[发明专利]基于表面核磁共振技术的流体T1弛豫谱的快速测量系统与方法

权利要求书

1.一种基于表面核磁共振技术的流体T1弛豫谱的快速测量系统，其特征在于，包括：U型表面磁体，多个平面射频线圈，控制谱仪以及快速T1测量序列；其中，

所述U型表面磁体在U型开口处形成一个鞍形区内的均匀水平主磁场（B0），整个所述U型表面磁体由多个U型组件串接而成；所述U型表面磁体长度依据待测流体的最高流速来确定；

所述U型表面磁体的轴向为磁体或待测流体运动的方向；

所述平面射频线圈包括发射线圈和多个收发一体射频线圈，所述发射线圈的长度与所有收发一体射频线圈的长度之和相等；所述发射线圈负责发射饱和脉冲；所述收发一体射频线圈负责发射90度射频后采集FID信号；

所述发射线圈和所述收发一体射频线圈所产生的射频场方向为U型表面磁体的开口方向，其与水平主磁场和流速V的方向均垂直；所述发射线圈和所述收发一体射频线圈相互之间去偶合；所述平面射频线圈与所述谱仪之间通过导线连接；

所述快速T1测量序列包括单次快速测量方法和/或并行快速测量方法；

所述单次快速测量方法采用单次测量模式：测量完一个地层区域的全部信号以后，再启动下一次测量周期；所述单次快速测量方法包括以下步骤：

首先使用发射线圈发射饱和脉冲，使与所述发射线圈尺寸相同区域内的流体被饱和，纵向磁化和横向磁化矢量均为0；

经过Δt时间后，与所述发射线圈相邻的收发一体射频线圈尺寸相同的饱和流体流到线圈的范围内时，所述收发一体射频线圈发射90度射频，然后接收FID信号，所述FID信号峰值为T1测量的第一个信号点；再每间隔2Δt时间后，分别由对应的收发一体射频线圈依次发射90度射频后接收FID信号，其信号峰值分别为T1测量的后续信号点；所述Δt=单个收发一体射频线圈的线圈长度/流体流速；

将所有信号点与其对应的时间序列（Δt ，3Δt，5Δt，……）经过拉普拉斯反变换，即得到流体的T1弛豫分布即弛豫谱；如果流体为单组分，即得到流体的T1弛豫时间；

所述并行快速测量方法采用并行测量模式：第一次测量尚未结束，即开启下一个地层区域的测量；所述并行快速测量方法采用并行测量模式：所述并行测量模式包括以下步骤：

所述发射线圈及与所述发射线圈相邻的三个收发一体射频线圈，其线圈工作与单次测量模式相同；

在第三个收发一体射频线圈采集结束后，再经Δt时间后，使所述发射线圈再次发射饱和脉冲，激励下一个测量地层区域，为测量T1做准备；此后与单次测量模式相同。

2.如权利要求1所述的基于表面核磁共振技术的流体T1弛豫谱的快速测量系统，其特征在于，所述U型表面磁体为三块永磁钐钴磁钢首尾相连组成U形状磁体。

3.如权利要求1所述的基于表面核磁共振技术的流体T1弛豫谱的快速测量系统，其特征在于，根据流速和待测流体T1值，所述收发一体射频线圈为3~15个。