核磁共振是指处于静磁场中的具有自旋属性的原子核。如氢(1H)、氟(19F)、碳(13C)等。在另一交变磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂。共振吸收某一特定频率的射频辐射的物理过程。低场核磁共振是一种正在兴起的快速无损检测技术。具有测试速度快。灵敏度高、无损、绿色等优点。已广阔应用在食品品质控制、非酒精性脂肪肝等代谢疾病、石油勘探、水泥水化过程分析、水泥基材料不同配方选择、土壤水分物性及孔隙物性研究、土壤固体有机质探测、非常规岩芯总体孔隙度及有效孔隙度检测、油水气饱等水泥基材料、土壤、岩芯等多孔介质领域。 低场核磁设备一般采用永磁体。测试样品介于两磁极中心。通过特殊的激励与信号处理即可得到稳定的核磁共振信号。主要测试参数包括纵向弛豫时间、横向弛豫时间、自扩散系数等。其体积与重量较小。易于移动。而且操作简单。易于维护。非常规岩芯磁共振分析仪特有T1-T2二维脉冲,可区分样品中不同的含氢组分,如水、油、气、油母沥青等。无损伤水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔径分布检测

核磁共振经过半个世纪的发展。已经成为一种成熟的实验技术。在许多领域已经得到大范围的推广。根据其磁体强度可以分为低场(低频)核磁共振 (LF-NMR)和高场(高频)核磁共振(HF-NMR)。LF-NMR 又称低分辨率核磁共振。即磁场强度在0.5 T 以下的核磁共振。通常用于物质物理性质的测定。在食品科学领域主要用于食品中脂质含量的检测、食品中水分含量及其存在状态等方面的研究。根据射频场的连续性可以分为稳态 NMR 和脉冲 NMR。其中只有脉冲 NMR 适用于进行快速检测以及实时监控。低场时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用介绍水泥基材料与土壤、岩芯的相互作用影响多孔介质的性能。

(1) 为了解水稻土转变为设施蔬菜地后土壤水分的相态变化,该研究在田间土壤调查的基础上,结合低场核磁测氢 技术,评价了田间状态的水稻土和不同转化年限设施蔬菜地土壤水分的相态分布情况。结果表明:随着转化时间的延长, 耕层土壤大孔隙吸持的自由水比重下降,土壤小孔隙吸持的束缚水比重上升,犁底层土壤水分的相态分布却无明显变化, 土壤水分吸持性能在转化时间序列上呈现下降的趋势,但长期施用有机肥可以优化耕层质量,提升土壤大孔隙吸持自由水的能力,改善土壤水分供释性能;水稻土转化为设施蔬菜地土壤 2 a 后,出现新犁底层,使得原有的耕层土壤变薄,土 壤水分吸持性能下降。核磁共振作为一种新的技术手段,可以实现实时、快速、准确地检测土壤水分的相态变化,可为 设施农业的可持续管理提供新的技术支持。
低场时域核磁共振技术用于土壤中水分的运动机制研究 土壤作为一种包含多中成分:多种矿物质、多种有机质的复杂非稳态的多孔介质,其吸水后,水分的渗透机理与典型稳态多孔介质中水分的渗透机理相违背,而是先进入大孔,进入微孔则是一个缓慢、漫长的过程,这说明水分与土壤中的部分组分相互作用,从而改变了土壤的微观结构。典型的解释是:土壤吸水后,水分与土壤中的有机质相互作用,形成“凝胶相”,打开土壤中的微孔系,从而吸水膨胀。但内在机理有待进一步研究。 基于低场时域核磁共振技术,通过对土壤样品的各个单独组分(如蒙脱石、腐殖酸)及全土吸水后的弛豫时间测量和分析,得出:土壤中的水分进入微孔之所以是一个缓慢、漫长的过程,主要是因为土壤渗透如有机质和矿物颗粒的结合界面、破坏有机质和矿物颗粒之间的相互作用,从而使土壤中形成凝胶相,并打开矿物颗粒(蒙脱石粘土)的微孔系的时间较长。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析仪,能够精确、全力的采集土壤样品中所有孔径对应的弛豫时间信号,优化的软硬件配置,满足长时间在线测量要求,重复性好,为土壤中的水分运动机制研究提供一种精确、快速、方便的分析途径。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质弛豫分析技术可获得物质中与分子动力学特性相关的弛豫信号。

静磁场是核磁共振产生的必要条件之一。在低场核磁共振弛豫分析仪中主要使用永磁体产生静磁场。核磁共振磁体的主要指标有磁场强度、磁场均匀性、磁场的温度稳定性。增加磁场强度能够提高检测的灵敏度。磁场均匀性的增加能够提高弛豫信号的质量。 磁场的温度稳定性则限制了磁体的使用环境。 永磁体的磁场强度主要受限于磁体材料。得益于稀土材料的发现和使用。 磁场温度的稳定性主要从材料和磁体的工作环境两个方面改进。使用钐钴材料的磁体能够更好的实现磁体温度的稳定;使用一个磁体恒温系统能够确保磁体的工作温度在很小的 范围内波动。极大地提高了磁场的稳定性。核磁共振磁体的主要指标有磁场强度、磁场均匀性、磁场的温度稳定性。增加磁场强度能够。一站式水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用介绍
水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于非常规岩芯的产油产气过程模拟等检测分析。无损伤水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔径分布检测
由饱水与离心状态下的核磁共振T2谱可以看出,束缚水主要集中在小孔隙空间或者极少部分的大孔隙中,这是由于孔隙结构的非均质性对由静电力和毛管作用引起的束缚水的形成有很大影响,对于较大孔隙中的束缚水,主要是由于孔隙的形状不规则而在孔隙的死角处形成束缚水。定量地区分吸附孔和渗流孔对于储层岩石的评价具有重要意义。吸附孔是指在离心力作用下,此流体不能被排出的孔隙,而渗流孔是指水可以在其中自由流动或者在一定的压力下水容易离心出来的孔隙。无损伤水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔径分布检测
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