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。非常规岩芯磁共振分析仪特有T1-T2二维脉冲,可区分样品中不同的含氢组分,如水、油、气、油母沥青等。一站式水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质土壤固体有机质探测
孔径分布:岩石的孔隙分类一般按孔隙的等效毛细管半径划分:
1)超毛细管孔隙:流体重力作用下可自由流动(大裂缝、溶洞、未胶结或胶结疏松的砂岩)【孔隙直径>0.5mm;裂缝宽度>0.25mm】
2)毛细管孔隙:流体在外力作用下可自由流动(一般砂岩)【孔隙直径[0.2μm,0.5mm];裂缝宽度[0.1μm,0.25mm]】
3)微毛细管孔隙:流体在自然压差下无法流动(泥岩)【孔隙直径<0.2μm;裂缝宽度<0.1μm】孔隙大小分布曲线及孔隙大小累积分布曲线: 无损伤水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质检测服务水泥基材料是构建多孔介质的关键组成部分。
MAGMED Soil-2260磁共振土壤分析仪系统是一款用于测试土壤等多孔介质的专业分析仪器。仪器基于低场时域核磁共振原理。采用目前世界上极新的核磁共振电子控制部件、专业的数据采集和分析软件、以及对样品分析所制定的测量规程。使得该仪器成为强有力的核磁共振分析的工具。 MAGMED Soil-2260磁共振土壤分析仪通过测量样品中不同含氢组分的弛豫时间信息。从而获得样品的相关信息。同时Soil-2290可满足长时间在线测量。对于样品因外部条件变化而引起的微观结构、裂缝变化。盐类在孔隙中的形成。水分在样品中的扩散等进行实时测量。通过前后测量结果的对比实现上述研究。
气体、轻质油、水和一些中等粘度的油表现出明显的扩散诱导当它们处于梯度磁场和长回波间隔的CPMG序列时,会发生弛豫。对于这些流体,与扩散机制相关的弛豫时间常数的Tdison成为检测它们的重要工具。当静磁场中存在***的梯度时,分子扩散会引起附加减相,因此增加了弛豫速率(1/T2)。这种失相是由分子移动到磁场强度不同的区域,因此其中岁差率不同。扩散弛豫对弛豫时间T1没有影响率(1/T)。与自由弛豫一样,物理性质如粘度和分子组成控制着扩散系数。同样,环境条件、温度和压力都会影响扩散。由式3.12~3.14可知,气、油、水的扩散系数随温度的升高而增大(粘度n随温度的升高而减小)。气体的扩散系数随压力的增加而减小,因为气体密度随压力的增加而增加。油的扩散系数差别很大,因为不同的油表现出***的分子组成,这导致了***的粘度范围。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可研究水泥基材料的微观结构、裂缝变化。
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研究、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。 水泥水化反应几分钟后,核磁共振纵向弛豫时间分布呈现两个峰,一个是在100ms附近,反映水泥颗粒周围自由水的弛豫信息;另一个是在2ms附近,反映水泥凝结之前包裹在絮凝结构中水的弛豫信息。研究发现,水泥水化进程中极长弛豫时间随时间的变化呈现出5个阶段,正好与水泥水化反应的初始反应、诱 导期、加速期、减速期和稳定期相对应。 通过质子横向弛豫来反映白水泥浆体的水化进程,发现从加水开始15min到200h,水泥浆体水化过程中出现5种不同的自旋质子群。研究中用自旋-自旋弛豫时间和信号量百分比来表征不同种类的自旋质子群,以此来监测水泥浆体的水化进程,观测研究结果与通过其它途径测得的结果呈现良好一致性,证明了用核磁共振来研究水泥水化的可靠性。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。磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质
低场核磁共振弛豫分析仪软件是整个仪器的灵魂。主要完成射频脉冲发射和信号检测的控制。一站式水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质土壤固体有机质探测
MAGMED-Soil-2260高精度磁共振土壤分析仪产品特色 1)高灵敏度:23MHz磁共振频率确保仪器的高灵敏度。 2)大磁极间距,满足大样品尺寸要求。并可升级为带有温压场探头系统。 3)多种附件:多种直径选配常温探头。满足用户不同样品尺寸要求。 4)特有T1-T2二维脉冲:可精确区分样品中不同的含氢组分。及强力束缚水信息。 5)特有T2-T2二维脉冲:可研究水分在联通孔中的迁移情况。 Soil-2260高精度磁共振土壤分析仪主要参数 1)磁体类型:稀土永磁体 2)磁场强度:0.5T (22.5 MHz) 3)标配探头: (Φ60 mm)一站式水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质土壤固体有机质探测
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