磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)低場核磁共振技術(shù)主要采用永磁體結(jié)構(gòu)，磁場強(qiáng)度一般在1.0 T以下，主要采集被檢測樣品的弛豫信息。它的特點(diǎn)是研究原子核在磁場中的一些特性。能提供核周圍的分子或環(huán)境的信息。并且氫核有極強(qiáng)的磁共振信號(hào)極容易被儀器探測。 低場核磁共振射頻探頭性能： 1) 探頭由射頻線圈和調(diào)諧匹配電路組成。是射頻磁場的發(fā)生裝置。也是核磁信號(hào)的接收裝置。 2) 探頭性能直接影響核磁共振信號(hào)的接收靈敏度。低性能探頭會(huì)導(dǎo)致核磁共振信號(hào)的降低甚至丟失。 3) 探頭性能直接決定核磁系 統(tǒng)的測量準(zhǔn)確度。 低場核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測技術(shù)。具有測試速度快。靈敏度高、無損、綠色等優(yōu)點(diǎn)。已廣闊應(yīng)用在食品品質(zhì)控制、非酒精性脂肪肝等代謝疾病研究、石油勘探、水泥水化過程分析、水泥基材料不同配方選擇、土壤水分物性及孔隙物性研究、土壤固體有機(jī)質(zhì)探測、非常規(guī)巖芯總體孔隙度及有效孔隙度檢測、油水氣飽等水泥基材料、土壤、巖芯等多孔介質(zhì)領(lǐng)域。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于非常規(guī)巖芯的巖芯濕性檢測分析。磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理

油對(duì)T2分布的影響隨孔隙中流體的不同而不同。水和輕質(zhì)油圖4.6(上)為水和輕質(zhì)油充填水濕地層的體積模型。模型中各組分之間的明顯邊界并不意味著對(duì)應(yīng)的衰變譜之間的明顯邊界。如果用較短的TE和較長的TW來測量回波序列，那么水將具有較寬的T2分布，而輕質(zhì)油則傾向于在單個(gè)T2值附近顯示更窄的分布水與輕質(zhì)油的擴(kuò)散系數(shù)差異不大;因此，兩種流體之間的D對(duì)比不會(huì)很明顯。輕質(zhì)油和孔隙水的T1值差異很大;因此，兩種液體之間的T1對(duì)比將被檢測到。低場核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對(duì)混泥土的耐久性進(jìn)行分析。

核磁共振技術(shù)在水泥基材料中得到了廣闊地應(yīng)用，該技術(shù)在水泥基材料中的應(yīng)用主要包括三大類: 水泥水化進(jìn)展表征、水泥漿體孔結(jié)構(gòu)演化表征和水泥化學(xué)相關(guān)信息表征。運(yùn)用低場核磁共振技術(shù)測試水泥的水化進(jìn)程，該技術(shù)可在不破壞樣品的前提下，利用水分子中質(zhì)子的弛豫特性研究水泥基材料中水的含量及其分布的變化，具有快速、連續(xù)和無損的優(yōu)勢。隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，水的狀態(tài)從自由水向化學(xué)結(jié)合水、物理吸附水和孔隙水轉(zhuǎn)變。核磁共振技就是通過探測不同結(jié)合狀態(tài)的水分子中的質(zhì)子信號(hào)來研究水化過程。

低場時(shí)域核磁共振技術(shù)（弛豫時(shí)間理論）以其無損、無侵入、檢測時(shí)間短、可檢測至更加微觀的維度等特點(diǎn)，在土壤分析領(lǐng)域的應(yīng)用越來越被科研工作者關(guān)注，尤其在土壤孔隙表征方面，包括孔徑大小測量、孔徑分布分析等。與X-Ray計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)（X-Ray Computed tomography）相比，低場時(shí)域核磁共振技術(shù)檢測更快，可對(duì)土壤中的納米級(jí)孔隙進(jìn)行定量分析，可用于研究土壤不同系統(tǒng)中的水動(dòng)力學(xué)研究，如陶土/水系統(tǒng)、有機(jī)物/水系統(tǒng)等。MAGMED-Soil-2260高精度磁共振土壤分析儀是用于測試土壤等多孔介質(zhì)的分析儀，該系統(tǒng) 主要用于對(duì)樣品水分物性，自由與束縛水，以及水分遷移的測量分析，可用于對(duì)土壤等多 孔介質(zhì)的孔隙度、孔隙大小分布的測量與分析，還可用于探測和研究樣品中的固體有機(jī)質(zhì)。土壤和巖芯的物理和化學(xué)性質(zhì)影響多孔介質(zhì)的性能。

基于低場時(shí)域核磁共振技術(shù)的土壤潤濕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)探索 土壤的潤濕性其本質(zhì)機(jī)制是水分進(jìn)入土壤后所發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)。水分進(jìn)入土壤后，其有兩個(gè)進(jìn)程，first個(gè)為快速吸收，這主要是由于干燥的有機(jī)物吸水、膨脹，形成凝膠，并產(chǎn)生微孔；第二個(gè)進(jìn)程主要體現(xiàn)在具有憎水性的土壤中，即土壤顆粒表面的憎水性有機(jī)物覆層與載體-土壤顆粒之間的連接，因水分的滲透作用而發(fā)生破壞，該過程伴隨少量的吸水量，且持續(xù)時(shí)間較長。基于低場時(shí)域磁共振技術(shù)，通過測量土壤樣品中的水分的橫向弛豫時(shí)間及其分布發(fā)現(xiàn)：當(dāng)憎水性土壤暴露在水分中足夠長的時(shí)間，其與同類型的潤濕性能優(yōu)異的土壤將達(dá)到相同或相似的水分分布平衡狀態(tài)。基于此，低場時(shí)域核磁共振技術(shù)，為評(píng)價(jià)土壤的潤濕性提供了一條可行的途徑：通過計(jì)算土壤樣品的加權(quán)平均T2橫向弛豫時(shí)間T2gm，即當(dāng)土壤樣品暴露于水中足夠長的時(shí)間后，其T2gm持續(xù)降低，并在3周后，降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，則說明該土壤為憎水性土壤，潤濕性能較差。 磁共振土壤分析儀，采用優(yōu)化的磁場強(qiáng)度、探頭系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)等硬件配置，功能強(qiáng)大的軟件分析系統(tǒng)，可對(duì)土壤樣品進(jìn)行長時(shí)間在線精確測量，可為土壤潤濕性評(píng)價(jià)分析提供一種高效、快捷、精確分析途徑。水泥基材料是構(gòu)建多孔介質(zhì)的關(guān)鍵組成部分。一站式核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)系統(tǒng)介紹

核磁共振磁場溫度的穩(wěn)定性主要從材料和磁體的工作環(huán)境兩個(gè)方面改進(jìn)，釤鈷材料能更好。磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理

表層沃土商品土中腐殖酸（HA） 提取及HA覆層sand樣品的制作；重油中瀝青（Asphaltenes）提取及瀝青覆層sand樣品的制作； 標(biāo)準(zhǔn)樣品0.002 M CuSO4溶液的弛豫時(shí)間當(dāng)量240us（1MHz）；Bulk蒸餾水的弛豫時(shí)間當(dāng)量2500ms； 3.5cm直徑、5cm高的樣品管；承裝樣品的高度略小于1.5cm（磁場的MORE檢測區(qū)域），加蓋，特氟龍膠帶纏繞，防止蒸發(fā)； 以1滴/秒的速度滴加蒸餾水，直至樣品的上表面有一薄層液體，模擬下雨的情況； 如果不加水，NMR測得的都是噪音信號(hào)，這說明該文章中所使用的NMR設(shè)備和測量方法無法測得固體有機(jī)質(zhì)信號(hào)； 前后兩次測量土壤樣品的幅值誤差小于4%（驗(yàn)證重復(fù)性）； 標(biāo)準(zhǔn)樣品的幅值誤差小于5%，整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)（約20天）； NMR定量測量水含量與Mass balance方法（天平）誤差小于5%，NMR定量測量含水量的精度達(dá)到0.01g；磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理