利用核磁共振自由感应衰减曲线测定木材含水率

为定量测定木材含水率,以水分子中的质子为探针,利用核磁共振技术探究木材内部水分的变化情况。通过对胡桃木、红橡木和水曲柳解吸过程中,水分变化的核磁共振自由感应衰减曲线(FID)进行分析,发现木材的含水率与核磁共振的FID信号量高度线性相关,相关系数均超过0.99;因此,可以通过建立含水率与核磁共振FID信号的标准曲线实现木材含水率的核磁共振定量测量。同时,可以根据绝干木材的核磁共振FID信号量比较不同材种基本密度的大小。

基于CPMG和FID核磁共振实验的页岩有机质定量评价方法

中国陆相页岩油中未转化的有机质占比高,有机质的定量评价对于页岩油勘探开发至关重要。核磁共振是一种快速、无损的探测技术,已广泛用于油气勘探开发领域。然而现有Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)采集模式受仪器最短回波间隔的限制,难以有效探测有机质等超短弛豫组分信号。引入了自由感应衰减(Free-Induction-Decay,FID)采集模式,通过数值模拟和实验测量比较了CPMG与FID采集模式在页岩有机质评价方面的差异,提出了一种基于CPMG和FID的页岩有机质定量评价方法。研究表明,有效信号的起始采集时间对页岩有机质评价至关重要,核磁共振仪器死区时间为17μs,采集时间步长为1μs的FID测量能够提供页岩有机质和流体组分含量,而回波间隔为0.6 ms的CPMG测量只能够提供流体组分含量。这两种测量结果的差值与总有机碳含量(TOC)、裂解烃含量(S_2和(S_(2-1)+S_(2-2)))等多项地球化学特征参数之间具有强相关性,其中,与TOC和(S_(2-1)+S_(2-2))的决定系数分别高达0.910和0.837,证明该方法可以用于有机质的定量评价。

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。

极化^(3)He系统核磁共振FID信号的激光探测

极化率测量装置是极化^(3)He系统的重要组成部分之一.本文介绍了一套在极化^(3)He系统上搭建的激光探测自由感应衰减核磁共振(FID NMR)信号的实验装置,该装置有望为^(3)He极化率的高精度实时测量提供新的途径.激光探测法的原理是法拉第旋光效应,该方法使用一束线偏振光探测极化^(3)He磁矩绕主磁场进动的FID信号,实验结果表明相较于拾波线圈探测方法,激光探测方法的信噪比提高了106%,对^(3)He的极化率测量更精确.该探测方法有望替代传统的拾波线圈,广泛地应用于^(3)He极化系统的极化率测量或精密测量实验中.

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 。

高性能核磁共振弛豫分析仪匀场系统的设计与实现

磁场的高均匀性是高性能核磁共振弛豫分析仪实现短弛豫时间样品和微弱信号核磁共振(NMR)检测的基本保障.该文以0.45 T双极型永磁体作为设计核心部件,在大范围磁体空间-25.4mm球空间(DSV)内,基于目标场法设计了X、Y、Z、XY、XZ、YZ、Z^2共7组有源匀场线圈,根据线圈供电要求,设计了可编程恒流电源,搭建了可用于高性能核磁共振弛豫分析仪磁体的有源匀场系统,介绍了系统的基本结构、设计过程及匀场方法,实验测试结果验证了大范围磁体空间内该匀场系统的实用性.

基于时域核磁共振技术的木材吸湿过程研究

木材吸湿会对其力学性能和尺寸稳定性产生影响,深入了解木材吸湿过程中水分状态的变化有重要意义.利用时域核磁共振(TD-NMR)技术,以美国黄杨木和红橡木作为研究对象,对木材吸湿过程中水分状态和弛豫特性进行研究.结果显示:吸湿过程的前4h,两种木材试件结合水峰面积迅速增大,自由水峰面积无明显增长,说明在吸湿初期,增加的水分主要以结合水为主;在达到吸湿平衡后,红橡木试件内自由水峰面积约为黄杨木试件内自由水峰面积的2倍,这是由于与黄杨木相比,红橡木管孔孔径较大,因此在吸湿过程中,红橡木的自由水吸湿速度较快,吸湿量大于黄杨木.

两种不同核磁共振仪器的比较

目的本文旨在帮助学习者全面认识目前开设的磁共振实验所用到的两种不同磁共振仪器。方法对两种仪器构造、所开设实验项目及实验仪器特点3方面进行了详细的对比分析。结果核磁共振实验仪构造比较简单,采用扫场的方法进行磁共振信号的观察测量,可扩展性差,进行实验数目少;而HT-3DNMR-25磁共振成像仪结构较复杂,不仅能够观察磁共振信号,测量弛豫时间T1与T2,而且引入了梯度磁场,能够对样品进行二维或三维成像,扩展性强。结论两种磁共振设备结合使用,既观察磁共振现象又进行医学磁共振成像。

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。

核磁共振及成像技术中的基本序列在食品中的应用

主要介绍了核磁共振及其成像技术中的FID,IR,CPMG和SE等几个基本序列,以及它们在食品中的主要应用。通过NMR序列可以测定样品中的几个重要特征参数T1,T2和T2*,同时还可以得到样品内部各个层面的成像。这些特征参数往往代表了食品中非常重要的信息,如食品中的水分分布情况、内部组织结构以及物理化学特性等,它对食品研究和实际生产都具有重大意义。

核磁共振成像

介绍核磁共振成像的物理原理及临床应用．

线性预测在核磁共振实验中的应用

在对FT-80核磁共振波谱仪进行微机化改造的基础上,将线性预测技术用于核磁共振实验,提高了谱仪的信噪比和分辨率。介绍了线性预测的理论,对比了应用线性预测前后获得的谱图。线性预测技术使谱图得到明显改善,不仅基线平直,分辨率提高,基本消除了截趾纹波,而且保留了原有的精细结构。给出了线性预测算法的流程及相应算式。

小波分析用于核磁共振水峰抑制的数据后处理

介绍了将小波多分辨分析 (MRA)用于核磁共振 (NMR)自由感应衰减 (FID)信号的水峰抑制。结果表明 :这是一种能有效抑制NMR强水峰的数据后处理方法。该方法操作简便 ,引入畸变信息少 ,抑制效果好 ,对邻近水峰的共振峰影响小 ,可得到相位纯正、基线平坦的谱。

新型脉冲核磁共振实验的教学实践研究

采用新型脉冲核磁共振实验仪对核磁共振实验进行了教学实践研究,利用自由感应衰减信号(FID信号)测得几种物质的表观横向弛豫时间,利用自旋回波信号(SE信号)测得几种物质的横向弛豫时间。对不同浓度的硫酸铜溶液的横向弛豫时间进行测量,并讨论了弛豫时间随浓度变化的原因。实验研究结果表明自旋回波信号能相对准确地测出物质的横向弛豫时间,且弛豫时间与浓度大小成反比。

应用磁共振检测苹果不同部位的蔗糖含量

采用20MHz低场核磁共振弛豫谱分析技术检测苹果不同部位的蔗糖含量,研究含糖量与核磁共振信号之间的关系;利用CPMG序列来测溶液的T2值,得到含糖量和溶液中所含糖信号量的定标线,并用此定标线对苹果不同部位的含糖量进行定量分析。实验结果表明:含糖量的多少不仅影响自由感应衰减信号(free-induction decay signal,FID)的大小,而且影响其横向弛豫时间(T2)和纵向弛豫时间(T1);随着含糖量的升高,样品的自由感应衰减信号呈线性增大(r2>0.94);靠近果核部位的苹果组织含糖量最高,靠近果皮的最低,这与核磁共振波谱分析测试的结果相同,证明了此标线的可行性和准确性。

基于4倍频采样的数字正交FID信号检测技术

提出了基于4倍Lamor频率采样的数字正交锁相放大技术提取包络信号,该技术是根据开关型正交矢量锁定放大器的基本原理和三角函数的特征,通过4倍Lamor频率采样和数字叠加的方法,实现了信号正交与低通滤波功能。该数字正交方法较模拟正交法的优点是能够提高信号的信噪比,且电路设计简单。利用该法所设计的地面核磁共振找水仪采集系统在探寻地下水源中已得到验证与应用,在叠加次数仅为NUMIS系统1/2时,其信噪比至少提高0.5倍。该方法提高了仪器的工作效率和对信号参数的提取精度。

时域核磁共振技术在木材科学研究领域的应用

时域核磁共振技术（TD-NMR）作为一种先进的表征手段，能快速、精准测量木材中自由水和吸着水的动态变化，也可以基于水分信息表征木材孔隙分布，因此已被广泛应用于木材科学研究领域。文中归纳了时域核磁共振技术用于测量木材含水率、水分性质、水分分布及木材孔隙分布的方法，并对主要研究结果进行综述，以期为相关领域的研究和应用提供理论参考。

人造板吸水过程的TD-NMR动态研究

利用时域核磁共振(TD-NMR)技术,为研究人造板和水分的关系提供新方法.该文通过研究胶合板(Plywood)、刨花板(Particle board)、中密度纤维板(Medium Density Fiberboard)3种常用人造板吸水过程中水分的自由感应衰减(FID)信号的变化,得出传统称重法得到的吸水率与吸水过程中测得的FID信号高度线性相关,24 h吸水率由大到小依次为胶合板>刨花板>中密度纤维板.通过3种人造板24 h吸水过程中自旋-自旋弛豫时间(T2)大小及分布的实验数据,分析了吸水过程中人造板中水分的状态.实验结果证实了TD-NMR是研究人造板与水分的关系的一个有效手段.

基于模拟正交矢量锁定放大的SNMR信号采集系统

为了对地下水信息进行反演，确定地下水水量、地层结构等信息，根据乘法型正交矢量锁定放大器的基本原理，设计了基于模拟正交矢量锁定放大的SNMR（Surface Nuclear Magnetic Resonance）信号采集系统。系统利用CPLD（Complex Programmable Logic Device）和D／A转换器，使地下水核磁共振信号和参考信号相乘，实现信号正交功能，提取出自由感应衰减（FID：Free Induction Decay）信号，获得地面核磁共振找水探测的各关键参数。模拟正交法软硬件设计简单，进一步改善了信噪比。该地面核磁共振找水仪采集系统在探寻地下水源中已得到验证，采样频率可根据各地Lamor频率的不同在250～1000Hz范围内进行程控调整。