磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

相比于经典的土壤水分测量方法，基于低场核磁的土壤水分相态分布探测技术具有操作步骤简单、测试过程便捷、成本投入较低的优势。另外，它还有专门使用的土壤水分测量软件，实现了参数设置、定标、测量、数据上传、查询过程的一体化，可以直接将测试结果实时传输到电脑终端，结合自动灌溉系统，实现了设施菜地土壤管理的科学化和自动化。另外，由于核磁共振测氢技术可以很好地区分不与固体颗粒或溶剂相互作用的自由水和结晶水，以及物理化学键结合的结合水或不易移动水，并且可以通过横向弛豫特征峰面积与土壤含水率之间的线性关系推算出土壤含水量，从而可为土壤水分相态分布的检出提供新的技术支持。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的产油产气过程模拟等检测分析。磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

低场时域核磁共振技术用于土壤中的孔隙分布研究 土壤作为一种非稳态多孔介质，其在吸水过程中，孔隙状态发生变化，并形成新的孔隙分布状态。通常对土壤等多孔介质中的孔隙定性分为3大类：微孔（micropores）、中孔（mesopores）、大孔（macropores）。当孔隙中填充水时，由于水中的氢原子核在不同尺寸的孔隙中，受到的束缚强度不同。基于低场时域核磁共振技术原理，当氢原子在静磁场中，受静磁场作用，定向排列，形成宏观磁矩，被一特定交变磁场激发后，吸收能量，使宏观磁矩发生偏转（90°、180°等），当交变磁场撤除后，受静磁场作用，宏观此举恢复到初始状态，这一过程即共振。其中横向弛豫时间T2是描述氢原子核弛豫快慢的特征参数，其大小反应了氢原子核所处的环境，即束缚的越强烈，弛豫越快，T2越小。磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理非常规岩芯分析仪具有高性能驱替系统，及大围压1万psi，及大驱替压8千psi，最高温度120℃。

水泥基材料的水化、硬化体结构的形成及演化、水泥基材料内部不同水分之间的转化、吸水、干燥、水分在水泥基材料内部的扩散过程引起水分化学状态或所处环境物理状态的变化。 这种变化可用Ｈ核磁共振驰豫时间进行表征。研究表明，Ｈ驰豫时间谱可用于水泥水化过程、硬化体结构形成、孔结构、水分在水泥基材料内的传输过程等的表征，所得结果与其它方法所得结果有较好的一致性。 且核磁共振技术可表征水分在水泥基材料中的分布及传输，这是其它现代测试方法难以达到的。

核磁共振是指处于静磁场中的具有自旋属性的原子核。如氢（1H）、氟（19F）、碳（13C）等。在另一交变磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂。共振吸收某一特定频率的射频辐射的物理过程。低场核磁共振是一种正在兴起的快速无损检测技术。具有测试速度快。灵敏度高、无损、绿色等优点。已广阔应用在食品品质控制、非酒精性脂肪肝等代谢疾病、石油勘探、水泥水化过程分析、水泥基材料不同配方选择、土壤水分物性及孔隙物性研究、土壤固体有机质探测、非常规岩芯总体孔隙度及有效孔隙度检测、油水气饱等水泥基材料、土壤、岩芯等多孔介质领域。 低场核磁设备一般采用永磁体。测试样品介于两磁极中心。通过特殊的激励与信号处理即可得到稳定的核磁共振信号。主要测试参数包括纵向弛豫时间、横向弛豫时间、自扩散系数等。其体积与重量较小。易于移动。而且操作简单。易于维护。核磁共振是指静磁场中的自旋原子核在另一交变磁场中自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一频率的。

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。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。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质

水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质核磁共振检测技术特点： 测量目标原子核的特一性。磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

MAGMED Soil-2260高精度磁共振土壤分析仪是用于测试土壤等多孔介质的分析仪。该系统主要用于对样品水分物性。自由与束缚水。以及水分迁移的测量分析。可用于对土壤等多孔介质的孔隙度、孔隙大小分布的测量与分析。还可用于探测和研究样品中的固体有机质。 MAGMED Soil-2260高精度磁共振土壤分析仪采用23MHz磁场强度及进口部件配置。可检测到样品中的微量含氢物质。在保证测量精度的同时。极大拓展了仪器的应用领域。如土壤修复情况评价、质地结构变化对水文特性的影响研究等。磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理