江苏高精度核磁共振无损检测

核磁共振经过半个世纪的发展。已经成为一种成 熟的实验技术。在许多领域已经得到大范围的推 广。根据其磁体强度可以分为低场（低频）核磁共振 （LF-NMR）和高场（高频）核磁共振（HF-NMR）。LF-NMR 又称低分辨率核磁共振。即磁场强度在0.5 T 以下的核磁共振。通常用于物质物理性质的测定。在食品科学领域主要用于食品中脂质含量的检测、食品中水分含量及其存在状态等方面的研究。根据射频场的连续性可以分为稳态 NMR 和脉冲 NMR。其中只有脉冲 NMR 适用于进行快速检测以及实时监控。小型核磁共振仪器能够从频率维度、空间维度和时间维度信息表征物体特性。江苏高精度核磁共振无损检测

弛豫信号 T1弛豫信号 纵向弛豫时间T1：当射频脉冲撤销后。平行于外加磁场B0方向。宏观磁矩由0恢复到M0的时间 与样品中原子核所在的分子环境以及外加磁场强度有关； 磁场越高。宏观磁矩越大。T1信号越强。 主要测量脉冲：IR、SR脉冲 T2弛豫信号 横向弛豫时间T2：当射频脉冲撤销后。垂直于外加磁场B0方向。宏观磁矩由M0恢复到0的时间； 与样品中原子核的分子运动以及外加磁场强度有关； 分子运动越剧烈。 T2越长，反之T2就短； 磁场均匀性越好。分子运动一致性越高。信号衰减越缓慢； 磁场越高。宏观磁矩越大。T2信号越强。 主要测量脉冲：FID、CPMG。衍生的脉冲Solidecho等南京麦格瑞核磁共振无损检测低场核磁共振是一种正在兴起的快速无损检测技术。具有测试速度快，灵敏度高、无损、绿色等优点。

低场核磁共振弛豫信号的检测精度直接影响了检测目标定量分析的精度，目前实现弛豫信号精确检测的主要手段包括基础参数的精确设定以及关键硬件的充分优化。 1）提出一种具备高可移植性和可扩展性的软件体系结构，基于实验室低场核磁共振平台，实现基础弛豫信号的简化建模和分析，并完成软件平台的开发。 2）提出接收器增益、共振频率、脉冲宽度等关键基础参数自动精确寻找方法，提出磁体磁场均匀度、探头死时间、整机信噪比等关键硬件性能指标的高精度表征方法。 3）提出一种低场核磁共振多变量弛豫信号的精确采集与处理方法，在实验室自主搭建的完全可控平台和商用部分可控平台分别实现小鼠体脂和煎炸食用油极性组分含量的精确定量分析。

AccuFat-1050活鼠体脂分析仪： 1) 以实验室小鼠为研究模型已成为研究肥胖及糖尿病有效途径。 2) 传统方法弊端：破坏性不可逆、同一模型数据点单一、一致性和有效性差； 3) 解决传统分析方法的弊端：无需处死实验小鼠。即可完成测试要求； 4) 监测活鼠小鼠体重、脂肪、瘦肉、水分等含量信息。研究相关药物、饮食、基因变化的影响。 活鼠体脂分析仪检测原理： 1) 样品进入检测区域。样品中中氢原子核的磁矩将沿着静磁场方向排列并形成宏观磁矩； 2) 施加特定频率激发脉冲。宏观磁矩定向偏转； 3) 脉冲结束。宏观磁矩定向恢复并产生NMR信号； 4) 样品中不同组分中氢原子的含量和所处分子环境不同。磁共振信号强度与弛豫时间不同。因此能区分样本中不同组分。低场核磁共振射频探头性能：探头由射频线圈和调谐匹配电路组成，是射频磁场发生装置也是信号的接收装置。

低场核磁共振技术主要采用永磁体结构，磁场强度一般在1.0 T以下，主要采集被检测样品的弛豫信息。它的特点是研究原子核在磁场中的一些特性。能提供核周围的分子或环境的信息。并且氢核有极强的磁共振信号极容易被仪器探测。 低场核磁共振射频探头性能： 1) 探头由射频线圈和调谐匹配电路组成。是射频磁场的发生装置。也是核磁信号的接收装置。 2) 探头性能直接影响核磁共振信号的接收灵敏度。低性能探头会导致核磁共振信号的降低甚至丢失。 3) 探头性能直接决定核磁系统的测量准确度。低场核磁共振弛豫分析仪软件用在计算机上的上位机部分，实现向仪器通信发送控制指令、从仪器上获取数据。南京小核磁共振弛豫时间

增加核磁共振磁场强度能够提高检测的灵敏度，增加核磁共振磁场均匀性能够提高弛豫信号质量。江苏高精度核磁共振无损检测

低场核磁共振应用领域： 1. 食品：肉制品、海鲜中水分含量、水分状态、水分迁移、金属残留和掺假等；乳制品脂肪含量、脂肪行为变化、水分含量、水分状态、水分迁移、金属残留、乳制品掺假等；种子含油量检测。 2. 活鼠动物如脂肪、瘦肉和水分等的含量检测。 3. 多孔介质：水泥基材料的水化过程、水分迁移过程、孔径分布、总孔隙度及有效孔隙度、液体饱和度等；混凝土材料的力学性能评估、孔径分布、总孔隙度及有效孔隙度、液体饱和度、极端条件下的模拟实验等；常规和非常规岩心的分析，孔径分布、总孔隙度及有效孔隙度、油水饱和度、有机物的检测、高温高压条件下的模拟实验等。 4. 工业领域：化纤产品的上油率分析、高分子材料的老化状态、交联密度等。江苏高精度核磁共振无损检测