时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

基于低场时域核磁共振技术的土壤润湿性评价标准的探索 土壤的憎水性是土壤润湿性差的直接体现，通常是由于土壤中的有机物在土壤表层形成一层覆层，从而阻碍水分在土壤中的吸收。 从低场时域核磁共振技术理论来看，土壤润湿性差主要表现为：土壤的水分以自由水的形式存在，其横向弛豫时间（T2）当量通常大于1000ms量级。土壤润湿性优主要表现为：土壤中的水分快速吸收，以束缚水形式存在，其横向弛豫时间（T2）反演谱图上有两个在在1ms-10ms，10ms-100ms当量的谱峰。因此，通过计算其弛豫时间的几何平均数，即加权平均T2弛豫时间，可定性评价土壤的润湿性：在土壤样品中加水后，短时间内（几天）持续测量其横向弛豫时间T2，并计算加权平均横向弛豫时间T2gm，如T2gm大于1000ms，那么该土壤样品润湿性差，表现为憎水性；如T2gm小于1000ms，且变化不大，那么该土壤样品润湿性好，持水能力强。 MAGMED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，可对土壤样品中的水分信息进行全力精确的测量，可为土壤润湿性评价分析提供一种高效、快捷、精确分析途径。核磁共振是指具有固定磁距的原子核，在恒定磁场与交变磁场的作用下，与交变磁场发生能量。时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

土壤中的水分传输机制与土壤污染 水分进入土壤后，将立即渗透至水分不受约束的区域，如不受约束的有机质中，形成凝胶相，不受约束矿物颗粒（粘土）的微孔中，颗粒与颗粒之间的孔隙中（中孔、大孔/毛细孔中），这一过程很短。然而随着水分的进入，土壤的组分单元将与水分产生相互作用，如水分渗透进有机质与矿物颗粒的结合界面，从而阻断之间的氢键连接、离子键连接、共价键连接等，甚至还伴随着水解作用的产生，随着这些约束的破坏，其产物如分离出的有机质和矿物颗粒进一步吸水，从而极终达到水分传输分布的平衡状态，当如土壤失水干燥时，上述过程使可逆的，伴随着凝胶相失水坍塌、有机质与矿物质在界面作用下，重新分型聚集，封闭微孔等。这一微孔打开/封闭的过程，将极有可能使污染物在土壤中聚集，从而形成土壤污染。磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质土壤水文特性分析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。

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。

基于低场时域核磁共振技术的土壤润湿性评价标准探索 土壤的润湿性其本质机制是水分进入土壤后所发生的一系列化学反应。水分进入土壤后，其有两个进程，first个为快速吸收，这主要是由于干燥的有机物吸水、膨胀，形成凝胶，并产生微孔；第二个进程主要体现在具有憎水性的土壤中，即土壤颗粒表面的憎水性有机物覆层与载体-土壤颗粒之间的连接，因水分的渗透作用而发生破坏，该过程伴随少量的吸水量，且持续时间较长。基于低场时域磁共振技术，通过测量土壤样品中的水分的横向弛豫时间及其分布发现：当憎水性土壤暴露在水分中足够长的时间，其与同类型的润湿性能优异的土壤将达到相同或相似的水分分布平衡状态。基于此，低场时域核磁共振技术，为评价土壤的润湿性提供了一条可行的途径：通过计算土壤样品的加权平均T2横向弛豫时间T2gm，即当土壤样品暴露于水中足够长的时间后，其T2gm持续降低，并在3周后，降低一个数量级，则说明该土壤为憎水性土壤，润湿性能较差。 磁共振土壤分析仪，采用优化的磁场强度、探头系统、温控系统等硬件配置，功能强大的软件分析系统，可对土壤样品进行长时间在线精确测量，可为土壤润湿性评价分析提供一种高效、快捷、精确分析途径。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于非常规岩芯的油水气等在地层条件下的驱替检测分析。

低场时域核磁共振技术用于水分在土壤中的运动机制研究： 土壤是一种具有复杂成分的多孔介质系统，包括粘土（伊利石、高岭石、蒙脱石等）、有机质（腐殖酸、酯等）等，其在吸水后，由于部分成分发生相态变化、各个成分之间的相互作用等，致使其水分先进入相对较大的孔隙，而进入微孔则是一个比较长的过程，这与具有稳定结构的多孔介质中水分的运动机制相反（典型多孔介质极先吸水的是微孔），这种现象可通过低场时域核磁共振技术持续检测土壤样品中的水分的弛豫时间明显的观察到。 从T2反演谱图上可以看出，随着时间的推移，大孔中的水（约1000ms）的含量逐渐减少（谱峰面积逐渐减小），小孔中的水（约2.5ms）逐渐增加（谱峰面积逐渐增大）。同时，随着时间的推移，所有谱峰的位置逐渐左移，这说明，水分与土壤中的部分成分发生作用，使土壤的孔径大小发生变化，重新分布。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析仪，能够精确、全力的采集土壤样品中所有孔径对应的弛豫时间信号，优化的软硬件配置，满足长时间在线测量要求，重复性好，为土壤中的水分运动机制研究提供一种精确、快速、方便的分析途径。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。低场核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质技术介绍

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MAGMED-Cores HP20L 非常规岩芯核磁共振分析仪针对非常规岩芯极低孔隙度、纳米级微孔隙、极低渗透率、高有机质含量特点而设计。搭配高温高压独有岩芯夹持器HT/HP Core-Holder。使非常规岩芯的地层条件实验室模拟与分析成为可能。 该系统采用时域磁共振分析部件、数据采集与分析软件、标准测量规程。可检测岩芯中微小含氢物质。并可对气体（如甲烷等）进行灵敏测量。 产品特色 1)针对非常规岩芯极小孔隙度、纳米级微孔隙、极低渗透率、高有机质含量特点设计。 2)高性能驱替系统：钛合金岩芯夹持器。围压10000psi。驱替压8000psi。极高温度120℃。 3)可测0.02毫升水样。误差±0.5%。并可对气体。如甲烷等。直接测量。 4)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。 5)石油岩芯领域国际科研机构合作。标准的非常规岩芯分析流程，全力技术支持。时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

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