利用单边核磁共振研究樟子松木材干燥水分迁移规律

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作者 朱晓风 赵芝弘 +5 位作者 谭蕊 周龙 王一川 刘文静 张明辉 刘化冰 《波谱学杂志》 CAS 2024年第2期173-183,共11页

研究木材干燥过程中水分迁移可以更高效的利用木材.利用单边核磁共振技术(single-sided NMR)可沿木材不同方向进行一维测量的优势来探究木材在干燥过程中水分沿着轴向和弦向传递过程中不同测量深度的变化规律.本文以樟子松木材为研究对... 研究木材干燥过程中水分迁移可以更高效的利用木材.利用单边核磁共振技术(single-sided NMR)可沿木材不同方向进行一维测量的优势来探究木材在干燥过程中水分沿着轴向和弦向传递过程中不同测量深度的变化规律.本文以樟子松木材为研究对象,对其进行封胶处理使水分只沿着轴向或弦向传递,利用表观横向弛豫时间(T2app)来探究其在干燥过程中不同测量深度位置处的含水率变化.结果表明:樟子松木材在干燥过程的前2 h其接近蒸发面处存在少部分自由水,之后在干燥过程中基本上不存在自由水,且靠近蒸发面存在明显的含水率梯度;水分沿轴向传递时越远离蒸发面,水分分布相对均匀,弦向传递时越远离蒸发面,每层水分差异越明显.单边核磁共振技术可以检测木材不同测量深度位置的含水率,可为研究水分在木材中的迁移机理提供理论依据. 展开更多

关键词 单边核磁共振 木材干燥 水分迁移 表观横向弛豫时间(T2app) 迁移机理

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用于复合绝缘子伞裙老化无损检测的单边核磁共振方法 被引量：12

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作者 徐征 程江艳 +1 位作者 吴嘉敏 何为 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第36期6545-6553,共9页

硅橡胶复合绝缘子在中国电力系统中的用量逐年增加。对复合绝缘子老化状态的评估和监测关系到电力系统的安全运行。提出了一种单边核磁共振测量方法,实现对复合绝缘子伞裙老化状态的无损检测。研究主要包括核磁共振传感器设计及其信号... 硅橡胶复合绝缘子在中国电力系统中的用量逐年增加。对复合绝缘子老化状态的评估和监测关系到电力系统的安全运行。提出了一种单边核磁共振测量方法,实现对复合绝缘子伞裙老化状态的无损检测。研究主要包括核磁共振传感器设计及其信号分析两部分。使用有限元算法设计出一种半椭圆环状的单边核磁共振磁体,在磁体外部10 mm×10 mm×4 mm的测量区域内,建立了3.9 T/m的近似恒定梯度磁场。使用该静态梯度场,实现了伞裙材料的分层老化检测。该研究以3种不同运行时间的绝缘子为测试样品,使用CPMG序列激励样品,并对核磁共振回波信号峰值包络线进行一维横向弛豫时间的反拉普拉斯变换,从反演谱中提取出等效横向弛豫时间T2eff,实验表明:随着复合绝缘子老化程度加剧,T2eff减小;对于同一复合绝缘子,其T2eff由里及表,逐渐减小。所提出的等效横向弛豫时间T2eff能够表征复合绝缘子伞裙的老化程度,为评价其老化提供了一种无损检测的新方法。 展开更多

关键词 复合绝缘子 老化 单边核磁共振 无损检测 横向弛豫时间

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用于复合绝缘子伞裙老化状态检测的单边核磁共振传感器 被引量：15

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作者 徐征 吴嘉敏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期118-125,共8页

为了实现对复合绝缘子老化状态的定量无损检测,设计出一种新型便携式单边核磁共振传感器,并对传感器的永磁体结构和射频线圈结构进行了优化设计。使用该传感器对三种不同使用时间的复合绝缘子进行了测量,并对核磁共振的回波衰减信号进... 为了实现对复合绝缘子老化状态的定量无损检测,设计出一种新型便携式单边核磁共振传感器,并对传感器的永磁体结构和射频线圈结构进行了优化设计。使用该传感器对三种不同使用时间的复合绝缘子进行了测量,并对核磁共振的回波衰减信号进行指数拟合,获得样品的等效横向弛豫时间,结果表明:随着使用年数的增长,复合绝缘子表面的等效横向弛豫时间呈减小趋势。同时利用静态接触角法测量了复合绝缘子的静态接触角,并将两种方法测得的结果进行比较。结果表明:两者变化趋势相同,但等效横向弛豫时间的变化更明显。 展开更多

关键词 复合绝缘子 老化检测 单边核磁共振 等效横向弛豫时间

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全开放式单边核磁共振技术研究及系统开发 被引量：3

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作者 汪红志 刘翔 +6 位作者 苗志英 陈珊珊 施群雁 徐罗元 陆治勇 刘利荣 杨培强 《波谱学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期488-503,共16页

为了在单边磁体产生的逸散磁场中实现核磁共振技术,信号检测深度能满足相关应用需求,该文分析了非均匀磁场下的核磁共振技术条件,确定射频场目标,设计了单边平面射频线圈和探头,搭建出一套单边核磁共振实验系统.探头具有短脉宽(90°... 为了在单边磁体产生的逸散磁场中实现核磁共振技术,信号检测深度能满足相关应用需求,该文分析了非均匀磁场下的核磁共振技术条件,确定射频场目标,设计了单边平面射频线圈和探头,搭建出一套单边核磁共振实验系统.探头具有短脉宽(90°脉宽2.5μs),系统死时间短(10μs)的特点,可实现15μs的半回波时间.应用该系统,在15.3 T/m的巨大梯度磁场下,实现接近5 mm厚度的信号检测,并利用单边磁体的自然梯度磁场,开展了恒定梯度磁场下的扩散测量方法探索.结果表明,该系统可满足需要一定探测深度的领域的应用需求. 展开更多

关键词 单边核磁共振系统 平面线圈 SGSE-CPMG序列 T2弛豫时间 扩散系数

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基于单边核磁共振技术的乳制品品质分析 被引量：2

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作者 苗志英 夏天 +2 位作者 陈珊珊 汪红志 马军山 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第22期155-159,共5页

运用单边全开放式核磁共振技术对常见掺假牛乳进行快速检测,并对室温条件下贮藏的市售盒装酸奶进行跟踪监测。在非均匀磁场下采用SGSE-CPMG(static gradient spin echo carr-purcell-meiboom-gill)序列测量各个样品的横向弛豫时间(记为T... 运用单边全开放式核磁共振技术对常见掺假牛乳进行快速检测,并对室温条件下贮藏的市售盒装酸奶进行跟踪监测。在非均匀磁场下采用SGSE-CPMG(static gradient spin echo carr-purcell-meiboom-gill)序列测量各个样品的横向弛豫时间(记为T_(2CPMG)),经弛豫校正可得到测试样品的横向弛豫时间T_2。研究表明,在恒定梯度磁场中不同掺假比例样品随掺假质量浓度的升高其T_(2CPMG)逐渐增大,经弛豫矫正后盒装酸奶样品T_2峰位的变化可间接反映其新鲜度。运用单边核磁共振技术可实现乳制品品质的快速无损检测,被测样品无需复杂预处理,其系统硬件结构简单可便携(或安装)至现场进行实时检测。 展开更多

关键词 单边核磁共振 无损检测 乳制品 横向弛豫时间T2

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单边核磁共振传感器研究及其应用 被引量：2

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作者 籍勇亮 崔现军 +4 位作者 候兴哲 吴高林 王谦 李龙 徐征 《波谱学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期66-76,共11页

单边核磁共振(single-sided NMR)传感器具有体积小、造价低和结构开放等特点,特别适用于大型样品的现场无损检测,具有广阔的应用前景.该文介绍了一种均匀度较高的单边核磁共振传感器,在10 mm×10 mm的水平目标区域内,静态磁场均匀度... 单边核磁共振(single-sided NMR)传感器具有体积小、造价低和结构开放等特点,特别适用于大型样品的现场无损检测,具有广阔的应用前景.该文介绍了一种均匀度较高的单边核磁共振传感器,在10 mm×10 mm的水平目标区域内,静态磁场均匀度为338×10–6,在垂直方向上静态磁场具有4.6 T/m的恒定梯度.结合该磁场分布的梯度特性,提出了一种基于快速傅里叶变换和带通滤波处理的回波信号处理方法,可提取薄层样品的核磁共振信号,从而实现对样品纵深方向的高分辨率一维测量(分辨率达到50?m).最后使用该传感器对复合绝缘子高分子聚合物、液体的扩散行为,以及植物叶片的枯萎过程进行了测量.展现了该方法在高分子材料分析、液体测量以及农业应用方面的潜力. 展开更多

关键词 单边核磁共振(single-sided NMR) 磁体设计 扩散系数 复合绝缘子

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单边核磁共振仪中射频线圈的优化 被引量：2

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作者 籍勇亮 何为 +4 位作者 吴高林 王谦 李龙 孟凯凯 徐征 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2015年第9期75-80,共6页

射频线圈是核磁共振系统中实施射频激励和接收核磁共振信号的核心结构,其性能直接决定了核磁共振信号的质量。针对单边核磁共振系统信噪比差的缺点,提出以空间均匀性和信噪比为优化参数的平面矩形螺旋线圈的优化方法。优化方法分为两步:... 射频线圈是核磁共振系统中实施射频激励和接收核磁共振信号的核心结构,其性能直接决定了核磁共振信号的质量。针对单边核磁共振系统信噪比差的缺点,提出以空间均匀性和信噪比为优化参数的平面矩形螺旋线圈的优化方法。优化方法分为两步:1以射频磁场的均匀分布范围为优化目标,通过改变平面螺旋线圈的结构参数,运用毕奥-沙伐定律对RF线圈磁场进行计算,确定与目标区域匹配的线圈的基本结构。2以线圈的信噪比为优化目标,使用有限元仿真软件计算在步骤1中已确定的各种线圈的交流电阻,进而得到信噪比,从中选出信噪比最高的线圈。结果表明,最优的平面矩形螺旋线圈结构参数为:布线面积为17.2mm×17.2mm,线宽和线间距均为0.5mm,总匝数为10匝,均分在2mm厚电路板的双面,每个面上5匝;该射频线圈不仅能保证与主磁场B0均匀区域相匹配的激励区域,而且从信噪比测量实验可知,该线圈在目标区域内具有最好的信噪比。 展开更多

关键词 单边核磁共振 射频线圈 空间均匀性 信噪比

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基于拓扑优化的单边核磁共振永磁磁体研究 被引量：3

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作者 肖继军 张一鸣 +1 位作者 陈继忠 王静晓 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期82-85,共4页

为了在单边核磁共振仪器外产生梯度恒定的磁场,提出利用基于拓扑优化和有限元法的优化设计方法。通过伴随变量法推导出永磁系统中拓扑设计灵敏度的解析表达式,在连续性拓扑灵敏度分析的基础上,利用罚函数法来优化单边核磁共振仪器永磁... 为了在单边核磁共振仪器外产生梯度恒定的磁场,提出利用基于拓扑优化和有限元法的优化设计方法。通过伴随变量法推导出永磁系统中拓扑设计灵敏度的解析表达式,在连续性拓扑灵敏度分析的基础上,利用罚函数法来优化单边核磁共振仪器永磁磁体的磁化方向。数值结果表明,提出的优化方法能使单边核磁共振仪器外产生梯度恒定的磁场。 展开更多

关键词 单边核磁共振 设计灵敏度 永磁 拓扑优化 罚函数法

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用于橡胶检测的便携式单边核磁共振传感器研究（英文） 被引量：1

9

作者 朱黎丽 张彬 《机床与液压》 北大核心 2018年第12期151-155,共5页

为了实现橡胶材料老化程度的无损快速现场测量,设计了一种便携式的单边核磁共振传感器。使用8个圆柱型磁体构成Halbach磁体结构,并采用8字形平面线圈作为射频线圈。使用该传感器对不同老化程度的橡胶样品进行了测量,结果表明:该系统能... 为了实现橡胶材料老化程度的无损快速现场测量,设计了一种便携式的单边核磁共振传感器。使用8个圆柱型磁体构成Halbach磁体结构,并采用8字形平面线圈作为射频线圈。使用该传感器对不同老化程度的橡胶样品进行了测量,结果表明:该系统能够准确测量橡胶样品的等效横向弛豫时间T_(2eff),根据等效横向弛豫时间的不同,能准确区分不同老化程度的橡胶材料。 展开更多

关键词 单边核磁共振传感器 橡胶老化检测 等效横向弛豫时间

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全开放式单边核磁共振探测器及其应用

10

作者 苗志英 汪红志 +1 位作者 陈珊珊 张凯威 《波谱学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期305-326,共22页

全开放式单边核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)系统具有成本低、易便携、可实时无损检测等特点.该文介绍了单边NMR探测器的发展,重点以德国亚琛工业大学Blumich教授团队研发的NMR-MOUSE(NMR mobile universal surface explorer... 全开放式单边核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)系统具有成本低、易便携、可实时无损检测等特点.该文介绍了单边NMR探测器的发展,重点以德国亚琛工业大学Blumich教授团队研发的NMR-MOUSE(NMR mobile universal surface explorer)探测器为例,详细讨论了其硬件结构,探讨了单边NMR的测量方法,最后介绍了单边NMR探测器在波谱分析和生物医学等领域中的应用. 展开更多

关键词 单边核磁共振 实时无损检测 杂散场 NMR-MOUSE

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皮肤烧伤深度检测的单边核磁共振浅层成像磁体系统 被引量：10

11

作者 贺中华 何为 +1 位作者 贺玉成 徐征 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期449-458,共10页

目前临床上烧伤深度判断缺少合适的检测设备和方法,主要由烧伤科医生主观判断,准确率不高。该文设计了一种用于烧伤深度判断的单边核磁共振浅层成像磁体系统,对该磁体系统的单边磁体结构、平面梯度线圈、射频线圈以及射频屏蔽进行了优... 目前临床上烧伤深度判断缺少合适的检测设备和方法,主要由烧伤科医生主观判断,准确率不高。该文设计了一种用于烧伤深度判断的单边核磁共振浅层成像磁体系统,对该磁体系统的单边磁体结构、平面梯度线圈、射频线圈以及射频屏蔽进行了优化设计。采用该磁体系统对橡皮模型和猪皮烧伤模型进行成像实验,获得了两种模型的二维成像。结果表明由该磁体系统获得的图像与橡皮实验模型的形状相似,且图像中不同烧伤深度部分和正常对照部分的信号强度呈鲜明对比,初步证明该文设计的单边磁共振浅层成像磁体系统可用于皮肤烧伤深度的检测。 展开更多

关键词 单边核磁共振 目标场法 平面梯度线圈 烧伤深度评价

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用于木材水分检测的单边核磁共振传感器设计 被引量：1

12

作者 余登洁 郭盼 +2 位作者 吴嘉敏 贺玉成 徐征 《波谱学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期508-518,共11页

为了实现对木材水分的无损检测,设计了一种单边核磁共振(unilateral nuclear magnetic resonance,UMR)传感器,该传感器由单边磁体、抗涡流板、射频线圈、阻抗匹配和调谐电路构成.在距离传感器表面上方75 mm处的50 mm×50 mm的平面内... 为了实现对木材水分的无损检测,设计了一种单边核磁共振(unilateral nuclear magnetic resonance,UMR)传感器,该传感器由单边磁体、抗涡流板、射频线圈、阻抗匹配和调谐电路构成.在距离传感器表面上方75 mm处的50 mm×50 mm的平面内,建立了71.1 mT(共振频率为3.027 MHz)的静态磁场.本文详细介绍了该传感器的设计思路和实现方法,并开展了初步的木材水分无损测量实验.对圆柱形树桩的径向水分分布进行了一维扫描测量,观察了水分由树皮向树芯逐步深入过程中横向弛豫时间(T_2)的变化规律,还使用UMR仪对木材干燥过程中水分的挥发进行了测量.实验结果表明,随着干燥的加剧,被测样品T_2谱的长T_2波峰明显左移、积分面积渐减,而且积分面积与木材样品含水率呈正比.本文为木材研究提供了一种便携的NMR测量设备设计方案,且可以实现野外活体树木的无损测量. 展开更多

关键词 单边核磁共振(UMR) 传感器 木材 水分 无损检测

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用于橡胶检测的便携式单边核磁共振传感器

13

作者 朱黎丽 《智库时代》 2020年第25期281-281,共1页

为了实现橡胶材料老化程度的无损快速现场测量,本研究设计了一种便携式的单边核磁共振传感器,使用8个圆柱形磁体构成Halbach磁体结构。使用该传感器对不同老化程度的橡胶样品进行了测量,结果表明该系统能够准确区分不同老化程度的橡胶... 为了实现橡胶材料老化程度的无损快速现场测量,本研究设计了一种便携式的单边核磁共振传感器,使用8个圆柱形磁体构成Halbach磁体结构。使用该传感器对不同老化程度的橡胶样品进行了测量,结果表明该系统能够准确区分不同老化程度的橡胶材料。 展开更多

关键词 单边核磁共振传感器 橡胶老化检测 等效横向弛豫时间

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基于全开放式单边核磁共振技术的皮肤老化评估

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作者 杨瑞 何培忠 +2 位作者 汪红志 苗志英 张凯威 《生物医学工程研究》 2018年第1期86-90,共5页

提出用两种不同配比的油膜与盖玻片相间叠放的样品模拟皮肤结构,在单边磁体共振仪上进行横向弛豫时间T2的测量与一维分析实验。利用该方法实现检测来自不同年龄女性受试者的前臂腹侧和背侧,实现对皮肤老化过程的评估。结果表明在上网真... 提出用两种不同配比的油膜与盖玻片相间叠放的样品模拟皮肤结构,在单边磁体共振仪上进行横向弛豫时间T2的测量与一维分析实验。利用该方法实现检测来自不同年龄女性受试者的前臂腹侧和背侧,实现对皮肤老化过程的评估。结果表明在上网真皮中,T2值的增加与年龄增加导致的皮肤老化有直接关系;对于大多数受试者来说,检测到暴露于紫外线下的前臂比受到保护的前臂的T2值也会增加,这与随着时间的衰老,皮肤内胶原含量下降,自由水的成分增加是一致的。 展开更多

关键词 单边核磁共振 实时检测 皮肤老化 一维分析 横向池豫时间

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评估硅橡胶复合绝缘子老化的磁共振新方法 被引量：3

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作者 余长厅 黎大健 +2 位作者 陈梁远 赵坚 颜海俊 《电工技术》 2020年第1期121-124,共4页

硅橡胶复合绝缘子的老化威胁着电网的安全,准确评估绝缘子老化状态是预防绝缘失效的必要条件。为此,提出了磁共振新方法来评估绝缘子的老化状态。首先,设计了一种单边磁共振传感器,传感器静态场沿垂直方向具有恒定的梯度,以便于测量不... 硅橡胶复合绝缘子的老化威胁着电网的安全,准确评估绝缘子老化状态是预防绝缘失效的必要条件。为此,提出了磁共振新方法来评估绝缘子的老化状态。首先,设计了一种单边磁共振传感器,传感器静态场沿垂直方向具有恒定的梯度,以便于测量不同深度的样品信息。其次,采用步进电机系统精确控制测量区域的穿透深度,在每个深度处使用CPMG脉冲序列获得横向弛豫衰减曲线。然后,利用基于傅里叶变换和带通滤波器的数据处理方法,提取所需深度层面样品的横向弛豫信息。最后,通过使用逆拉普拉斯变换获得每层的一维横向弛豫时间谱分布。试验对比了3种不同服务时间的220kV硅橡胶绝缘子,结果表明使用时间较长的绝缘子的弛豫时间较短。 展开更多

关键词 老化状态 硅橡胶绝缘子 单边核磁共振

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