核磁共振技术与原理
自旋不为零的原子核,如H1,Li7,C13,F19,P31等氢质子是最常见的核磁共振研究对象;
静磁场B0及射频场B1,静磁场B0使原子核产生能级分裂,射频场B1则用来激发原子核
当射频场的频率v满足:ΔE=hv时(ΔE是原子核的能级差,h是普朗克常量)。
大量低能态的原子核就会吸收电磁波能量向高能级跃迁,这就是共振现象。
大型核磁共振设备:在研究分子结构、化学成分、物理机制、医学成像等方面发挥了巨大作用。但缺点是体积大、价格高、运行和维护成本极高,对操作人员的专业化技术要求很高,难以进行大规模推广和应用;
小型核磁共振设备:随着电子技术和稀土永磁技术的进步,人们逐步在较低磁场下实现了核磁共振设备的小型化和便携化,发现了其特殊的优势和应用价值;
1987年,美国的Numar公司设计了第一款实用型的核磁共振测井仪,这也是低场核磁共振技术进入蓬勃发展的标志性事件。该仪器很快进入石油勘探开发领域,随后Numar公司被Halliburton所收购;
2007年,美国的Xigo公司将低场核磁共振技术应用在固体颗粒悬浮液体系的研究中,开创了原位测量颗粒分散体系的先河,为固液两相体系的研究带来了革命性的影响。
1、核磁共振是非侵入式的无损测量,样品放在试管中,测量时将其插入到磁体(Magnet)之间的射频线圈(RF Coil)中。
2、磁体用来产生很强的静磁场B0,样品在磁场B0中会发生能级分裂,从而为能级跃迁提供先决条件。
3、射频线圈用来产生射频场B1,用来激发样品发生能级跃迁,产生核磁共振现象,线圈也用来接收样品被激发后产生的核磁共振信号。
核磁共振物理原理(T1、T2驰豫)
在静磁场(B0)的作用下,原子核磁矩开始沿着静磁场方向(定义为z轴)排列,产生宏观磁化强度Mz。
纵向磁化矢量Mz生成的过程被称为纵向弛豫过程,又叫自旋-晶格驰豫过程。对应的特征时间,定义为自旋-晶格驰豫时间T1,简称为纵向驰豫时间(T1)
当施加一个频率满足共振条件的正交射频脉冲B1后,就能将z方向的纵向磁化矢量扳转到XY横平面上,形成横向磁化矢量Mxy。
撤掉射频脉冲后,横向磁化矢量Mxy衰减的过程就被称为横向弛豫过程,又叫自旋-自旋驰豫过程。对应的特征时间,定义为自旋-自旋驰豫时间T2,简称为横向驰豫时间(T2)。
永磁低场便携式磁共振仪
仪器能提供测量信息: 薄层储层油气孔隙体积; 储层质量和产能(V_sℎ , ∅_e ,k,S_w,irr , S_or ); 矿物学独立总孔隙度和有效孔隙度; 粘土束缚水体积; 不可动流体体积和可动流体体积; 渗透率; 孔隙流体类型(气体、石油和水的判定); 原油粘度测定; 残余流体饱和度; 孔径分布; 页岩体积和分布; 合成毛细管压力; 岩石结构和相特征描述。
优势: 便携、自动化测量,可远程多端控制检测; 采集回波间隔TE最小达到0.08ms,能测量短弛豫干酪根有机质组分; 能提供T1、T2谱,提供二维图谱T1-T2图谱; 结合机器人,可自动解释处理; 自动生成检测报告;
智能测量工作流程
核磁共振分析仪可用的领域:农业和食品; 汽车与航空; 电池分析; 化工制造; 建筑与施工; 化学研究; 环境;违禁药品; 工业应用; 矿业与矿产 制药; 聚合物; 岩心/岩屑分析; 纺织品;
发布时间:2024-01-20 14:23:32
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