1樓：中地數媒
核磁共振是一個基於原子核特性的物理現象，在穩定磁場的作用下，原子核處於一定的能級。如果用適當頻率的交變磁場作用，可使原子核在能級間產生共振躍遷，稱為核磁共振。
地面核磁共振(snmr)是探測地下水資訊的方法，有些學者也稱之為核磁共振測深(mrs)。這裡採用地面核磁共振。該方法應用核磁感應系統(numis)實現對地下水資訊的探測。
snmr探測地下水資訊的方法利用了不同物質原子核弛豫性質差異產生的nmr效應。即利用了水中氫核(質子)的弛豫特性差異，在地面上利用核磁共振找水儀，觀測、研究在地層中水質子產生的核磁共振訊號的變化規律，進而探測地下水的存在性及時空賦存特徵。
核磁共振是一個基於原子核特性的物理現象，是指具有核子順磁性的物質選擇性地吸收電磁能量。從理論上講，應用nmr技術的唯一條件是所研究物質的原子核磁矩不為零。水中氫核具有核子順磁性，其磁矩不為零。
氫核是地層中具有核子順磁性物質中丰度最高、磁旋比最大的核子。在穩定地磁場的作用下，氫核像陀螺一樣繞地磁場方向旋進，其旋進頻率(拉摩爾頻率)與地磁場強度和原子核的磁旋比有關。
氫核在地磁場作用下，處在一定的能級上。如果以具有拉摩爾頻率的交變磁場對地下水中的質子進行激發，則使原子核能級間產生躍遷，即產生核磁共振。
通常向鋪在地面上的線圈(發射線圈)中供入頻率為拉摩爾頻率的交變電流，在地中交變電流形成的交變磁場激發下，使地下水中氫核形成巨集觀磁矩。這一巨集觀磁矩在地磁場中產生旋進運動，其旋進頻率為氫核所特有。在切斷電流脈衝後，用同一線圈(接收線圈)拾取由不同激發脈衝矩激發產生的nmr訊號，該訊號呈指數規律衰減，訊號的強弱或衰減快慢直接與水中質子的數量有關，即nmr訊號的幅值與所探測空間內自由水含量成正比，因此，構成了一種直接探測地下水資訊的技術，形成了地面核磁共振探測地下水資訊的方法。
2樓：中國核技術網
核磁共振的原理是什麼
地面核磁共振找水方法的基本原理
3樓：中地數媒
5.7.1.1 方法的基本原理
地面nmr找水方法，又稱地面nmr測深，該方法應用核磁感應系統（以下簡稱核磁共振找水儀），通過由小到大地改變激發脈衝矩q（q=i0·tp，式中i0、tp分別為激發電流脈衝的幅值和持續時間）來探測由淺到深的含水層的賦存狀態，實現對地下水資源的探測。
地面nmr找水方法利用了不同物質原子核弛豫性質差異產生的nmr效應，例如利用了水中氫核（質子）的弛豫特性差異，在地面上利用核磁共振找水儀，觀測、研究在地層中水質子產生的核磁共振訊號的變化規律，進而探測地下水。
核磁共振是一個基於原子核特性的物理現象，指具有核子順磁性的物質選擇性地吸收電磁能量。從理論上講，應用nmr技術的惟一條件是所研究物質的原子核磁矩不為零。水中氫核具有核子順磁性，其磁矩不為零，且氫核是地層中具有核子順磁性物質中丰度最高、磁旋比最大的核子。
在穩定地磁場b0的作用下，氫核像陀螺一樣繞地磁場方向旋進（見圖5.7.1），其旋進頻率（拉莫爾角頻率ω0）與地磁場強度b0和氫核的磁旋比γ有關
環境地球物理學概論
氫核在地磁場作用下，處在一定的能級上。如果以具有拉莫爾頻率的交變磁場b1（ω0）對地下水中的質子進行激發，則使原子核能級間產生躍遷，即產生核磁共振。
在nmr找水方法中，通常向鋪在地面上的線圈（發射/接收線圈）中供入頻率為拉莫爾頻率的交變電流脈衝，交變電流脈衝的包絡線為矩形（見圖5.7.2（a））。
在地中交變電流形成的交變磁場激發下，使地下水中氫核形成巨集觀磁矩。這一巨集觀磁矩在地磁場中產生旋進運動，其旋進頻率為氫核所特有。在切斷激發電流脈衝後，用同一線圈拾取由不同激發脈衝矩激發產生的nmr訊號，該訊號的包絡線呈指數規律衰減（見圖5.
7.2（b））。nmr訊號強弱或衰減快慢直接與水中質子的數量有關，即nmr訊號的幅值與所探測空間內自由水含量成正比，因此構成了一種直接找水技術，形成了地面核磁共振找水方法。
圖5.7.1 質子磁矩在磁場作用下的旋進運動
圖5.7.2 激發脈衝和nmr訊號圖
5.7.1.2 nmr找水方法測量的引數
nmr找水方法測量的引數有nmr訊號初始振幅e0、平均衰減時間t2
*和初始相位φ0。這些引數的變化直接反映出地下含水層的賦存狀態和特徵。
（1）nmr訊號初始振幅e0
e0值的大小與含水層的含水量成正比。為了獲得nmr訊號，通常把天線（發射和接收共用）敷設在地面上，天線型別和直徑（或邊長）大小視含水層深度和訊雜比而定。把頻率等於拉莫爾頻率的脈衝電流（其包絡線為矩形）輸入天線，形成激發磁場。
當電流脈衝終止後，接收天線接收到自由感應電動勢（nmr訊號）e（t，q），則表有地下水存在。e（t，q）包絡線按指數規律衰減
環境地球物理學概論
式中：t2
*是nmr訊號的自旋-自旋弛豫時間（通常稱為平均衰減時間），單位為ms；φ0是nmr訊號的初始相位。假定大地呈水平層狀，電阻率的垂向分佈已知，則初始振幅e0（q）的表示式為
環境地球物理學概論
式中：k是積分核函式，k與激發脈衝矩q、岩層電阻率ρ及岩層埋深z、電磁場傾角α有關。n（z）是含水量，n（z）=vf/v，vf、v分別為探測體積內的自由水體積和探測體積。
0≤n（z）≤1。例如，在乾燥岩石中n=0；對於湖泊的整體水來說，n=1；l=2d，d是天線直徑，單位為m。
由（5.7.3）式可以看出，含水層的含水量n（z）直接影響到e0值的大小，e0值與n（z）呈正比。
每個nmr測深點都有一條nmr訊號e0值隨q值變化而形成的曲線——nmr測深曲線，通常用e0-q曲線（見圖5.7.3）表示。
對該曲線進行解釋後就可得到該測點探測範圍內的水文地質引數：含水層的深度、厚度、單位體積含水量。
圖5.7.3 nmr訊號的e0-q曲線
圖5.7.4 nmr訊號的e0-t曲線
（2）nmr訊號平均衰減時間t2
*每個激發脈衝矩q均可以得到一條nmr訊號e0隨時間按指數規律變化的衰減曲線（e0-t曲線），見圖5.7.2（b）和圖5.
7.4。由此曲線可以求出該q值探測深度內含水層的t2
*。t2
*值大小可給出含水層含水層型別（平均孔隙度）的資訊。t2
*的計算公式為
環境地球物理學概論
式中 em、tm（m=1，2，…，m）分別是某個激發脈衝矩qi在m個時刻分別對應的nmr訊號的振幅值、訊號衰減時間。
國內外的研究、統計規律表明，自由水和束縛水的t2
*值是不同的。自由水的t2
*變化範圍：30 ms≤t2
*＜1000 ms，而束縛水的為t2
*＜30 ms。由於nmr找水儀的電流脈衝的間歇時間是30 ms，因此nmr找水儀接收不到束縛水的nmr訊號。表5.7.1給出不同型別含水層的t2
*值。（3）nmr訊號初始相位φ0
初始相位φ0是二次場相對激發電流的相位移，單位為度。nmr訊號的初始相位反映地下岩石的導電性。
表5.7.1 實測t2
*（見式5.7.4）值和含水層型別的近似關係
5.7.1.3 對nmr訊號的主要影響因素
理論研究和實踐都表明，對nmr訊號的主要影響因素有：天然存在的（岩石導電性、地磁場強度、地磁場傾角、含水岩石型別和含水層賦存狀態、電磁噪聲）和人為技術因素（天線形狀和大小、激發脈衝矩大小和個數）。只有瞭解上述因素對nmr訊號的影響特點，才能正確解釋nmr訊號異常。
a.岩石導電性。含水層產生的nmr訊號的振幅、相位曲線均受低阻層的影響而發生畸變。
特別是在含水層上方存在低阻層時，會使nmr訊號衰減，導致nmr找水方法的探測深度和垂向解析度降低。當含水層上覆岩層的電阻率為一到幾十歐姆·米時，這類上覆低阻層的遮蔽效應對深處含水層nmr訊號的影響最大，甚至有漏掉深處含水層的危險。
b.地磁場強度、地磁場傾角。在進行大範圍水文地質填圖或找水遠景區**時，要考慮地磁場強度和地磁場傾角變化對nmr訊號的影響，因為nmr訊號的初始振幅與地磁場強度平方成正比。
地磁場傾角變化對埋藏深度小於20～25 m含水層的nmr訊號的影響明顯。
c.含水岩石型別、含水層賦存狀態與nmr訊號有直接關係。假定含水層是由無磁性岩石組成的，則含水層nmr訊號的衰減時間t2
*值取決於含水層平均孔隙度的大小，即由整體水（湖水）、礫石、粗砂組成的含水層的t2
*值很大，屬長訊號含水岩石；而由細粒物質組成的含水層的t2
*值較小，屬簡訊號含水岩石。含水層的深度、厚度、含水量直接影響e0-q、φ0-q曲線形態，nmr訊號e0值含水層含水量成正比，隨含水層深度加大而衰減。
d.電磁噪聲使e0-q曲線畸變，甚至產生假異常。在nmr方法找水資料解釋時，不可掉以輕心。
e.天線形狀和大小。天線所圍的面積決定nmr測深探測的最大體積，即探測的最大深度。
f.激發脈衝矩大小和個數。通常，脈衝矩由小到大的變化，即可探測由地表到最大勘探深度之間各層的情況；地下分層的層數與使用的脈衝矩的個數一致。
核磁共振法找水原理
4樓：中地數媒
地面核磁共振（snmr）方法利用了不同物質原子核弛豫性質差異產生的nmr效應，即利用了水中氫核（質子）的弛豫特徵差異，在地面上利用核磁共振找水儀，觀測、研究在地層中氫質子產生的核磁共振訊號的變化規律，進而探測地下水的存在性及其賦存特徵。該方法應用核磁感應系統（numis）實現對地下水資訊的探測。
核磁共振是一種基於原子核特性的物理現象，係指具有核子順磁性的物質選擇性地吸收電磁能量。從理論上講，應用nmr技術的唯一條件是所研究物質的原子核磁矩不能為零。氫核是地層中具有順磁性物質中丰度最高、磁旋比最大的核子。
在穩定地磁場的作用下，氫核像陀螺一樣繞地磁方向旋進（圖4－1－1），其旋進頻率（拉摩爾頻率）與地磁場強度和原子核的磁旋比有關。
氫核在地磁場作用下，處在一定的能級上。如果以具有拉摩爾頻率的交變電磁場對地下水中的氫質子進行激發，則使原子核能級間產生躍遷，即產生核磁共振。
通常向鋪在地面上的線圈（發射線圈）中供入頻率為拉摩爾頻率的交變電流（圖4－1－2），交變電流的包絡線為矩形（圖4－1－3（a）），在地下交變電流形成的交變磁場激發下，使地下水中的氫核子，形成巨集觀磁矩。這一巨集觀磁矩在地磁中產生旋進運動，其旋進頻率為氫核子所特有。等切斷電流脈衝後，用同一線圈（接收線圈）拾收不同激發脈衝激發所產生的nmr訊號，該訊號的包絡線呈指數規律衰減（圖4－1－3（b）），訊號強弱或衰減快慢直接與水中的質子的數量有關，即nmr訊號的幅值與所探測空間內自由水含量成正比。
因此構成了一種直接探測地下水資訊的技術，形成了地面核磁共振探測地下水方法。
圖4－1－1 質子磁矩在磁場作用下的旋進運動
圖4－1－2 snmr方法探測地下水原理示意圖
圖4－1－3 snmr訊號時序圖
核磁共振原理
核磁共振主要是由原子核的自旋運動引起的。不同的原子核，自旋運動的情況不同，它們可以用核的自旋量子數i來表示。自旋量子數與原子的質量數和原子序數之間存在一定的關係，大致分為三種情況。氫 譜原子核的自旋 核磁共振用nmr nuclear magnetic resonance 為代號。i為零的原子核可以看...
核磁共振成像是怎麼回事，核磁共振成像原理？
iceer的寶箱 核磁共振成像 nuclear magnetic resonance imaging，nmri 又稱磁共振成像 magnetic resonance imaging，mri 是利用核磁共振 nmr 原理，依據所釋放的能量在物質內部不同結構環境中不同的衰減，通過外加梯度磁場檢測所發射出...
磁共振的基本原理，核磁共振的原理是什麼？
科學普及交流 磁共振 迴旋共振除外 其經典唯象描述是 原子 電子及核都具有角動量，其磁矩與相應的角動量之比稱為磁旋比 磁矩m 在磁場b中受到轉矩mbsin 為m與b間夾角 的作用。此轉矩使磁矩繞磁場作進動運動，進動的角頻率 b,o稱為拉莫爾頻率。由於阻尼作用，這一進動運動會很快衰減掉，即m達到與b平...