低場時域核磁共振技術(shù)用于土壤中的孔隙分布研究 土壤作為一種非穩(wěn)態(tài)多孔介質(zhì)，其在吸水過程中，孔隙狀態(tài)發(fā)生變化，并形成新的孔隙分布狀態(tài)。通常對土壤等多孔介質(zhì)中的孔隙定性分為3大類：微孔（micropores）、中孔（mesopores）、大孔（macropores）。當(dāng)孔隙中填充水時，由于水中的氫原子核在不同尺寸的孔隙中，受到的束縛強(qiáng)度不同?；诘蛨鰰r域核磁共振技術(shù)原理，當(dāng)氫原子在靜磁場中，受靜磁場作用，定向排列，形成宏觀磁矩，被一特定交變磁場激發(fā)后，吸收能量，使宏觀磁矩發(fā)生偏轉(zhuǎn)（90°、180°等），當(dāng)交變磁場撤除后，受靜磁場作用，宏觀此舉恢復(fù)到初始狀態(tài)，這一過程即共振。其中橫向弛豫時間T2是描述氫原子核弛豫快慢的特征參數(shù)，其大小反應(yīng)了氫原子核所處的環(huán)境，即束縛的越強(qiáng)烈，弛豫越快，T2越小。非常規(guī)巖芯磁共振分析儀可測0.02毫升水樣，誤差±0.5%，并可對氣體，如甲烷等，可直接測量。高精度水泥基材料-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。也是核磁信號的接收裝置。 2) 探頭性能直接影響核磁共振信號的接收靈敏度。低性能探頭會導(dǎo)致核磁共振信號的降低甚至丟失。 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。氫核磁核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)總體孔隙度檢測水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對水泥基材料的水化過程進(jìn)行分析。

Soil-2260磁共振土壤分析儀是由江蘇麥格瑞電子科技有限公司研發(fā)設(shè)計。配合22MHz系列的土壤分析儀使用的檢測軟件。磁共振土壤分析儀可以安裝在Windows 10 64bit（推薦）系統(tǒng)下。用來測量樣本信號和進(jìn)行信號的后處理。通過使用土壤分析儀和磁共振土壤分析儀軟件。用戶可以快速的得到樣本的水分含量?？紫堵省⒑瑲渎实刃畔?。 磁共振土壤分析儀軟件的主要功能與操作包括探頭參數(shù)設(shè)置與自檢功能、脈沖檢測功能和數(shù)據(jù)處理功能。 磁共振土壤分析儀軟件檢測功能。即利用不同NMR脈沖序列。對探頭中的待測樣本進(jìn)行信號獲取。SoilNMR提供低場核磁共振檢測中常用的一維和二維脈沖序列。其中一維脈沖序列包括：OnePulse脈沖序列、CPMG脈沖序列、IR脈沖序列、SR脈沖序列。二維的脈沖序列包括：T1-T2二維脈沖序列。

低場時域核磁共振技術(shù)（弛豫時間理論）以其無損、無侵入、檢測時間短、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計算機(jī)斷層掃描技術(shù)（X-Ray Computed tomography）相比，低場時域核磁共振技術(shù)檢測更快，可對土壤中的納米級孔隙進(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)。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對水泥基材料的水分含量和水分分布進(jìn)行研究。

對于水泥中的結(jié)晶水，主要來自于水泥水化過程的產(chǎn)生的微晶相氫氧化鈣中的羥基信號、鈣礬石中的結(jié)晶水信號，其T2弛豫時間非常短~10us左右。常規(guī)的T1-T2測量方法能夠重聚由于化學(xué)位移各向異性、潛在的磁場不均勻性以及異核偶極耦合相互作用造成的磁化損失，對于氫氧化鈣中同核偶極耦合作用造成的信號損失無能為力，因此常規(guī)T1-T2測量方法檢測到水泥基材料中的固體信號比較困難。而固體回波可以重聚氫氧化鈣中孤立的1/2自旋對產(chǎn)生的同核偶極耦合作用造成的信號損失，因而可以檢測到水泥基材料中的固體信號。我們將多固體回波序列用于T1-T2弛豫測量，多固體回波序列(圖1)由標(biāo)準(zhǔn)二維弛豫序列結(jié)合固體回波組成。目前，該二維脈沖序列測量方法已用于巖芯、礦物等多孔介質(zhì)材料。我們將二維固體脈沖測量方法應(yīng)用于水泥樣本的研究中，目的是使用低場核磁共振技術(shù)獲得更完整的水泥材料中的固體信號。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對水泥基材料對水分的吸收及酸腐蝕進(jìn)行研究。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。高精度水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理

MAG-MED核磁共振分析儀通過弛豫時間長短的測量能夠有效區(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)動能力差異：束縛水相對自由水其氫原子核運(yùn)動受到束縛強(qiáng)。固態(tài)水（冰）相較液態(tài)水其氫原子核運(yùn)動受到的束縛強(qiáng)。所以其弛豫時間存在差異。束縛強(qiáng)的氫原子核弛豫時間短。運(yùn)動相對自由的氫原子核弛豫長。同理。小孔中水分的氫原子核運(yùn)動束縛強(qiáng)。弛豫時間短；而大孔中水分的氫原子核運(yùn)動相對自由。弛豫時間長。高精度水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理