电子鼻快速检测煎炸油品质

利用PEN3型电子鼻系统分析了高温煎炸过程中大豆色拉油挥发性成分的动态变化规律。大豆色拉油于180℃油浴锅控温无料煎炸,每隔6h取样电子鼻检测分析。结果发现,随着煎炸时间的延长,油中芳香苯类、氨氧化物、氨类、烷烃、硫化氢、乙醇等挥发性成分均有一定升高,尤其是氨氧化物、氨类、烷烃、硫化氢、醇类是煎炸油气味变化及品质恶化的主要来源。利用主成分分析方法(PCA)及线性判别分析方法(LDA)对不同煎炸时间的大豆色拉油进行归类区分,发现LDA分析效果优于PCA。采用负荷加载(Loadings)分析可判别不同传感器对于第一、第二主成分的贡献率及相关性,S1、S2、S3、S5、S6、S7、S8、S9等可作为优选传感器应用于分析煎炸油品质变化。因此利用电子鼻系统快速分析辨别煎炸油新鲜程度及品质是可行的。

基于Ansoft的台式磁共振成像仪双平面梯度线圈的有限元分析

目的:采用Ansoft软件对台式磁共振双平面梯度线圈进行磁场分析和模拟仿真,为梯度线圈的设计和制作提供技术支持。方法:采用设计梯度线圈时得到的线圈绕线中的点数据,设计梯度线圈的Ansoft三维模型,并修改模型设计过程中出现的一些不理想的点数据;设计梯度线圈模型的各种参数,待系统自检成功后,进行梯度线圈的模拟仿真和结果分析。结果:通过三维Ansoft线圈模型的制作、后处理和模拟仿真分析,得到了均匀性很好的纵向梯度磁场和横向梯度磁场模拟图,梯度线圈能够产生具有良好均匀性和线性度的梯度磁场分布。结论:通过梯度线圈的三维Ansoft磁场模拟仿真,可以为梯度线圈的设计和制作提供一定的支持和参考,更好的优化、设计和制作高性能的双平面梯度线圈。

基于低场核磁和差示量热扫描的面条面团水分状态研究

为了解低水分面条面团中水分的存在状态,明确真空度及和面时间对水分状态的影响,该研究以3个小麦品种(济麦20、宁春4号、济麦22)磨制的面粉为材料,采用真空和面制作低水分面条面团(含水率35%),采用低场核磁共振技术(LF-NMR,low-field nuclear magnetic resonance)和差示量热扫描(DSC,differential scanning calorimetry)2种技术,测定不同真空度(0、0.06、0.09 MPa)和搅拌时间(4、8、12 min)下面团中水分的形态和分布,并进一步分析2种技术测定水分形态结果的相关性。结果表明,在低水分面条面团中,水分主要以弱结合水形态存在。不同品种的小麦粉面团的水分形态及分布存在差异,强筋小麦粉(济麦20)制作面团的水分自由度较低。真空和面(0.06 MPa)可以促进水分与面筋蛋白的相互作用,降低面团中水分子流动性,促进水分结构化;而非真空或过高真空度均会导致面团中水分自由度增加。济麦20、济麦22小麦粉和面时间为8 min时,面团水分流动性较低;而宁春4号小麦粉面团在4 min时,水分自由度较低;继续搅拌,深层结合水减少、弱结合水增多。LF-NMR和DSC测得面团水分状态的结果具有一致性。LF-NMR测得的弱结合水峰面积百分比与DSC测得的可冻结水百分比具有相同的变化趋势(r=0.695),且深层结合水峰面积百分比与非冻结水百分比具有相同的变化趋势(r=0.564)。研究结果为认识制面过程中水分的作用,优化和面工艺和调整产品特性提供参考。

冻融循环条件下岩石核磁共振特性的试验研究

为研究岩石在冻融循环作用下微观结构的变化特征,选取寒区花岗岩为试样,在冻结温度为-40℃,融解温度为20℃条件下分别进行0,10,20,30和40次冻融循环试验,并对冻融循环后的岩样进行核磁共振(NMR)测量,得到不同冻融循环次数后岩样的横向弛豫时间T2分布及核磁共振成像图像。结果表明:花岗岩的T2分布主要为3个峰,第一个峰和第二个峰的面积之和占全部峰总面积的98%以上,表明微孔隙占绝大多数;在经历10,20,30和40不同冻融循环次数后,岩石的T2谱面积发生了明显变化,孔隙率分别增大了14.0%,0.9%,16.2%和1.6%。核磁共振图像显示冻融循环后岩样的孔隙空间分布情况。冻融循环条件下岩石核磁共振特征的变化规律,为岩石冻融损伤机制研究提供可靠的试验数据。

米糠毛油掺伪食用植物油的低场核磁共振检测

应用低场核磁共振方法分别测定了米糠毛油和3种食用植物油(花生油、橄榄油和葵花籽油)的弛豫图谱,发现在10 ms左右米糠毛油弛豫图谱中出现了一明显特征峰,而其他3种纯油品均未检出,且随着米糠毛油掺入量的增多,该峰面积的比例也随之增大。结果表明,通过测定该特征峰面积比例可定量测出米糠毛油掺伪量。

低场核磁共振技术检测煎炸油品质

应用低场核磁共振技术对无对象煎炸大豆油油样进行检测,通过对多组分T2弛豫图谱以及峰面积比例S21和单组份弛豫时间T2w分析,煎炸4h后图谱中10ms左右出现明显特征小峰,且S21和T2w与煎炸时间、酸价、黏度、吸光度和极性组分含量呈现良好的规律性,相关系数在0.941～0.997之间,说明可以利用低场核磁共振检测的S21和T2W有效反映煎炸油的品质变化。但与过氧化值之间无明显规律性。结果可为后期煎炸油的低场核磁共振技术快速检测提供基础。

全麦粉粒度对全麦面包品质影响的MRI研究

为证明阿拉伯木聚糖凝胶与小麦面筋蛋白之间的竞争性吸水和水分迁移现象是导致全麦面包烘焙品质差的主要机理原因,本研究通过核磁共振及成像技术,分别对不同粒径全麦粉的面团和不同麸皮添加量的小麦粉面团体系进行T2弛豫时间测定;对不同粒径的全麦面包切片进行图像分析并计算孔隙度.对T2弛豫时间测定结果分析表明:随着全麦粉粒径的减小,面团体系中的部分水分从小麦面筋蛋白迁移至阿拉伯木聚糖凝胶组分中,抑制了小麦面筋蛋白网状结构的吸水形成;当全麦粉颗粒粒度为96.99μm时,全麦面包气孔的孔隙度和均匀程度最佳,且面包芯质地细腻,烘焙品质较好.

油脂低场核磁(LF-NMR)检测参数的优化试验

适当的低场核磁共振(LF-NMR)检测条件对于保障数据的可靠性具有重要意义。该文研究了大豆油LF-NMR检测过程中仪器参数、样品温度及体积等对检测结果稳定性及重现性的影响。结果表明,将2.5 mL油脂样品置于核磁试管中,并在32℃恒温10 min,采样前稳定1 min,在TR=2 000 ms,τ=200μs,EchoCount=5 000个,NS=4次,TD=500 050,SW=250 kHz参数条件下采集信号,可保证检测结果稳定可靠。研究结果可为后期应用LF-NMR技术进行油脂品质检测提供适当的检测条件参考。

基于低场核磁技术研究土壤持水性能与孔隙特征

为研究常规水稻土和设施蔬菜地土壤持水性能与孔隙分布特征,利用低场核磁共振技术,获取田间持水量状态的土壤T_2谱线特征,在此基础上分析了土壤失水时信号幅值、弛豫时间与土壤含水量和孔隙大小分布的关系。结果表明:水稻土和设施蔬菜地土壤中孔隙分布均比较分散,小孔隙居多,大孔隙较少,水稻田转化为设施蔬菜地后,土壤孔隙半径整体变小,土壤结构恶化。在土壤失水过程中,波峰消减与谱线偏移同时发生,小峰优先消失且消减速率大于主峰,表明该过程中孔隙收缩与水分散失同时发生,土壤孔隙由大到小依次不断排水。低场核磁共振作为一种快速、无损的测量工具,能够更直接、更准确地反映出土壤水分迁移过程和孔隙分布规律,从而为设施栽培土壤退化机理和土壤改良提供新的理论和技术支撑。

岩心微流动的核磁共振可视化研究

岩心微流动可视化是研究化学驱油微观机理的一项重要流体实验新方法,重点介绍采用低场核磁共振成像技术研究天然岩心中流体分布可视化的新进展。提出和分析了国产低场核磁共振成像岩心驱替装置面临的图像不清、材料干扰等问题,通过合理选材、优化参数,从硬件和软件2方面进行了改进与优化,消除了干扰因素。开展了天然岩心的驱替实验,采集了油水的实时NMR信号与MRI成像信号,以及不同驱替阶段油水的NMR-T2谱,得到分辨率较高的油水分布图像。结果显示残余油随着驱替PV数的增加而减少,具有初期减少明显而后趋缓的特点,并发现岩心中存在端部油残滞现象,其范围距端部4mm左右。研究了通过获得的油水分布图像计算含油饱和度的方法,其结果与传统方法一致,误差在10%以内,这也说明了油水分布图像的可靠性。这不仅为计算饱和度提供了一种新方法,而且该方法的另一个优势是可以分析任意局部位置的油水饱和度。研究结果表明,在研究岩心微流动过程中流体分布的可视化方面,核磁共振成像技术是值得深入研究的新方法。

低场核磁共振技术在水泥基材料研究中的应用及展望

阐述了低场核磁共振技术在水泥基材料研究中的应用现状,认为现有的研究主要集中于水泥水化进程和水在硬化浆体中的扩散特征,也包括对硬化水泥浆体孔结构和比表面积的测试。分析了低场核磁共振技术在实际应用中面临的挑战,展望了该技术在新拌水泥浆体结构性能研究中的应用前景。

玉米单倍体核磁共振自动分拣系统的开发(英文)

为满足玉米单倍体育种与研究的大规模应用,本研究利用玉米油份花粉直感效应的生物学特性,开发了玉米孤雌生殖诱导单倍体核磁共振自动识别分拣系统。该系统由单籽粒自动进样模块、玉米油份自动测试模块和自动分拣模块三大模块组成。结果证实该玉米单倍体核磁共振自动分拣系统具有快速(平均速度为4秒/粒)、准确(平均为92.3%)、自动、智能分拣玉米单倍体的优良特性,同时,本系统也可应用于基于油份差异的其他样品的自动智能化筛选。

基于核磁冻融技术的煤的孔隙测试研究

采用核磁冻融测孔法(NMRC)和低温氮吸附BJH法对6组不同变质程度煤样进行了孔隙结构和孔体积测试对比实验,首次探讨了将核磁冻融测孔技术应用于煤储层孔隙结构研究的可能性与可行性。研究表明,针对同一煤样,NMRC法测得的总孔体积明显大于BJH法。造成这种现象的原因主要有两个方面:一是,与BJH法相比,NMRC法能够测得更多的封闭孔的孔隙信息;二是,BJH法的计算模型本身存在一定局限性,在测量10 nm以下的微孔和部分中、大孔方面能力有限。不同煤阶煤样的测试结果表明,NMRC法测得的总孔体积随煤岩镜质组反射率增高呈现"先降低后升高"的变化趋势,这与孔隙度随煤阶的变化规律一致;而BJH法的测量结果存在异常值,与上述规律不符。整体上,NMRC法在定量识别煤储层"全孔隙"方面较其他常规方法具有明显的优势;同时,该方法受制样等人为因素的影响较小,是一种可拓展应用于非常规储层孔隙结构的新方法。

核磁共振二维谱反演技术综述

二维谱的出现是核磁共振(NMR)检测技术的一次飞跃,从二维谱中可以快速、精确地对不同组分进行区分,因而在测录井和常规实验中被广泛采用.为了给相关研究提供借鉴和参考,推动二维反演技术的发展,该文对近年来国内外在核磁共振二维谱反演技术领域的研究进展进行了综述.从实验采集数据中反演出二维谱的过程,比一维反演需要解决更多、更复杂的问题.通过研究罚函数正则化和子空间正则化两大类方法,分析了不同二维反演算法的优点和不足.根据对近年来国内外相关文献的深入分析可知,虽说目前已有的二维反演算法都存在一定的局限性,但其仍然具有很大的发展空间.

筹建核磁共振成像技术实验室的探索与思考

医用核磁共振成像技术是一门综合性的学科，其优越性明显，临床应用领域不断得以扩展，市场对于磁共振方面的技术人才需求也在不断增加。该文在大量前期调研的基础上就如何建设一个培养学生真正切实有效地掌握磁共振成像技术的磁共振实验室做了一定探索，提出了一点建设性意见。

低场核磁共振扩散-横向弛豫二维反演算法

针对低场核磁共振一维反演中无法分辨一维谱中重叠组分和目前报道的扩散-横向弛豫二维反演算法计算量大、计算耗时长的问题,提出了一种计算量小、计算效率高、耗时短的扩散-横向弛豫二维反演算法.首先对扩散系数D和横向弛豫时间T2进行布点;其次根据信号采集条件计算出两个核心矩阵,并分别进行奇异值分解;然后,由所采集信号计算出两个核心矩阵的奇异值截断值,分别对两个核心矩阵的奇异值矩阵进行截断并求其逆矩阵;最后计算出初始反演结果,并添加非负约束经过多次迭代得到最终反演结果.实验结果证明,提出的扩散-横向弛豫二维反演算法在不影响反演结果准确性的基础上,能极大提高计算效率.

MRISim:磁共振成像仿真实验软件包（英文）

本文基于数值计算模拟技术,开发了模拟磁共振成像(MRI)数据采集与图像重建的仿真软件包——MRISim.虚拟数据采集部分通过对设备硬件、样品(标样或人体部位)进行物理数学建模后,构建原始模拟信号,并填充k空间,然后再基于k空间数据实现磁共振图像重建.该软件可以通过参数的任意调节对影响磁共振图像质量的因素进行可视化分析,包括11种常见伪影的特征和成因分析.我们的研究表明应用该仿真软件可以弥补台式MRI扫描仪价格昂贵、实验时间长等不足之处,实现对相关科技人员的批量化、规模化的实践操作培训.

真空冷却豆制品水分布状态的核磁共振分析

利用低场核磁共振及其成像技术,研究真空冷却豆制品中水分分布状态。实验测得熟食豆制品真空冷却后其中的结合水、吸附水和自由水三种状态水的迁移过程。反映结合水的T21处于相对稳定的状态,经真空冷却后,发生变化的主要是T22(吸附水)和T23(自由水),吸附水和自由水明显减少;经真空冷却后,样品水分含量减少,体现在核磁共振成像图上,就是质子的流动性降低,使弛豫信号减弱,图像变暗。

建立MRI技术实验室若干问题的思考

与其他医学成像技术比,医用磁共振成像具有众多的优点,因此,在临床上和科学研究中倍受青睐。随着近年来磁共振成像设备的装机容量逐年提高,市场对专业人才的需求也不断扩大。如何面向市场培养合格的磁共振成像技术专业人才,是医学影像工程专业面临的一个重要课题。通过对目前磁共振成像技术教学中存在问题的分析,该文就建立磁共振成像技术实验室的必要性以及如何在科研和教学中充分发挥实验室的效能等诸多问题进行了探讨。

基于噪声拟合的核磁共振二维谱反演新方法

针对现有二维反演算法对噪声敏感或过度依赖于对噪声的估计的问题,提出了一种基于噪声拟合的核磁共振二维谱反演新方法。首先,使用小波滤波进行噪声提取;然后将噪声分布按照高斯白噪声的数学模型进行拟合,获取噪声方差;最后依据制定的新的停机准则和进化算法进行拟合,拟合残差与估计的噪声水平相当或最接近时,迭代停止并得到二维谱。通过使用该算法对不同信噪比的仿真数据和多组实验采集数据进行处理后发现,该算法具有很高的鲁棒性和准确性。这种新的反演算法能够满足不同应用领域、不同信噪比数据的反演要求,具有很高的实际应用价值。