隨著核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)技術(shù)的發(fā)展,低場(chǎng)核磁共振以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì),被越來(lái)越多的應(yīng)用領(lǐng)域所關(guān)注,尤其是在能源地礦、巖土、水泥等行業(yè),核磁共振逐步發(fā)展為科學(xué)研究的重要手段。在低場(chǎng)條件下的物性評(píng)價(jià)、結(jié)構(gòu)分析以及相關(guān)動(dòng)力學(xué)過(guò)程的研究主要依賴于樣品的弛豫或擴(kuò)散特性,然而巖心、水泥基等多孔材料的結(jié)構(gòu)均勻性較差,受樣品自身結(jié)構(gòu)異質(zhì)性的影響,其內(nèi)部質(zhì)子弛豫分布不一,實(shí)際測(cè)試分析時(shí)譜儀死時(shí)間越長(zhǎng),采集的樣品弛豫信息丟失越多,則會(huì)導(dǎo)致信號(hào)靈敏度下降、微量樣品無(wú)法檢測(cè)以及實(shí)驗(yàn)誤差增大等實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。射頻線圈作為決定低場(chǎng)核磁共振譜儀信號(hào)靈敏度的關(guān)鍵部件之一,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能有著重要的影響。為了實(shí)現(xiàn)短弛豫樣品的直接NMR測(cè)量,研制死時(shí)間短、收發(fā)切換快速的射頻線圈具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文簡(jiǎn)要闡述了線圈振鈴時(shí)間長(zhǎng)所造成的NMR實(shí)驗(yàn)問(wèn)題,通過(guò)對(duì)這些實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題背后的基礎(chǔ)理論分析,提出一種適用于低場(chǎng)環(huán)境下由環(huán)狀間隙腔(Loop-Gap Resonator,LGR)線圈與螺線管線圈構(gòu)成的收發(fā)分離式射頻線圈設(shè)計(jì)方案,并完成電性能測(cè)試與NMR實(shí)驗(yàn)測(cè)試。本文的主要內(nèi)容包括:(1)...

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 核磁共振原理與譜儀結(jié)構(gòu)
        1.2.1 核磁共振原理
        1.2.2 NMR譜儀基本結(jié)構(gòu)
    1.3 多孔材料的應(yīng)用限制
        1.3.1 多孔材料的弛豫特性
        1.3.2 多孔材料的應(yīng)用限制
    1.4 短死時(shí)間射頻線圈的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 NMR-MOUSE系統(tǒng)的短死時(shí)間射頻線圈
        1.4.2 微秒切換時(shí)間的NMR射頻開關(guān)
        1.4.3 消除振鈴影響的NMR序列
    1.5 論文研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)
    1.6 本章小結(jié)
第2章 射頻線圈及開關(guān)總體設(shè)計(jì)
    2.1 短死時(shí)間射頻線圈設(shè)計(jì)
    2.2 射頻開關(guān)設(shè)計(jì)
    2.3 本章小結(jié)
第3章 短死時(shí)間射頻線圈設(shè)計(jì)
    3.1 射頻線圈設(shè)計(jì)需求分析
    3.2 射頻線圈方案選擇
    3.3 短死時(shí)間射頻線圈仿真與設(shè)計(jì)
        3.3.1 電磁場(chǎng)仿真及優(yōu)化
        3.3.2 線圈及支撐平臺(tái)的機(jī)械設(shè)計(jì)
        3.3.3 線圈及相關(guān)部件材料選擇
    3.4 射頻調(diào)諧匹配電路設(shè)計(jì)
        3.4.1 傳輸線理論
        3.4.2 Smith圓圖
        3.4.3 諧振電路
        3.4.4 匹配網(wǎng)絡(luò)
        3.4.5 短死時(shí)間射頻線圈調(diào)諧匹配電路
        3.4.6 線圈失諧電路設(shè)計(jì)
        3.4.7 線圈外圍電路結(jié)構(gòu)總覽
    3.5 本章小結(jié)
第4章 射頻開關(guān)及驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
    4.1 射頻開關(guān)需求分析
    4.2 射頻開關(guān)類型選擇
    4.3 PIN二極管開關(guān)電路設(shè)計(jì)及仿真
        4.3.1 PIN二極管等效電路及特性參數(shù)
        4.3.2 開關(guān)電路設(shè)計(jì)方案
        4.3.3 PIN二極管開關(guān)切換時(shí)間
        4.3.4 PIN二極管選型
        4.3.5 PIN二極管開關(guān)電路參數(shù)計(jì)算
        4.3.6 PIN二極管開關(guān)電路仿真
    4.4 射頻開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)與仿真
        4.4.1 射頻開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路需求分析
        4.4.2 射頻開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
        4.4.3 射頻開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路優(yōu)化及仿真
    4.5 PCB繪制
    4.6 本章小結(jié)
第5章 電性能測(cè)試與NMR應(yīng)用
    5.1 電性能測(cè)試
        5.1.1 射頻開關(guān)及驅(qū)動(dòng)測(cè)試
        5.1.2 射頻線圈電性能測(cè)試
        5.1.3 射頻線圈振鈴時(shí)間測(cè)試
    5.2 NMR實(shí)驗(yàn)性能測(cè)試
        5.2.1 射頻場(chǎng)均勻性測(cè)試
        5.2.2 10μs死時(shí)間NMR實(shí)驗(yàn)對(duì)比測(cè)試
        5.2.3 不同死時(shí)間下NMR實(shí)驗(yàn)對(duì)比測(cè)試
    5.3 短死時(shí)間射頻線圈在巖心孔隙度測(cè)試中的應(yīng)用
        5.3.1 樣品準(zhǔn)備
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置
        5.3.3 巖心孔隙度NMR測(cè)定
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄 A
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3740617