应用在物理、化学、材料科学、生命科学和医学等领域。20世纪50年代，核磁共振开始在石油天然气工业中应用，最初应用于油藏岩石物理领域。核磁共振测井仪可以利用核磁共振原理对井眼周围的地层信息的进行探测，具有独特的储层流体的定性识别和定量评价能力。

探头是核磁共振测井仪的重要部件之一，探头的结构决定了仪器的测量方式、核磁共振区域和核磁共振信号强度等关键性能。核磁共振测井仪探头主要包括磁体和天线，磁体能形成用于极化自旋氢质子的静磁场，天线能发射用于扳转自旋氢质子的射频场，撤去射频场后，自旋氢质子开始沿着静磁场发生进动，从而产生核磁共振感应信号，通过探测核磁共振感应信号，可以对地层情况进行分析。

现有的核磁共振测井仪探头多采用柱状体磁体，磁体的圆面两边分别为N极和S极，磁场分布由N极指向S极的闭合磁力线形成，天线环绕在磁体周围，能向井眼四周360°激发极化的地层区域，使得在井眼周围没有探测盲区，可以进行多频多切片测量，但测量得到的信号只能是360°地层中信号的平均信号。因此，现有技术中的核磁共振测井仪只能进行径向深度维、轴向深度维的信号检测，不具有周向多方位敏感区域的信号检测能力，进一步的，更没有能够实现驱动核磁共振测井仪进行三维扫描的驱动装置。

发明内容

本发明提供一种三维扫描核磁共振成像仪阵列天线驱动方法及装置，以实现三维扫描核磁共振成像仪阵列天线的驱动，实现径向、轴向、周向三维尺度下的地层探测。

本发明的一个方面是提供一种三维扫描核磁共振成像仪阵列天线驱动装置，包括：

总线接口模块，与控制系统连接，用于接收所述控制系统发送的控制命令；

脉冲时序处理模块，与所述总线接口模块连接，用于解析所述控制命令，生成脉冲发射时序信号和天线切换控制信号；

多通道大功率脉冲发射模块，包括多个脉冲发射通道，分别与所述脉冲时序处理模块连接，每一所述脉冲发射通道用于根据所述脉冲发射时序信号对外部输入的高压信号进行处理，输出一种高压射频脉冲；

天线切换接口模块，与所述多通道大功率脉冲发射模块、脉冲时序处理模块以及核磁共振脉冲阵列天线连接，用于根据所述天线切换控制信号选择所述脉冲发射通道以及核磁共振脉冲阵列天线中待工作的天线，并将所选择的各所述脉冲发射通道输出的所述高压射频脉冲进行叠加，以驱动各所述待工作的天线发射核磁脉冲信号。

进一步的，所述脉冲发射通道包括：

脉冲生成子模块，与所述脉冲时序处理模块连接，用于将所述脉冲发射时序信号转换为射频信号；

功率管驱动子模块，与所述脉冲生成子模块连接，用于对所述射频信号进行功率放大，生成斩波驱动信号；

高压斩波子模块，与所述功率管驱动子模块以及所述外部输入的高压信号连接，用于根据所述斩波驱动信号对所述外部输入的高压信号进行斩波，生成所述高压射频脉冲。