低场核磁共振(LF-MMR)通过H原子能量变化判断样品中水分子的自由度、分析不同种类水分的含量,是一种快速、有效、无损的测量技术。国内外学者利用低场核磁共振技术在食品水分检测、冻土未冻水、低渗透岩心孔隙分布等方面进行了大量研究。
根据拉莫定律,在给定磁场强度下,当外加射频频率与1H核共振频率相同时,1H才产生共振吸收。而1H核共振频率由分子组成与结构决定,即不同分子的1H具有不同的核磁共振频率,因此施加特定外加射频频率,测水中的H而不测其他物质中的H。1H低场核磁共振的弛豫时间长短与氢质子的存在状态及所处的物理化学环境有关,纵向弛豫T2越长,说明分子运动性越强,所受束缚力弱,反之,分子运动性弱,所受束缚力强。因此,利用T2值大小可以区别黏土的表面水化水、渗透水、自由水的类型。即采样总信号幅值与物质中水分子的氢质子数呈正比,各种类型水的质量比等于各自的核磁共振信号峰的面积比。利用联合迭代重建技术(SIRT算法)反演T2离散点,可得离散型与连续型相结合的T2积分谱,峰面积为该状态水分的信号幅值。 水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于天然气在岩芯中的各种状态(孔隙气凝结气)检测分析。麦格瑞水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质高性能驱替系统
磁共振横向弛豫时间T2是描述氢原子核弛豫快慢的特征参数,其大小反应了氢原子核所处的环境,即束缚的越强烈,弛豫越快,T2越小。基于此,当土壤中充满水,通过对土壤样品T2弛豫时间的测量及T2弛豫时间的一维反演分布,可获得3-4个明显的谱峰,分别对应微孔、中孔、大孔及完全自由水,每个谱峰的积分面积对应该类型孔隙所占的比例,从而对土壤中的孔隙分布做出评价分析。通常微孔和潜力束缚水对应的T2为0.1-60ms之间,谱峰在60-300ms之间则表征中孔中水,大孔中的水对应的谱峰在300-1000ms之间,而完全自由水(Bulk water)的弛豫时间2s-3s之间。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析仪,配备22MHz静磁场,能够有效提高信号的信噪比,探头死时间小于15us,极短回波时间0.08ms,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,为土壤的孔隙分布研究提供一种精确、快速、方便的分析途径。核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质高性能驱替系统多孔介质的研究有助于提高工程结构的稳定性和耐久性。
低场时域核磁共振技术用于水分在土壤中的运动机制研究: 土壤是一种具有复杂成分的多孔介质系统,包括粘土(伊利石、高岭石、蒙脱石等)、有机质(腐殖酸、酯等)等,其在吸水后,由于部分成分发生相态变化、各个成分之间的相互作用等,致使其水分先进入相对较大的孔隙,而进入微孔则是一个比较长的过程,这与具有稳定结构的多孔介质中水分的运动机制相反(典型多孔介质极先吸水的是微孔),这种现象可通过低场时域核磁共振技术持续检测土壤样品中的水分的弛豫时间明显的观察到。 从T2反演谱图上可以看出,随着时间的推移,大孔中的水(约1000ms)的含量逐渐减少(谱峰面积逐渐减小),小孔中的水(约2.5ms)逐渐增加(谱峰面积逐渐增大)。同时,随着时间的推移,所有谱峰的位置逐渐左移,这说明,水分与土壤中的部分成分发生作用,使土壤的孔径大小发生变化,重新分布。 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。
(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。核磁共振技术通过对岩样进行核磁共振测试,快速获得储层渗透率、孔隙度、含油饱和度。
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。非常规岩芯分析仪具有高性能驱替系统,及大围压1万psi,及大驱替压8千psi,最高温度120℃。高精度磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统介绍
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。麦格瑞水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质高性能驱替系统
MAGMED Cores HP20L 非常规岩芯核磁共振分析仪针对非常规岩芯极低孔隙度、纳米级微孔隙、极低渗透率、高有机质含量特点而设计。配备高温高压核磁共振岩芯夹持器。可模拟非常规岩芯在地层条件下的压力和温度环境。研究岩芯在不同压力和温度条件下油、水及有机质的变化。高温高压夹持器主体由钛合金材料制作。极大工作压力为围压10000psi(68.95MPa)。驱替压8000psi(55.16 MPa)。极高样品温度为120℃;可检测1英寸标准岩芯(25.4mm) 样品。极短回波间隔0.08毫秒。驱替时可进行实时磁共振测量。麦格瑞水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质高性能驱替系统
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