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(jì)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。核磁共振弛豫理論應(yīng)用在70年代極先被引入土壤研究領(lǐng)域,用于測量土壤樣品中的水含量,之后隨著技術(shù)理論的越來越成熟,應(yīng)用范圍越來越廣,如泥煤樣品中水的表征、水與土壤的相互作用、有機(jī)物與土壤的相互作用等。而對于土壤孔隙特征的表征應(yīng)用則開始于90年代,從極初的輔助定性分析,到精確定量表征,從精度要求不高的大尺寸孔隙表征,到納米級孔隙的分布研究,從單一的表征孔隙,到研究土壤中溶質(zhì)變化、土壤中有機(jī)質(zhì)和陶土膨脹對孔隙影響的系統(tǒng)研究,與土壤科學(xué)研究領(lǐng)域傳統(tǒng)方法相比,低場時域核磁共振技術(shù)正以其獨(dú)特的技術(shù)先進(jìn)性,成為土壤科學(xué)研究領(lǐng)域越來越重要的研究手段和方法。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)巖芯總孔隙度及有效孔隙度檢測。麥格邁水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)有效孔隙度檢測

磁共振橫向弛豫時間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?;诖?,當(dāng)土壤中充滿水,通過對土壤樣品T2弛豫時間的測量及T2弛豫時間的一維反演分布,可獲得3-4個明顯的譜峰,分別對應(yīng)微孔、中孔、大孔及完全自由水,每個譜峰的積分面積對應(yīng)該類型孔隙所占的比例,從而對土壤中的孔隙分布做出評價分析。通常微孔和潛力束縛水對應(yīng)的T2為0.1-60ms之間,譜峰在60-300ms之間則表征中孔中水,大孔中的水對應(yīng)的譜峰在300-1000ms之間,而完全自由水(Bulk water)的弛豫時間2s-3s之間。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析儀,配備22MHz靜磁場,能夠有效提高信號的信噪比,探頭死時間小于15us,極短回波時間0.08ms,能夠精確、全力的采集土壤樣品中所有孔徑對應(yīng)的弛豫時間信號,為土壤的孔隙分布研究提供一種精確、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)土壤水文特性分析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)。

核磁共振經(jīng)過半個世紀(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(低頻)核磁共振 (LF-NMR)和高場(高頻)核磁共振(HF-NMR)。LF-NMR 又稱低分辨率核磁共振。即磁場強(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、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)行快速檢測以及實(shí)時監(jiān)控。
核磁共振是指處于靜磁場中的具有自旋屬性的原子核。如氫(1H)、氟(19F)、碳(13C)等。在另一交變磁場作用下自旋能級發(fā)生塞曼分裂。共振吸收某一特定頻率的射頻輻射的物理過程。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、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。 低場核磁設(shè)備一般采用永磁體。測試樣品介于兩磁極中心。通過特殊的激勵與信號處理即可得到穩(wěn)定的核磁共振信號。主要測試參數(shù)包括縱向弛豫時間、橫向弛豫時間、自擴(kuò)散系數(shù)等。其體積與重量較小。易于移動。而且操作簡單。易于維護(hù)。多孔介質(zhì)在水利工程、土木工程等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

用核磁共振研究摻防凍劑的白水泥漿體的結(jié)冰抗凍行為,發(fā)現(xiàn)在-2℃時核磁共振信號出現(xiàn)突變,這是由于大于50nm孔隙里面的水出現(xiàn)結(jié)冰。同時還發(fā)現(xiàn)摻以硝酸鈣為主的防凍劑會減少尺寸在3~10nm 范圍內(nèi)的孔隙數(shù)量,形成相對粗大的孔隙(尺寸不小于30nm的孔隙數(shù)量有所增加),這將促使防凍劑在混凝土內(nèi)部孔隙中更好地滲透擴(kuò)散,增強(qiáng)其作用效果。用核磁共振質(zhì)子縱向弛豫研究了高效減水劑對白水泥漿體水化進(jìn)程的影響,發(fā)現(xiàn)高效減水劑可以延長水泥漿體工作性的保持時間,并且明顯加速水泥的水化。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不同配方選擇進(jìn)行研究。TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)孔隙度檢測
低場核磁設(shè)備一般采用永磁體,測試樣品介于兩磁極中心,通過激勵與信號處理即可得到穩(wěn)定。麥格邁水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)有效孔隙度檢測
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??捎糜趯ν寥赖榷嗫捉橘|(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)。 Soil-2260高精度磁共振土壤分析儀采用23MHz磁場強(qiáng)度及進(jìn)口部件配置??蓹z測到樣品中的微量含氫物質(zhì)。在保證測量精度的同時。極大拓展了儀器的應(yīng)用領(lǐng)域。如土壤修復(fù)情況評價、質(zhì)地結(jié)構(gòu)變化對水文特性的影響研究等。麥格邁水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)有效孔隙度檢測