[发明专利]采用脉冲核磁共振测试冻土未冻水含量的系统及方法

摘要

一种采用脉冲核磁共振测试冻土未冻水含量的系统及方法，它涉及一种测试冻土未冻水含量的系统及方法。针对目前冻土未冻水含量测试时测量过程繁琐、操作人员需要有较高的电磁学理论基础、不易于操作；对于多温度，多种压力工况下，需要制备多个试件，使其暴露在常温下影响测量精度的问题。系统方案：土壤测试管装在陶瓷管内，温度传感器的温度信号输入端设在土壤测试管内，温度传感器的温度信号输出端连接温度控制阀的温度信号输入端；方法方案：对磁化强度自由衰减信号进行拟合时规定出固态水、结合水、自由水在衰减过程中不同的弛豫时间，就可以得到该弛豫时间磁化强度自由衰减信号所对应的磁场强度值。本发明测试冻土未冻水含量。

主权项

一种采用脉冲核磁共振测试冻土未冻水含量的系统，所述系统包括频率合成器(4)、前置放大器(5)、脉冲产生器(6)和操控与显示平台(8)，其特征在于所述系统还包括射频探头(1)、永久磁体N极(2)、磁体S极(3)、屏蔽框(7)、制冷管线(20)和恒温控制箱，射频探头(1)、永久磁体N极(2)和磁体S极(3)均设在屏蔽框(7)内，射频探头(1)由土壤测试管(15)、陶瓷管(16)和脉冲感应线圈(17)构成，恒温控制箱由氮气罐(9)、压力控制阀(10)、压缩机(11)、温度控制阀(12)、温度传感器(13)和压力传感器(14)构成，土壤测试管(15)装在陶瓷管(16)内，温度传感器(13)的一端设在土壤测试管(15)内，温度传感器(13)的温度信号输出端连接温度控制阀(12)的温度信号输入端，温度控制阀(12)驱动压缩机(11)运转，操控与显示平台(8)的温度控制信号输出端连接温度控制阀(12)的温度控制信号输入端；压力传感器(14)的一端设在陶瓷管(16)内，压力传感器(14)的压力信号输出端连接压力控制阀(10)的压力信号输入端，操控与显示平台(8)的压力控制信号输出端连接压力控制阀(10)的压力控制信号输入端，陶瓷管(16)的顶部设有氮气输入口(18)和氮气输出口(19)，氮气输入口(18)和氮气输出口(19)均与氮气罐(9)的输出端连通，压力控制阀(10)设在氮气罐(9)的输出端上；脉冲产生器(6)的射频脉冲信号输出端连接前置放大器(5)的射频脉冲信号输入端，前置放大器(5)的同步脉冲信号输出端连接操控与显示平台(8)的示波器的同步脉冲信号输入端；陶瓷管(16)的外部设有脉冲感应线圈(17)，脉冲感应线圈(17)设在永久磁体N极(2)和磁体S极(3)之间，脉冲感应线圈(17)的一端连接前置放大器(5)的磁化强度自由衰减信号输入端，前置放大器(5)将磁化强度自由衰减信号放大400倍后传送至频率合成器(4)的放大信号输入端，频率合成器(4)的放大信号输出端连接操控与显示平台(8)的ARM11单片机芯片。