低場核磁共振儀原理

三潭印月

　　低場核磁共振儀（Low-Field Nuclear Magnetic Resonance, LF-NMR）的原理主要基于核磁共振（NMR）現象，即原子核在外加磁場作用下的能級分裂和能量吸收釋放。具體來說，低場核磁共振儀的工作原理可以歸納為以下幾個步驟：
　　1.磁場產生
　　主磁體作用：低場核磁共振儀首先通過主磁體產生一個穩定且均勻的靜態磁場（B0），這個磁場相對較弱，通常在0.1至1特斯拉之間。磁場的存在是NMR實驗的基礎，因為它導致樣品中擁有磁矩的原子核（如氫原子的質子）的磁矩與磁場對齊，并產生進動。
　　2.射頻激勵
　　射頻脈沖發射：當主磁體建立了靜態磁場后，射頻（RF）系統向樣品發送特定頻率的RF脈沖。這個頻率被精確調制以匹配樣品中原子核的Larmor頻率，即原子核磁矩在靜態磁場中進動的頻率。RF脈沖的作用是使原子核的磁矩從與磁場對齊的低能級狀態被激發到高能級狀態，這個過程稱為共振。
　　3.能量釋放與信號檢測
　　NMR信號產生：RF脈沖停止后，被激發的原子核磁矩開始回到平衡狀態，過程中向周圍環境（被稱為弛豫）釋放能量。這個能量的釋放產生了NMR信號，其強度和頻率依賴于原子核所處的化學環境。
　　信號接收與放大：射頻系統中的接收部分，通常是射頻線圈，負責檢測和接收樣品釋放的NMR信號。這些信號隨后被放大和轉換為可以數字化處理的形式。
　　4.信號處理與分析
　　數據處理：通過計算機處理和分析接收到的NMR信號，可以得到關于樣品分子結構、動態性質和組成的信息。在低場NMR中，盡管信號的靈敏度和分辨率可能不如高場NMR系統，但仍可提供有用的化學和物理信息。
　　5.應用領域
　　低場核磁共振儀具有非侵入性分析特征，可以廣泛應用在能源科學、工業、農業、食品科學、材料科學、化學、生命科學、醫學、藥學等領域。與超高場核磁共振相比，低場核磁共振采購及使用成本低，易于維護，產品體積小，易于移動，安裝場地無需特殊處理，更適合用作檢測分析儀器。

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