低場(chǎng)時(shí)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(guò)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(duì)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(shí),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?chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)原理,當(dāng)氫原子在靜磁場(chǎng)中,受靜磁場(chǎng)作用,定向排列,形成宏觀磁矩,被一特定交變磁場(chǎng)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(chǎng)撤除后,受靜磁場(chǎng)作用,宏觀此舉恢復(fù)到初始狀態(tài),這一過(guò)程即共振。其中橫向弛豫時(shí)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。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于探測(cè)和研究多孔樣品中的固體有機(jī)質(zhì)。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)孔徑分布檢測(cè)
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)。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(guò)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。 水泥水化反應(yīng)幾分鐘后,核磁共振縱向弛豫時(shí)間分布呈現(xiàn)兩個(gè)峰,一個(gè)是在100ms附近,反映水泥顆粒周圍自由水的弛豫信息;另一個(gè)是在2ms附近,反映水泥凝結(jié)之前包裹在絮凝結(jié)構(gòu)中水的弛豫信息。一站式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)儀器供應(yīng)商水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于土壤修復(fù)研究。
MAGMED-Soil-2260高精度磁共振土壤分析儀是用于測(cè)試土壤等多孔介質(zhì)的分析儀。該系統(tǒng)主要用于對(duì)樣品水分物性。自由與束縛水。以及水分遷移的測(cè)量分析??捎糜趯?duì)土壤等多孔介質(zhì)的孔隙度、孔隙大小分布的測(cè)量與分析。還可用于探測(cè)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(chǎng)強(qiáng)度及進(jìn)口部件配置。可檢測(cè)到樣品中的微量含氫物質(zhì)。在保證測(cè)量精度的同時(shí)。極大拓展了儀器的應(yīng)用領(lǐng)域。如土壤修復(fù)情況評(píng)價(jià)、質(zhì)地結(jié)構(gòu)變化對(duì)水文特性的影響研究等。
低場(chǎng)核磁共振(LF-MMR)通過(guò)H原子能量變化判斷樣品中水分子的自由度、分析不同種類水分的含量,是一種快速、有效、無(wú)損的測(cè)量技術(shù)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在食品水分檢測(cè)、凍土未凍水、低滲透巖心孔隙分布等方面進(jìn)行了大量研究。
根據(jù)拉莫定律,在給定磁場(chǎng)強(qiáng)度下,當(dāng)外加射頻頻率與1H核共振頻率相同時(shí),1H才產(chǎn)生共振吸收。而1H核共振頻率由分子組成與結(jié)構(gòu)決定,即不同分子的1H具有不同的核磁共振頻率,因此施加特定外加射頻頻率,測(cè)水中的H而不測(cè)其他物質(zhì)中的H。1H低場(chǎng)核磁共振的弛豫時(shí)間長(zhǎng)短與氫質(zhì)子的存在狀態(tài)及所處的物理化學(xué)環(huán)境有關(guān),縱向弛豫T2越長(zhǎng),說(shuō)明分子運(yùn)動(dòng)性越強(qiáng),所受束縛力弱,反之,分子運(yùn)動(dòng)性弱,所受束縛力強(qiáng)。因此,利用T2值大小可以區(qū)別黏土的表面水化水、滲透水、自由水的類型。即采樣總信號(hào)幅值與物質(zhì)中水分子的氫質(zhì)子數(shù)呈正比,各種類型水的質(zhì)量比等于各自的核磁共振信號(hào)峰的面積比。利用聯(lián)合迭代重建技術(shù)(SIRT算法)反演T2離散點(diǎn),可得離散型與連續(xù)型相結(jié)合的T2積分譜,峰面積為該狀態(tài)水分的信號(hào)幅值。 核磁共振是指具有固定磁距的原子核,在恒定磁場(chǎng)與交變磁場(chǎng)的作用下,與交變磁場(chǎng)發(fā)生能量。
孔隙度:巖石中孔隙體積V_p(或巖石中未被固體物質(zhì)填充的空間體積)與巖石總體積V_b的比值,用希臘字母?表示:?=V_p/V_b×100%
1)***孔隙度:巖石總孔隙體積V_p與巖石總體積V_b之比:?_a=V_p/V_b×100%
2)連通孔隙度:巖石中相互連通的孔隙體積V_c與巖石總體積V_b之比:?_c=V_c/V_b×100%
3)有效(含烴)孔隙度:巖石中含烴類體積V_e與巖石總體積V_b之比:?_e=V_e/V_b×100%
4)流動(dòng)孔隙度:流體能在其內(nèi)自由流動(dòng)的孔隙體積V_ff與巖石總體積V_b之比:
?_ff=V_ff/V_b×100%
?_a>?_c≥?_e>?_ff 水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于天然氣在巖芯中的各種狀態(tài)(孔隙氣凝結(jié)氣)檢測(cè)分析。磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測(cè)
水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振弛豫分析技術(shù)是核磁共振技術(shù)的一個(gè)分支被應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)孔徑分布檢測(cè)
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)。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)孔徑分布檢測(cè)