低场时域核磁共振技术(弛豫时间理论)以其无损、无侵入、检测时间短、可检测至更加微观的维度等特点,在土壤分析领域的应用越来越被科研工作者关注,尤其在土壤孔隙表征方面,包括孔径大小测量、孔径分布分析等。与X-Ray计算机断层扫描技术(X-Ray Computed tomography)相比,低场时域核磁共振技术检测更快,可对土壤中的纳米级孔隙进行定量分析,可用于研究土壤不同系统中的水动力学研究,如陶土/水系统、有机物/水系统等。核磁共振弛豫理论应用在70年代极先被引入土壤研究领域,用于测量土壤样品中的水含量,之后随着技术理论的越来越成熟,应用范围越来越广,如泥煤样品中水的表征、水与土壤的相互作用、有机物与土壤的相互作用等。而对于土壤孔隙特征的表征应用则开始于90年代,从极初的辅助定性分析,到精确定量表征,从精度要求不高的大尺寸孔隙表征,到纳米级孔隙的分布研究,从单一的表征孔隙,到研究土壤中溶质变化、土壤中有机质和陶土膨胀对孔隙影响的系统研究,与土壤科学研究领域传统方法相比,低场时域核磁共振技术正以其独特的技术先进性,成为土壤科学研究领域越来越重要的研究手段和方法。低场核磁共振技术对仪器环境要求不高,具有操作简单快捷、检测速度快、对人体无辐射。MAG-MED水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质有效孔隙度检测
磁共振水泥基材料分析仪技术性能 1)10MHz磁共振频率和30mm直径的样品尺寸。提高测量的信噪比。确保仪器的高灵敏度; 2)特殊的探头设计。探头死时间短于15us。可完整的采集样品中固体及液体信号。从而获得全力的物理属性和含氢分子的运动状态; 3)高效的探头散热模式。可将测量时探头产生的热量带出。确保测量的稳定性; 4)基于贝叶斯算法的磁共振信号一维反演分析功能。可准确获得T1和T2弛豫时间分布;专有的二维数据分析方法。可重组T1 -T2 /T2 -T2二维相关谱图; 5)基于PID算法的温控系统。使磁体的场强变化保持在200Hz/h。确保测量结果的可靠性与稳定性; 6)较短的样品管设计。便于水泥样品的配置和制作; 7)在增加附件的前提下。升级带有温度场系统。进行相关的对样品进行变温实验。MAG-MED水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质有效孔隙度检测水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于非常规岩芯FFI、BVI、CBW等检测分析。
(1)对水稻田转化为设施菜地土壤质量的演变按研究侧重点不同大致分为3个方面:土壤物理性质、土壤化学性质和土壤生物学性质演变。在土壤物理性质的演变方面,对水稻田和种植年限分别为<5、5~10、>10a的温室菜地土壤耕层容重研究发现,水稻田土壤容重为1.35g/cm3,不同转化年限设施菜地的土壤容重分别为1.40、1.55、1.56g/cm3,在时间序列上呈现递增趋势。对天津不同种植年限蔬菜地研究发现,随着蔬菜种植年限的延长,土壤的容重变大,土壤结构性变差,土壤饱和含水量、田间持水量、有效水含量及萎蔫含水量均呈现不同程度的下降,土壤水分的吸持性能和供释能力变差。
土壤润湿性(wettability)对土壤的性能参数之一,其表现为快速吸水,持水能力强。土壤的憎水性(repellency)是指土壤具有较差的润湿性,其表现为植物生长缓慢、表面多尘、因缺少图聚核而结构一致,这种现象增加了地下水污染的可能性。土壤憎水性的成因包括:自然发生的、因火灾或污染产生等。污染引起的土壤憎水性通常是由于土壤长期暴露在液相或气相的石油烃中。因此对于土壤润湿性的评价非常重要。 低场时域核磁共振法通过直接测量土壤样品中的水分的弛豫时间信息,能够有效表征水分在土壤样品中的分布,通过对弛豫时间的分析,从而对土壤样品的润湿性进行评价。同时,其无损、非侵入的检测过程,可对同一样品进行重复检测。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析仪,以其优化的场强、探头系统等硬件配置,功能强大的软件分析系统,可为广大科研工作者提供一种高效、快捷、精确的土壤润湿性评价分析途径。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可对水泥基材料不同配方选择进行研究。
低场核磁共振(LF-MMR)通过H原子能量变化判断样品中水分子的自由度、分析不同种类水分的含量,是一种快速、有效、无损的测量技术。国内外学者利用低场核磁共振技术在食品水分检测、冻土未冻水、低渗透岩心孔隙分布等方面进行了大量研究。
根据拉莫定律,在给定磁场强度下,当外加射频频率与1H核共振频率相同时,1H才产生共振吸收。而1H核共振频率由分子组成与结构决定,即不同分子的1H具有不同的核磁共振频率,因此施加特定外加射频频率,测水中的H而不测其他物质中的H。1H低场核磁共振的弛豫时间长短与氢质子的存在状态及所处的物理化学环境有关,纵向弛豫T2越长,说明分子运动性越强,所受束缚力弱,反之,分子运动性弱,所受束缚力强。因此,利用T2值大小可以区别黏土的表面水化水、渗透水、自由水的类型。即采样总信号幅值与物质中水分子的氢质子数呈正比,各种类型水的质量比等于各自的核磁共振信号峰的面积比。利用联合迭代重建技术(SIRT算法)反演T2离散点,可得离散型与连续型相结合的T2积分谱,峰面积为该状态水分的信号幅值。 低场核磁设备一般采用永磁体,测试样品介于两磁极中心,通过激励与信号处理即可得到稳定。麦格迈水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质液体饱和度检测
水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质低场核磁共振技术主要采用永磁体结构,主要采集被检测样品的弛豫信息。MAG-MED水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质有效孔隙度检测
粘土结合水、毛细管结合水和可动水具有不同的孔隙大小和位置。烃类流体在孔隙空间中的位置与盐水不同,通常占据较大的孔隙。它们在粘度和扩散系数上也与卤水不同。核磁共振测井利用这些差异来表征孔隙空间中的流体。图1.13定性地表示了岩石孔隙中不同流体的核磁共振性质。一般来说,结合流体的T1和T2时间都很短,扩散速度也很慢(小D),这是由于分子在小孔隙中的运动受到限制。游离水通常具有中等的T1、T2和D值。碳氢化合物,如天然气、轻质油、中粘度油和重油,也有非常不同的核磁共振特征。天然气表现出很长的T1时间,但很短的T2时间和单指数型弛豫衰减。油的核磁共振特性变化很大,很大程度上取决于油的粘度。较轻的油具有高度的扩散,具有较长的T1和T2时间,并且通常表现为单指数衰减。随着黏度的增加和碳氢化合物混合物变得更加复杂,扩散减少,就像T1和T2时间一样,弛豫伴随着越来越复杂的多指数衰减。基于孔隙流体信号的独特核磁共振特征,已经开发出应用程序来识别并在某些情况下量化存在的碳氢化合物类型。MAG-MED水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质有效孔隙度检测