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用于化學(xué)材料成份檢測的核磁共振成像方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種用于化學(xué)材料成份檢測的核磁共振成像方法。它包括下列步驟：選取檢測條件，設(shè)置受檢樣品，推衍化學(xué)成份像，利用計算機(jī)反演，分析材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份，繪制時間-化學(xué)位移圖和時間-成份圖。它利用核磁共振成像儀測量受檢樣品的核磁共振化學(xué)位移譜和弛豫譜，從而得到化學(xué)結(jié)構(gòu)變化和分子之間的作用力關(guān)系；以化學(xué)位移作為化學(xué)成份像，進(jìn)行成份相關(guān)性分析；用計算機(jī)進(jìn)行反演，得到空間分布的化學(xué)結(jié)構(gòu)譜分布圖和弛豫譜；通過軟件選取不同的化學(xué)位移成像，分析獲得材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份；繪制時間-化學(xué)位移圖和時間-成份圖，得到隨時間變化的化學(xué)位移譜圖和成份分布圖。本發(fā)明具有操作方便、成像準(zhǔn)確、自動化程度高和分析數(shù)據(jù)可靠的優(yōu)點。
【專利說明】用于化學(xué)材料成份檢測的核磁共振成像方法 所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種化學(xué)材料的無損檢測技術(shù)，特別是一種用于化學(xué)材料成份檢測的 核磁共振成像方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 核磁共振成像技術(shù)在物理、化學(xué)、醫(yī)療、考古、石油化工等方面獲得了廣泛的應(yīng)用， 它利用核磁共振原理，以外加梯度磁場方式檢測受檢物體所發(fā)射出的電磁波，并據(jù)此繪制 出物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像。這類核磁共振成像技術(shù)不能用于材料成份成像和無損檢測?，F(xiàn)有 技術(shù)的低場核磁共振技術(shù)也只能用于材料的小分子組分成像，由于材料的小分子組分在磁 場的馳豫時間較長，易于檢測到，通過低磁場即可成像。然而這種成像是一種混合成像，無 法確定材料的化學(xué)成份。目前還沒有一種方法可以按照材料的化學(xué)成份成像。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是要提供一種用于化學(xué)材料成份檢測的核磁共振成像方法，它能夠 有效地對化學(xué)材料進(jìn)行化學(xué)成份成像和實施無損檢測，可靠地利用化學(xué)成份像實現(xiàn)化學(xué)結(jié) 構(gòu)分析。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 設(shè)計一種用于化學(xué)材料成份檢測的核磁共振成像方法，它包括下列步驟： 步驟一，選取檢測條件：利用核磁共振成像儀，采用變場超導(dǎo)磁體和快速響應(yīng)梯度系 統(tǒng)。核磁共振成像儀用于測量受檢樣品的核磁共振化學(xué)位移譜和弛豫譜，從而得到受檢樣 品的化學(xué)結(jié)構(gòu)變化和分子之間的作用力關(guān)系。
[0005] 步驟二，設(shè)置受檢樣品；將受檢樣品放置在樣品室內(nèi)，由可變溫度裝置對樣品室進(jìn) 行恒溫和變溫控制。
[0006] 步驟三，推衍化學(xué)成份像：磁場頻率可以自動調(diào)諧至與受檢樣品形成共振，通過最 強(qiáng)峰形成材料總成份像，利用計算機(jī)將共振峰傅立葉轉(zhuǎn)換為化學(xué)位移譜圖，選擇所需要的 化學(xué)位移作為化學(xué)成份像，合并相關(guān)成份像，增大檢測靈敏度，進(jìn)行成份相關(guān)性分析。
[0007] 步驟四，利用計算機(jī)反演：采集磁場頻率與受檢樣品的共振信號，利用計算機(jī)進(jìn)行 四維傅立葉變換反演，得到空間分布的材料化學(xué)結(jié)構(gòu)譜分布圖和弛豫譜。
[0008] 步驟五，分析材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份：采集受檢樣品的核磁共振化學(xué)位移譜圖，通過 計算機(jī)軟件選取不同的化學(xué)位移成像，分析受檢樣品的材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份。
[0009] 步驟六，繪制時間-化學(xué)位移圖和時間-成份圖：間隔幾分鐘重復(fù)步驟三、步驟四、 步驟五，連續(xù)進(jìn)行多次化學(xué)位移成像，得到受檢測樣品隨時間變化的化學(xué)位移譜圖和成份 分布圖。
[0010] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：由于選取的檢測條件是利用核磁共振成像儀，采用了 變場超導(dǎo)磁體和快速響應(yīng)梯度系統(tǒng)，因而可以檢測到材料的核磁共振化學(xué)位移譜和弛豫 譜，從而得到材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)變化和分子之間的作用力關(guān)系。同時由于磁場頻率可以自動 調(diào)諧至與受檢樣品形成共振，因而可以采集到材料的化學(xué)位移譜圖，并且通過計算機(jī)反演 得到空間分布的化學(xué)結(jié)構(gòu)譜分布圖和通過最強(qiáng)峰形成的材料總成份像。另外由于利用計算 機(jī)軟件選取不同的化學(xué)位移成像，因而可以分析受檢樣品的材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份。本發(fā)明 還具有操作方便、成像準(zhǔn)確、自動化程度高和分析數(shù)據(jù)可靠的優(yōu)點。

【具體實施方式】
[0011] 下面結(jié)合實施例分四組對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0012] 第一組，利用核磁共振成像法檢測以端羥基聚丁二烯和甲苯二異氰酸酯反應(yīng)樣品 為受檢樣品的化學(xué)成份。
[0013] 步驟一，選取檢測條件：利用核磁共振成像儀，選用變場超導(dǎo)磁體和快速響應(yīng)梯度 系統(tǒng)。核磁共振成像儀用于測量受檢樣品的核磁共振化學(xué)位移譜和弛豫譜，從而得到受檢 樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)變化和分子之間的作用力關(guān)系。
[0014] 步驟二，設(shè)置受檢樣品；將受檢樣品放置在樣品室內(nèi)，由可變溫度裝置對樣品室進(jìn) 行恒溫和變溫控制。將一個端羥基聚丁二烯和甲苯二異氰酸酯反應(yīng)樣品作為受檢樣品放入 專用玻璃試管中，將裝有受檢樣品的玻璃試管置于樣品室內(nèi)，由可變溫度裝置將樣品室溫 度控制在70°C。
[0015] 步驟三，推衍化學(xué)成份像：磁場頻率可以自動調(diào)諧至與受檢樣品形成共振，通過最 強(qiáng)峰形成材料總成份像，利用計算機(jī)將共振峰傅立葉轉(zhuǎn)換為化學(xué)位移譜圖，選擇所需要的 化學(xué)位移作為化學(xué)成份像，合并相關(guān)成份像，增大檢測靈敏度，進(jìn)行成份相關(guān)性分析。
[0016] 步驟四，利用計算機(jī)反演：采集磁場頻率與受檢樣品的共振信號，利用計算機(jī)進(jìn)行 四維傅立葉變換反演，得到空間分布的材料化學(xué)結(jié)構(gòu)譜分布圖和弛豫譜。
[0017] 步驟五，分析材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份：采集受檢樣品的核磁共振化學(xué)位移譜圖，通過 計算機(jī)軟件選取不同的化學(xué)位移成像，通過分析，獲得受檢樣品的材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份。
[0018] 步驟六，繪制時間-化學(xué)位移圖和時間-成份圖：間隔幾分鐘重復(fù)步驟三、步驟四、 步驟五，連續(xù)進(jìn)行多次化學(xué)位移成像，得到受檢測樣品隨時間變化的化學(xué)位移譜圖和成分 分布圖。每隔5分鐘重復(fù)步驟三、步驟四、步驟五，連續(xù)進(jìn)行十次化學(xué)位移成像，得到以端羥 基聚丁二烯和甲苯二異氰酸酯反應(yīng)樣品為受檢樣品的隨時間變化的化學(xué)位移譜圖和成份 分布圖。
[0019] 第二組，利用核磁共振成像法檢測以聚乙二醇和甲苯二異氰酸酯反應(yīng)樣品為受檢 樣品的化學(xué)成份。
[0020] 步驟一，選取檢測條件：利用核磁共振成像儀，選用變場超導(dǎo)磁體和快速響應(yīng)梯度 系統(tǒng)。核磁共振成像儀用于測量受檢樣品的核磁共振化學(xué)位移譜和弛豫譜，從而得到受檢 樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)變化和分子之間的作用力關(guān)系。
[0021] 步驟二，設(shè)置受檢樣品；將受檢樣品放置在樣品室內(nèi)，由可變溫度裝置對樣品室進(jìn) 行恒溫和變溫控制。將一個聚乙二醇和甲苯二異氰酸酯反應(yīng)樣品作為受檢樣品放入專用玻 璃試管中，將裝有受檢樣品的玻璃試管置于樣品室內(nèi)，由可變溫度裝置將樣品室溫度控制 在 50°C。
[0022] 步驟三，推衍化學(xué)成份像：磁場頻率可以自動調(diào)諧至與受檢樣品形成共振，通過最 強(qiáng)峰形成材料總成份像，利用計算機(jī)將共振峰傅立葉轉(zhuǎn)換為化學(xué)位移譜圖，選擇所需要的 化學(xué)位移作為化學(xué)成份像，合并相關(guān)成份像，增大檢測靈敏度，進(jìn)行成份相關(guān)性分析。
[0023] 步驟四，利用計算機(jī)反演：采集磁場頻率與受檢樣品的共振信號，利用計算機(jī)進(jìn)行 四維傅立葉變換反演，得到空間分布的材料化學(xué)結(jié)構(gòu)譜分布圖和弛豫譜。
[0024] 步驟五，分析材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份：采集受檢樣品的核磁共振化學(xué)位移譜圖，通過 計算機(jī)軟件選取不同的化學(xué)位移成像，通過分析，獲得受檢樣品的材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份。
[0025] 步驟六，繪制時間-化學(xué)位移圖和時間-成份圖：間隔幾分鐘重復(fù)步驟三、步驟四、 步驟五，連續(xù)進(jìn)行多次化學(xué)位移成像，得到受檢測樣品隨時間變化的化學(xué)位移譜圖和成分 分布圖。每隔5分鐘重復(fù)步驟三、步驟四、步驟五，連續(xù)進(jìn)行十次化學(xué)位移成像，得到以聚乙 二醇和甲苯二異氰酸酯反應(yīng)樣品為受檢樣品的隨時間變化的化學(xué)位移譜圖和成份分布圖。
[0026] 第三組，利用核磁共振成像法檢測以端羥基聚丁二烯基襯層樣品為受檢樣品的化 學(xué)成份。
[0027] 步驟一，選取檢測條件：利用核磁共振成像儀，選用變場超導(dǎo)磁體和快速響應(yīng)梯度 系統(tǒng)。核磁共振成像儀用于測量受檢樣品的核磁共振化學(xué)位移譜和弛豫譜，從而得到受檢 樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)變化和分子之間的作用力關(guān)系。
[0028] 步驟二，設(shè)置受檢樣品；將受檢樣品放置在樣品室內(nèi)，由可變溫度裝置對樣品室進(jìn) 行恒溫和變溫控制。將一個端羥基聚丁二烯基襯層樣品作為受檢樣品放入專用玻璃試管 中，將裝有受檢樣品的玻璃試管置于樣品室內(nèi)，由可變溫度裝置將樣品室溫度控制在70°C。
[0029] 步驟三，推衍化學(xué)成份像：磁場頻率可以自動調(diào)諧至與受檢樣品形成共振，通過最 強(qiáng)峰形成材料總成份像，利用計算機(jī)將共振峰傅立葉轉(zhuǎn)換為化學(xué)位移譜圖，選擇所需要的 化學(xué)位移作為化學(xué)成份像，合并相關(guān)成份像，增大檢測靈敏度，進(jìn)行成份相關(guān)性分析。
[0030] 步驟四，利用計算機(jī)反演：采集磁場頻率與受檢樣品的共振信號，利用計算機(jī)進(jìn)行 四維傅立葉變換反演，得到空間分布的材料化學(xué)結(jié)構(gòu)譜分布圖和弛豫譜。
[0031] 步驟五，分析材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份：采集受檢樣品的核磁共振化學(xué)位移譜圖，通過 計算機(jī)軟件選取不同的化學(xué)位移成像，通過分析，獲得受檢樣品的材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份。
[0032] 步驟六，繪制時間-化學(xué)位移圖和時間-成份圖：間隔幾分鐘重復(fù)步驟三、步驟四、 步驟五，連續(xù)進(jìn)行多次化學(xué)位移成像，得到受檢測樣品隨時間變化的化學(xué)位移譜圖和成分 分布圖。每隔5分鐘重復(fù)步驟三、步驟四、步驟五，連續(xù)進(jìn)行十次化學(xué)位移成像，得到以端羥 基聚丁二烯基襯層樣品為受檢樣品的隨時間變化的化學(xué)位移譜圖和成份分布圖。
[0033] 第四組，利用核磁共振成像法檢測以氟橡膠為受檢樣品的化學(xué)成份。
[0034] 步驟一，選取檢測條件：利用核磁共振成像儀，選用變場超導(dǎo)磁體和快速響應(yīng)梯度 系統(tǒng)。核磁共振成像儀用于測量受檢樣品的核磁共振化學(xué)位移譜和弛豫譜，從而得到受檢 樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)變化和分子之間的作用力關(guān)系。
[0035] 步驟二，設(shè)置受檢樣品；將受檢樣品放置在樣品室內(nèi)，由可變溫度裝置對樣品室進(jìn) 行恒溫和變溫控制。將一個氟橡膠作為受檢樣品放入專用玻璃試管中，將裝有受檢樣品的 玻璃試管置于樣品室內(nèi)，由可變溫度裝置將樣品室溫度控制在30°C。
[0036] 步驟三，推衍化學(xué)成份像：磁場頻率自動調(diào)諧至與受檢樣品形成共振，通過最強(qiáng)峰 形成材料總成份像，利用計算機(jī)將共振峰傅立葉轉(zhuǎn)換為化學(xué)位移譜圖，選擇所需要的化學(xué) 位移作為化學(xué)成份像，合并相關(guān)成份像，增大檢測靈敏度，進(jìn)行成份相關(guān)性分析。
[0037] 步驟四，利用計算機(jī)反演：采集磁場頻率與受檢樣品的共振信號，利用計算機(jī)進(jìn)行
【權(quán)利要求】
1. 一種用于化學(xué)材料成份檢測的核磁共振成像方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟一，選取檢測條件：利用核磁共振成像儀，采用變場超導(dǎo)磁體和快速響應(yīng)梯度系 統(tǒng)； 步驟二，設(shè)置受檢樣品；將受檢樣品放置在樣品室內(nèi)，由可變溫度裝置對樣品室進(jìn)行恒 溫和變溫控制； 步驟三，推衍化學(xué)成份像：磁場頻率可以自動調(diào)諧至與受檢樣品形成共振，通過最強(qiáng)峰 形成材料總成份像，利用計算機(jī)將共振峰傅立葉轉(zhuǎn)換為化學(xué)位移譜圖，選擇所需要的化學(xué) 位移作為化學(xué)成份像，合并相關(guān)成份像，增大檢測靈敏度，進(jìn)行成份相關(guān)性分析； 步驟四，利用計算機(jī)反演：采集磁場頻率與受檢樣品的共振信號，利用計算機(jī)進(jìn)行四維 傅立葉變換反演，得到空間分布的材料化學(xué)結(jié)構(gòu)譜分布圖和弛豫譜； 步驟五，分析材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份：采集受檢樣品的核磁共振化學(xué)位移譜圖，通過計算 機(jī)軟件選取不同的化學(xué)位移成像，分析受檢樣品的材料結(jié)構(gòu)與化學(xué)成份； 步驟六，繪制時間-化學(xué)位移圖和時間-成份圖：間隔幾分鐘重復(fù)步驟三、步驟四、步驟 五，連續(xù)進(jìn)行多次化學(xué)位移成像，得到受檢測樣品隨時間變化的化學(xué)位移譜圖和成份分布 圖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于化學(xué)材料成份檢測的核磁共振成像方法，其特征是：核 磁共振成像儀用于測量受檢樣品的核磁共振化學(xué)位移譜和弛豫譜，從而得到受檢樣品的化 學(xué)結(jié)構(gòu)變化和分子之間的作用力關(guān)系。
【文檔編號】G01N24/08GK104062313SQ201310084727
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月18日
【發(fā)明者】龐愛民, 黃志萍, 謝寰彤, 葛衛(wèi), 張箭, 劉發(fā)龍, 譚利敏, 胡偉, 蔡如琳, 聶海英 申請人:湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所