便携式核磁共振测量系统研究

摘要

传统的核磁共振设备体积庞大,不便应用于工程现场.为实现核磁共振现场测量,本团队在传感器结构及测量系统方面开展了相关的研究.本文系统地介绍了本团队所研发的Halbach磁体、微小型单边核磁共振磁体、深层测量单边磁体及便携式核磁共振测量系统.在Halbach磁体中心直径40mm的球形目标区域内磁场均匀度可达350ppm;对梯度线圈进行了优化设计,介绍了梯度线圈的结构及制作的实物.使用设计出的Halbach磁体结构核磁共振测量系统对装满不同尺寸石英砂的注水玻璃瓶进行横向弛豫时间T2测量.微小型核磁共振系统应用于复合绝缘子老化状态检测,能够实现复合绝缘子在线无损测量.深层测量单边磁体的目标平面在传感器上方75mm处50mm×50mm范围内,均匀度可达0.95％;在现有的射频功率放大器的基础上,该测量系统仅实现了对35mm深度处土壤水分的无损测量.本文中介绍的不同结构的便携式核磁共振传感器及相应的便携式测量系统有望应用于更多领域的现场测量.