基于差分结构的地面核磁共振数据噪声压制技术

地面核磁共振(surface nuclear magnetic resonance,SNMR)技术是一种可直接定性定量探测地下水的非侵害式地球物理方法,已广泛应用于资源勘探、地质灾害预警和环境检测等方面。但在实际应用中,复杂的环境噪声导致微弱的SNMR信号常常被淹没,很难获取有效的SNMR信号。针对这一问题,本文提出了一种基于差分结构的SNMR数据噪声压制技术,采用两个接收线圈等距设置在发射线圈上下位置。这种分布可以实时抵消大部分环境噪声以及消除收发线圈耦合影响。理论建模和仿真结果验证了新方法能够有效压制噪声,并可靠获取到早期自由感应衰减(free induction decay,FID)信号。

基于小波变换的核磁共振FID信号的去噪方法研究

以医用核磁共振自由感应衰减(FID)信号的去噪处理为研究目标,基于小波变换技术,分析了有效信号和噪声的小波变换特性,针对三种去噪方法——模极大值、阈值收缩和平移不变,提出了改进方案,并以阈值收缩去噪方法为例,对临床获取的神经胶质瘤病例的大量数据样本进行了去噪、分析实验,探讨了适用于本类FID信号去噪处理的小波基函数、分解参数、分解层次和阈值策略的选取方法,通过实验建立了最优选取方案。实验结果有效地验证了新方案良好的去噪性能。本研究对于医用磁共振数据的高效处理具有很好的参考价值。

基于过抽样Gabor变换的核磁共振FID信号增强算法

基于作者先前提出的过抽样实值离散Gabor变换 ,本文提出了一有效的算法用于核磁共振自由感应衰减 (NMRFID)信号的减噪 .由于NMRFID信号在时域中是一短暂的振荡衰减信号 ,使得变换后的NMRFID信号能量在时频域中集中在少数变换系数上 ,而噪声则遍布在整个变换系数上 ,因此通过对变换系数幅度进行阈值限制方法可达到明显地增强NMRFID信号的目的 .文中在理论和模拟实验上分析表明 ,过抽样Gabor变换比临界抽样Gabor变换更适宜于NMRFID信号的减噪 ,因为在过抽样条件下比在临界抽样条件下的综合窗及其对应的分析窗 ,无论是在时域中还是在频域中都可具有更好的局域分布集中性 ,同时 。

应用低场核磁共振研究绿豆浸泡过程

本实验采用低场核磁共振技术对绿豆浸泡过程进行研究,目的是从一种新的角度来解释绿豆种子内部吸水的动态过程,通过把绿豆浸泡入水中,每隔0.5h分别测量其脉冲FID信号、弛豫时间T2,每隔1h进行核磁共振成像。实验结果表明:绿豆吸水率在浸泡3h后进入迅速增长,至5.5h后吸水率变化缓慢;绿豆吸入水分可分为三种状态水:毛细管水T21、自由水T22以及结合水T23;毛细管水T21随时间变化为波浪型,自由水T22以及结合水T23变化基本一致,为稳定-上升-稳定;自由水作为溶剂在绿豆吸水过程中参与各种生化反应,故自由水的质子密度(信号量)上升量最大。从核磁共振图像中可以看到水是从种脐处慢慢进入绿豆内。低场核磁共振技术同样可应用于其他种子浸泡过程分析。

应用低场核磁共振技术测定茶叶含水量

本研究应用一种更为快速、准确、无损的低场核磁共振技术来测定茶叶的含水量。实验通过标定6种不同质量的纯水标样的FID信号幅值,拟合出水分含量与FID信号幅值的直线方程,再选取5个茶叶样分别测量其FID信号幅值,根据拟合直线换算成茶叶含水量,同时将核磁共振法测得的含水量结果与国家标准的103℃恒重法比较分析。实验结果表明:应用低场核磁共振测定茶叶含水量方便迅速,结果稳定准确,通过与国家标准的茶叶含水量103℃恒重法对比发现,核磁共振法测得的含水量偏高不到1%,这是由于烘干法无法将茶叶内部的结合水完全烘干所致,而核磁共振法测量的是茶叶内部游离水和结合水的总和。

应用低场核磁共振技术分析烟丝样品含水率的方法

建立了基于核磁共振硬脉冲自由感应衰减信号(FID)的含水率测定方法。以烟丝样品为模型,在预先建立的工作函数基础上,可对多个样品水分进行快速测定。以核磁共振法与烘箱法的结果进行比较,结果显示核磁共振法具有理想的重复性、精密度和稳定性,5次平行测定结果的标准偏差小于0.5%,4天内测得的样品含水率极差为0.45%。

核磁共振实验设计探讨

针对目前高校核磁共振实验开设现状的不足之处,提出了一种综合了连续和脉冲核磁共振实验结合的实验设计。以0.36T开放性医用核磁共振成像设备为平台,实现了同时观察核磁共振现象和医用核磁共振成像过程的目的,有助于学生更好的学习和理解核磁共振技术。实验经过两年的实际教学实践,效果良好。

开设核磁共振实验的探讨

针对目前高校理科物理专业近代物理实验中核磁共振实验开设现状的不足之处 ,提出了在核磁共振基本实验中增加脉冲核磁共振实验内容的设想 。

微弱核四极矩共振信号参数估计新方法

核四极矩共振(nuclear quadrupole resonance,NQR)是一种固态射频谱分析技术,可用于检测高危险爆炸物。然而,核四极矩共振信号本身非常弱,并且易受线圈热噪声和射频干扰的影响,精确估计NQR信号参数成为难题。提出基于改进的快速最大似然估计的残余信号迭代分解算法估计NQR信号参数,该算法将多维搜索问题转化为多个一维搜索,在降低计算复杂度的同时提高了参数估计精度,有效地解决了干扰信号对NQR信号的遮蔽问题。仿真和实测数据的结果证明了该算法的有效性。

医用核磁共振信号可视化的实现

采用信号分析和软件的方法,实现医用核磁共振成像过程中的信号可视化,获得反映人体组织特性的T1、T2、共振频率值,以及反映信号强度的FID、回波等曲线,有助于进行临床核磁共振应用分析和核磁共振成像原理的教学。

脉冲核磁共振实验自由衰减信号分析

学生学习脉冲核磁共振实验时对自由衰减信号的形成较难理解,本文从布洛赫方程出发详细地分析分析了自由衰减信号的产生,加深学生对磁共振技术的理解。

基于核磁共振技术的牙膏含氟量测量方法

核磁共振是一种物理现象,作为一种分析测试手段在许多领域都有着极为广泛的应用,如地质勘探、石油化工、食品农业等。应用核磁共振技术对牙膏中的含氟量进行测量方法研究,包括应用相对测量、实验原理方法以及相关细节。目的是运用一种新的方法来快速便捷地测量工业生产中牙膏的含氟量,并分析此方法的优缺点、精度和误差。

Overhauser磁力仪低噪声信号处理技术

针对磁力仪输出信号信噪比低的问题,同时为给Overhauser磁力仪的研制提供参考依据,提出一种低噪声信号处理技术。首先根据质子旋进信号(FID)特点,建立系统噪声模型,分析探头电阻热噪声和放大器等效输入噪声对测量造成的影响,提出LC谐振方案和低噪声放大电路以提高系统信噪比并通过实验测试仪器噪声水平。最后,将所研制的磁力仪与商用磁力仪进行对比测试,实验表明:提出的信号处理技术能有效降低系统噪声,FID信号信噪比>36 d B,研制的Overhauser磁力仪磁场测量精度0.2 n T,性能接近商用仪器水平,证明其在磁场测量中的有效性。

光泵抽运~3He极化程度监控系统的设计与实现

极化3He的一项重要应用是中子的极化.中国绵阳研究堆(CMRR)已建立国内首个自旋交换光学泵浦(SEOP)极化3He中子极化系统.为了监测3He的极化率随时间的相对变化情况,本文首先设计了基于核磁共振(NMR)技术的3He相对极化率测量系统,通过Matlab控制程序实现了对3He相对极化率的定时检测.然后对拾波线圈的构形和信噪比(SNR)进行了优化.结果表明当绕线长度一样时,Brooks构形的线圈有利于提高SNR;当线圈的平均半径为(a0+d)/2√(a0为3He气室的半径,d为拾波线圈与气室之间的距离)时,其SNR最高.最后对该系统的本底噪声进行了测量,发现其主要来源于环境噪声(0.27μV/√Hz)和数据采集(DAQ)卡的噪声(0.40μV√/Hz),系统的总噪声功率谱密度约为√0.16+0.073G2^μv/√Hz(G为放大器的增益倍数).

布鲁克MINISPEC mq系列小核磁谱仪

布鲁克 minispec mq 系列小核磁谱仪是宽线核磁分析仪,国际上已广泛应用于食品油脂工业,石油化工,日用化工,高分子材料研究和纺织工业的纺丝油剂测定等,其中种子中油水含量测定的方法等已被确认为工业标准。本文对该仪器的性能物点,典型应用作了简要的介绍。