高精度水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫分析

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)低場(chǎng)核磁共振技術(shù)主要采用永磁體結(jié)構(gòu)，磁場(chǎng)強(qiáng)度一般在1.0 T以下，主要采集被檢測(cè)樣品的弛豫信息。它的特點(diǎn)是研究原子核在磁場(chǎng)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(cè)。 低場(chǎng)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(chǎng)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(cè)量準(zhǔn)確度。 低場(chǎng)核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測(cè)技術(shù)。具有測(cè)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(cè)、非常規(guī)巖芯總體孔隙度及有效孔隙度檢測(cè)、油水氣飽等水泥基材料、土壤、巖芯等多孔介質(zhì)領(lǐng)域。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。高精度水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫分析

低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)用于土壤中水分的運(yùn)動(dòng)機(jī)制研究 土壤作為一種包含多中成分：多種礦物質(zhì)、多種有機(jī)質(zhì)的復(fù)雜非穩(wěn)態(tài)的多孔介質(zhì)，其吸水后，水分的滲透機(jī)理與典型穩(wěn)態(tài)多孔介質(zhì)中水分的滲透機(jī)理相違背，而是先進(jìn)入大孔，進(jìn)入微孔則是一個(gè)緩慢、漫長(zhǎng)的過程，這說明水分與土壤中的部分組分相互作用，從而改變了土壤的微觀結(jié)構(gòu)。典型的解釋是：土壤吸水后，水分與土壤中的有機(jī)質(zhì)相互作用，形成“凝膠相”，打開土壤中的微孔系，從而吸水膨脹。但內(nèi)在機(jī)理有待進(jìn)一步研究。 基于低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)，通過對(duì)土壤樣品的各個(gè)單獨(dú)組分（如蒙脫石、腐殖酸）及全土吸水后的弛豫時(shí)間測(cè)量和分析，得出：土壤中的水分進(jìn)入微孔之所以是一個(gè)緩慢、漫長(zhǎng)的過程，主要是因?yàn)橥寥罎B透如有機(jī)質(zhì)和礦物顆粒的結(jié)合界面、破壞有機(jī)質(zhì)和礦物顆粒之間的相互作用，從而使土壤中形成凝膠相，并打開礦物顆粒（蒙脫石粘土）的微孔系的時(shí)間較長(zhǎng)。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析儀，能夠精確、全力的采集土壤樣品中所有孔徑對(duì)應(yīng)的弛豫時(shí)間信號(hào)，優(yōu)化的軟硬件配置，滿足長(zhǎng)時(shí)間在線測(cè)量要求，重復(fù)性好，為土壤中的水分運(yùn)動(dòng)機(jī)制研究提供一種精確、快速、方便的分析途徑。無損傷水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)介紹水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于非常規(guī)巖芯的油母與瀝青等有機(jī)質(zhì)檢測(cè)分析。

(1)    相比其他年限大棚耕層土壤，8 a大棚土壤吸持自由水比重高，吸持束縛水的比重低，在轉(zhuǎn)化時(shí)間序列上，呈現(xiàn)出了相反的變化趨勢(shì)。本文認(rèn)為這可能與有機(jī)肥的施用有關(guān)，施肥量調(diào)查結(jié)果顯示：2、6、8 a大棚土壤有機(jī)肥的年均施用量分別為 46.5、36、144 t/hm2，8 a大棚的有機(jī)肥年均施用量高，分別是 2、6 a的 3.1 和 4 倍，有機(jī)肥的高投入保證了好的耕層質(zhì)量，提高了土壤中自由水的比重，提升了土壤大孔隙的持水能力，有利于蔬菜作物對(duì)土壤水分的吸收利用，已有的研究也證實(shí)了這一說法。有研究表明，長(zhǎng)期施用有機(jī)肥增加了土壤大孔隙的數(shù)量，拓寬了孔隙分布范圍，進(jìn)而提高了土壤水分的吸持性能和供釋能有研究指出，田間持水量狀態(tài)的土壤每提高 1%的土壤有機(jī)質(zhì)含量可以增加 1.5%的土壤水分。

核磁共振經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展。已經(jīng)成為一種成熟的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。在許多領(lǐng)域已經(jīng)得到大范圍的推廣。根據(jù)其磁體強(qiáng)度可以分為低場(chǎng)（低頻）核磁共振 （LF-NMR）和高場(chǎng)（高頻）核磁共振（HF-NMR）。LF-NMR 又稱低分辨率核磁共振。即磁場(chǎng)強(qiáng)度在0.5 T 以下的核磁共振。通常用于物質(zhì)物理性質(zhì)的測(cè)定。在食品科學(xué)領(lǐng)域主要用于食品中脂質(zhì)含量的檢測(cè)、食品中水分含量及其存在狀態(tài)等方面的研究。根據(jù)射頻場(chǎng)的連續(xù)性可以分為穩(wěn)態(tài) NMR 和脈沖 NMR。其中只有脈沖 NMR 適用于進(jìn)行快速檢測(cè)以及實(shí)時(shí)監(jiān)控。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于對(duì)土壤水分物性，自由水與束縛水水分遷移的測(cè)量分析。

相比于經(jīng)典的土壤水分測(cè)量方法，基于低場(chǎng)核磁的土壤水分相態(tài)分布探測(cè)技術(shù)具有操作步驟簡(jiǎn)單、測(cè)試過程便捷、成本投入較低的優(yōu)勢(shì)。另外，它還有專門使用的土壤水分測(cè)量軟件，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)設(shè)置、定標(biāo)、測(cè)量、數(shù)據(jù)上傳、查詢過程的一體化，可以直接將測(cè)試結(jié)果實(shí)時(shí)傳輸?shù)诫娔X終端，結(jié)合自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)施菜地土壤管理的科學(xué)化和自動(dòng)化。另外，由于核磁共振測(cè)氫技術(shù)可以很好地區(qū)分不與固體顆?；蛉軇┫嗷プ饔玫淖杂伤徒Y(jié)晶水，以及物理化學(xué)鍵結(jié)合的結(jié)合水或不易移動(dòng)水，并且可以通過橫向弛豫特征峰面積與土壤含水率之間的線性關(guān)系推算出土壤含水量，從而可為土壤水分相態(tài)分布的檢出提供新的技術(shù)支持。水泥基材料與土壤、巖芯的相互作用影響多孔介質(zhì)的性能。高精度水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫分析

非常規(guī)巖芯磁共振分析儀特有T1-T2二維脈沖，可區(qū)分樣品中不同的含氫組分，如水、油、氣、油母瀝青等。高精度水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫分析

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)核磁共振弛豫信號(hào) T1弛豫信號(hào) 縱向弛豫時(shí)間T1：當(dāng)射頻脈沖撤銷后。平行于外加磁場(chǎng)B0方向。宏觀磁矩由0恢復(fù)到M0的時(shí)間 與樣品中原子核所在的分子環(huán)境以及外加磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)； 磁場(chǎng)越高。宏觀磁矩越大。T1信號(hào)越強(qiáng)。 主要測(cè)量脈沖：IR、SR脈沖 T2弛豫信號(hào) 橫向弛豫時(shí)間T2：當(dāng)射頻脈沖撤銷后。垂直于外加磁場(chǎng)B0方向。宏觀磁矩由M0恢復(fù)到0的時(shí)間； 與樣品中原子核的分子運(yùn)動(dòng)以及外加磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)； 分子運(yùn)動(dòng)越劇烈。 T2越長(zhǎng)，反之T2就短； 磁場(chǎng)均勻性越好。分子運(yùn)動(dòng)一致性越高。信號(hào)衰減越緩慢； 磁場(chǎng)越高。宏觀磁矩越大。T2信號(hào)越強(qiáng)。 主要測(cè)量脈沖：FID、CPMG。衍生的脈沖Solidecho等 低場(chǎng)核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測(cè)技術(shù)。具有測(cè)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、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(cè)、非常規(guī)巖芯總體孔隙度及有效孔隙度檢測(cè)、油水氣飽等水泥基材料、土壤、巖芯等多孔介質(zhì)領(lǐng)域。高精度水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫分析