基于低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)的土壤潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的探索 土壤的憎水性是土壤潤(rùn)濕性差的直接體現(xiàn)，通常是由于土壤中的有機(jī)物在土壤表層形成一層覆層，從而阻礙水分在土壤中的吸收。 從低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)理論來(lái)看，土壤潤(rùn)濕性差主要表現(xiàn)為：土壤的水分以自由水的形式存在，其橫向弛豫時(shí)間（T2）當(dāng)量通常大于1000ms量級(jí)。土壤潤(rùn)濕性優(yōu)主要表現(xiàn)為：土壤中的水分快速吸收，以束縛水形式存在，其橫向弛豫時(shí)間（T2）反演譜圖上有兩個(gè)在在1ms-10ms，10ms-100ms當(dāng)量的譜峰。因此，通過(guò)計(jì)算其弛豫時(shí)間的幾何平均數(shù)，即加權(quán)平均T2弛豫時(shí)間，可定性評(píng)價(jià)土壤的潤(rùn)濕性：在土壤樣品中加水后，短時(shí)間內(nèi)（幾天）持續(xù)測(cè)量其橫向弛豫時(shí)間T2，并計(jì)算加權(quán)平均橫向弛豫時(shí)間T2gm，如T2gm大于1000ms，那么該土壤樣品潤(rùn)濕性差，表現(xiàn)為憎水性；如T2gm小于1000ms，且變化不大，那么該土壤樣品潤(rùn)濕性好，持水能力強(qiáng)。 MAGMED磁共振土壤分析儀，以其優(yōu)化的場(chǎng)強(qiáng)、探頭系統(tǒng)等硬件配置，功能強(qiáng)大的軟件分析系統(tǒng)，可對(duì)土壤樣品中的水分信息進(jìn)行全力精確的測(cè)量，可為土壤潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)分析提供一種高效、快捷、精確分析途徑。多孔介質(zhì)的研究有助于優(yōu)化工程設(shè)計(jì)和降低工程成本。一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)儀器定制服務(wù)

將比表面積為380m2/kg的普通硅酸鹽水泥與鐵渣粉混合制成不同鐵渣含量的試樣。試樣真空保水后使用PM-1030磁共振水泥基材料分析儀進(jìn)行檢測(cè)。將測(cè)試結(jié)果反演得到曲線圖，觀察各試件飽水樣T2 譜相似，均有2~3個(gè)弛豫峰且均以短弛豫為主，弛豫時(shí)間絕大部分在0.01ms~1ms 之間，在10ms~100ms和100ms~1000ms之間存在比例很小的峰。每個(gè)弛豫峰表征一種狀態(tài)的水（化學(xué)結(jié)合水、 吸附水、孔隙水與自由水）。研究表明 ：化學(xué)結(jié)合水的橫向弛豫時(shí)間很短，試驗(yàn)無(wú)法采集到試件中化學(xué)結(jié)合水的信號(hào)，已知吸附水流動(dòng)性＜孔隙水流動(dòng)性＜自由水流動(dòng)性。T2 值小孔 隙就小，T2 值大孔隙就大，T2 與 r 正相關(guān)，因此核 磁共振T2 譜測(cè)試結(jié)果可間接反映試件內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)。 T2 時(shí)間越短，水的流動(dòng)性越差。因此，T2 譜的3個(gè)峰依次對(duì)應(yīng)飽水試件中吸附水、孔隙水和自由水中氫核的核磁共振信號(hào)。磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)液體驅(qū)替對(duì)巖芯影響低場(chǎng)核磁共振是一種正在興起的快速無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。具有測(cè)試速度快，靈敏度高、無(wú)損、綠色等優(yōu)點(diǎn)。

小型核磁共振是核磁共振技術(shù)的一種獨(dú)特實(shí)現(xiàn)形式，近年來(lái)憑借便捷、綠色和準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、食品、材料等研究領(lǐng)域涌現(xiàn)出大量新方法、新應(yīng)用。小型核磁共振精華在于一個(gè)“小”字，它賦予核磁共振技術(shù)眾多新特性和新生命力。 成本經(jīng)濟(jì)化：核磁共振硬件的小型化直接降低了制造的成本，是實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用的第二大優(yōu)勢(shì)。小型的核磁共振通常采用成本降低的永磁體作構(gòu)建主磁場(chǎng)，硬件本身降低的同時(shí)，維護(hù)、屏蔽和場(chǎng)地成本也極大降低。隨著經(jīng)濟(jì)性的提升，科研機(jī)構(gòu)逐步流行配置小型核磁共振儀器開(kāi)展基礎(chǔ)教學(xué)和科學(xué)研究的選項(xiàng)。

核磁共振技術(shù)是利用巖石等多孔介質(zhì)內(nèi)部流體中H原子的核磁共振信號(hào)強(qiáng)度與流體體積成正比這一特性來(lái)實(shí)現(xiàn)巖石微觀孔隙結(jié)構(gòu)測(cè)量，T2圖譜是核磁共振測(cè)得的直觀結(jié)果之一。對(duì)于均質(zhì)的純凈物，發(fā)生核磁共振時(shí)其內(nèi)部每個(gè)原子核與周圍環(huán)境的相互作用基本相同，因此可以用一個(gè)單一的弛豫時(shí)間T來(lái)表征被測(cè)樣品的物性特征。而對(duì)于巖石這種多孔介質(zhì)而言，情況要復(fù)雜的多。巖石礦物含量與構(gòu)成不一，孔隙內(nèi)的流體被巖石骨架分割在大小形狀不一的孔道內(nèi)，每個(gè)原子核與固體表面的接觸機(jī)會(huì)不一樣，導(dǎo)致每個(gè)原子核弛豫被加強(qiáng)的幾率不等，因此，儲(chǔ)層巖石內(nèi)的流體弛豫不能用單一的弛豫時(shí)間來(lái)描述，而應(yīng)當(dāng)是一個(gè)分布。不同類型巖石內(nèi)不同流體決定了各自具有不同的弛豫時(shí)間分布。核磁共振是指靜磁場(chǎng)中的自旋原子核在另一交變磁場(chǎng)中自旋能級(jí)發(fā)生塞曼分裂，共振吸收某一頻率的。

MAG-MED核磁共振分析儀通過(guò)弛豫時(shí)間長(zhǎng)短的測(cè)量能夠有效區(qū)分樣品中不同水分含量及比例、樣品中孔徑大小的分布及孔隙變化信息。 土壤、凍土、巖石材料中的自由水、束縛水、不同相態(tài)水。由于水分子中的氫原子核運(yùn)動(dòng)能力差異：束縛水相對(duì)自由水其氫原子核運(yùn)動(dòng)受到束縛強(qiáng)。固態(tài)水（冰）相較液態(tài)水其氫原子核運(yùn)動(dòng)受到的束縛強(qiáng)。所以其弛豫時(shí)間存在差異。束縛強(qiáng)的氫原子核弛豫時(shí)間短。運(yùn)動(dòng)相對(duì)自由的氫原子核弛豫長(zhǎng)。同理。小孔中水分的氫原子核運(yùn)動(dòng)束縛強(qiáng)。弛豫時(shí)間短；而大孔中水分的氫原子核運(yùn)動(dòng)相對(duì)自由。弛豫時(shí)間長(zhǎng)。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對(duì)水泥基材料的水化過(guò)程進(jìn)行分析。MAGMED系列水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)儀器功能

江蘇麥格瑞電子科技有限公司積極探索磁共振應(yīng)用創(chuàng)新。一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)儀器定制服務(wù)

縱向弛豫(T1)和橫向弛豫(T2)是由質(zhì)子之間的磁相互作用引起的。從原子的角度來(lái)看，當(dāng)一個(gè)進(jìn)動(dòng)的質(zhì)子系統(tǒng)將能量傳遞給周圍環(huán)境時(shí)，弛豫就發(fā)生了。供體質(zhì)子弛豫到它的低能態(tài)，在低能態(tài)中質(zhì)子沿著B(niǎo)0的方向進(jìn)動(dòng)。同樣的轉(zhuǎn)移也有助于T2弛豫。此外，消相有助于T2松弛，而不涉及向周圍環(huán)境轉(zhuǎn)移能量。因此，橫向弛豫總是比縱向弛豫快;因此，T2總是小于等于T1?！?duì)于固體中的質(zhì)子，T2比T1小得多?！?duì)于流體中的質(zhì)子：(1)當(dāng)流體處于均勻靜磁場(chǎng)時(shí)，T1近似等于T2。(2)當(dāng)流體處于梯度磁場(chǎng)并采用CPMG測(cè)量過(guò)程時(shí)，T2小于T1，其差異主要受磁場(chǎng)梯度、回波間距和流體擴(kuò)散率的控制。當(dāng)潤(rùn)濕流體填充多孔介質(zhì)(如巖石)時(shí)，T1和T2都急劇減小，并且弛豫機(jī)制不同于固體或流體中的質(zhì)子。一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)儀器定制服務(wù)