磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)原理

MAGMED Soil-2260磁共振土壤分析儀系統(tǒng)是一款用于測試土壤等多孔介質(zhì)的專業(yè)分析儀器。儀器基于低場時域核磁共振原理。采用目前世界上極新的核磁共振電子控制部件、專業(yè)的數(shù)據(jù)采集和分析軟件、以及對樣品分析所制定的測量規(guī)程。使得該儀器成為強(qiáng)有力的核磁共振分析的工具。 MAGMED Soil-2260磁共振土壤分析儀通過測量樣品中不同含氫組分的弛豫時間信息。從而獲得樣品的相關(guān)信息。同時Soil-2290可滿足長時間在線測量。對于樣品因外部條件變化而引起的微觀結(jié)構(gòu)、裂縫變化。鹽類在孔隙中的形成。水分在樣品中的擴(kuò)散等進(jìn)行實(shí)時測量。通過前后測量結(jié)果的對比實(shí)現(xiàn)上述研究。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于研究非常規(guī)巖芯的產(chǎn)油和產(chǎn)氣過程的實(shí)時模擬檢測。磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)原理

核磁共振經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展。已經(jīng)成為一種成熟的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。在許多領(lǐng)域已經(jīng)得到大范圍的推廣。根據(jù)其磁體強(qiáng)度可以分為低場（低頻）核磁共振 （LF-NMR）和高場（高頻）核磁共振（HF-NMR）。LF-NMR 又稱低分辨率核磁共振。即磁場強(qiáng)度在0.5 T 以下的核磁共振。通常用于物質(zhì)物理性質(zhì)的測定。在食品科學(xué)領(lǐng)域主要用于食品中脂質(zhì)含量的檢測、食品中水分含量及其存在狀態(tài)等方面的研究。根據(jù)射頻場的連續(xù)性可以分為穩(wěn)態(tài) NMR 和脈沖 NMR。其中只有脈沖 NMR 適用于進(jìn)行快速檢測以及實(shí)時監(jiān)控。磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)原理核磁共振磁場的溫度穩(wěn)定性限制了磁體的使用環(huán)境。永磁體的磁場強(qiáng)度主要受限于磁體材料。

巖石中流體的擴(kuò)散受到周圍固體介質(zhì)的限制，是一種受限擴(kuò)散，其擴(kuò)散系數(shù)、弛豫時間與巖石孔隙結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)有很大的關(guān)系，巖心流體中自旋核磁矩弛豫與擴(kuò)散機(jī)理，對深入了解低滲透巖石孔隙結(jié)構(gòu)和滲流特征有很大幫助．同時，巖心中表面潤濕性與核磁共振參數(shù)的關(guān)系是潤濕性研究的基礎(chǔ)。巖心中弛豫時間測量基本的規(guī)律是：與孔壁表面接觸越緊密，流體的弛豫時間越短．由于分子無規(guī)則熱運(yùn)動引起分子與孔壁的碰撞進(jìn)而產(chǎn)生表面弛豫作用，孔徑中的擴(kuò)散和弛豫時間有非常緊密地聯(lián)系．

潤濕性

自吸：已飽油巖樣放入吸水儀中，如果巖石親水，毛細(xì)作用下，水將自動吸入巖石將巖石中的油驅(qū)替出來，驅(qū)替出的油浮于儀器頂部，體積能夠直接讀出；如果巖石有親油能力，則使用飽水巖樣，置入油中，倒置讀出驅(qū)出水量；由于巖石具有非均質(zhì)性，既親油又親水，一般同一巖樣重復(fù)做吸水驅(qū)油和吸油驅(qū)水實(shí)驗(yàn)；自吸離心法：除自吸外，利用離心機(jī)產(chǎn)生離心力將巖心毛管中可流動的液體排除，得到總的可流動毛管體積：水排比=自動吸水量/（自動吸水量+離心吸水（排油）量）；油排比=自動吸油量/（自動吸油量+離心吸油（排水）量）；自吸驅(qū)替法：與自吸離心法相似，不同在于將離心機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力改為將巖心裝入巖心夾持器中加壓進(jìn)行驅(qū)替；實(shí)驗(yàn)步驟：飽油（含束縛水）巖樣自吸水，測排油量C，巖心放入夾持器，水驅(qū)油測油量D；水驅(qū)后（含殘余油）自吸油，測排水量A，巖心放入夾持器，油驅(qū)水測水量B。油潤濕指數(shù)=A/（A+B）水潤濕指數(shù)=C/（C+D） 江蘇麥格瑞電子科技有限公司秉承“誠信、嚴(yán)謹(jǐn)、創(chuàng)新、感恩”的企業(yè)價值觀。

通過不同含水量土壤在靜置不同時間后的一維弛豫時間分析，可推斷：水分進(jìn)入土壤后，將立即滲透至不受約束的有機(jī)質(zhì)中，形成凝膠相，不受約束礦物顆粒（粘土）的微孔中，這一過程很短。然而隨著水分的進(jìn)入，土壤的組分單元將與水分產(chǎn)生相互作用，如水分滲透進(jìn)有機(jī)質(zhì)與礦物顆粒的結(jié)合界面，從而阻斷之間的氫鍵連接、離子鍵連接、共價鍵連接等，甚至還伴隨著水解作用的產(chǎn)生，隨著這些約束的破壞，其產(chǎn)物如分離出的有機(jī)質(zhì)和礦物顆粒進(jìn)一步吸水，從而終達(dá)到水分傳輸分布的平衡狀態(tài)，反推，當(dāng)如土壤失水干燥時，伴隨著凝膠相失水坍塌、有機(jī)質(zhì)與礦物質(zhì)在界面作用下，重新分型聚集，封閉微孔等。這可有效表征土壤在吸水/失水過程中微觀結(jié)構(gòu)的變化，對土壤中水分的遷移、水分子動力學(xué)研究等提供依據(jù)，同時，這一微孔打開/封閉的過程，將極有可能使污染物在土壤中聚集，從而形成土壤污染。T2弛豫時間反演譜圖累加值，可有效用于土壤總體含水量的測量，開展土壤持水能力的研究。多孔介質(zhì)的研究有助于優(yōu)化工程設(shè)計和降低工程成本。TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫分析技術(shù)可獲得物質(zhì)中與分子動力學(xué)特性相關(guān)的弛豫信號。磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)原理

土壤潤濕性（wettability）對土壤的性能參數(shù)之一，其表現(xiàn)為快速吸水，持水能力強(qiáng)。土壤的憎水性（repellency）是指土壤具有較差的潤濕性，其表現(xiàn)為植物生長緩慢、表面多塵、因缺少圖聚核而結(jié)構(gòu)一致，這種現(xiàn)象增加了地下水污染的可能性。土壤憎水性的成因包括：自然發(fā)生的、因火災(zāi)或污染產(chǎn)生等。污染引起的土壤憎水性通常是由于土壤長期暴露在液相或氣相的石油烴中。因此對于土壤潤濕性的評價非常重要。 低場時域核磁共振法通過直接測量土壤樣品中的水分的弛豫時間信息，能夠有效表征水分在土壤樣品中的分布，通過對弛豫時間的分析，從而對土壤樣品的潤濕性進(jìn)行評價。同時，其無損、非侵入的檢測過程，可對同一樣品進(jìn)行重復(fù)檢測。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析儀，以其優(yōu)化的場強(qiáng)、探頭系統(tǒng)等硬件配置，功能強(qiáng)大的軟件分析系統(tǒng)，可為廣大科研工作者提供一種高效、快捷、精確的土壤潤濕性評價分析途徑。磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)原理