XIBA-1000新型核磁共振含油量测量仪

目   录

第1章 测量仪硬件 - 3 -

1.1 系统简介 - 3 -

1.2 仪器的性能指标 - 4 -

1.3 仪器的安装 - 5 -

第2章 测量仪软件 - 6 -

2.1 软件简介 - 7 -

2.1.1 控制区 - 7 -

2.1.2 状态区 - 8 -

2.1.3 波形区 - 8 -

2.1.4 表格区 - 8 -

2.2 软件快速入门 - 9 -

2.2.1 搜索 - 9 -

2.2.2 定标 - 10 -

2.2.3 测量 - 12 -

2.2.4 配置 - 15 -

2.3 对测量结果的操作 - 15 -

2.3.1 删除操作 - 15 -

2.3.2 保存操作 - 16 -

2.3.3 打印操作 - 17 -

第3章 样品测试 - 19 -

3.1 测试前的准备工作 - 19 -

3.2 标样的准备 - 19 -

3.2.1 纯油标样的制作 - 19 -

3.2.2 油料作物标样制作 - 20 -

3.3 被测试样的准备 - 21 -

3.4 测试操作步骤 - 21 -

3.5 注意事项 - 22 -

3.6 故障与维修 - 23 -

第1章 测量仪硬件

1.1 系统简介

XIBA-1000核磁共振含油量测量仪是由二部份组成：电子机箱和磁体机箱。电子机箱中包含有高频线路板、A/D扫场板、控制板和电源等；磁体机箱中包含永磁体、扫场线圈及探头等，如图1所示。

图1 XIBA-1000原理框图

XIBA-1000核磁共振含油量测量仪是利用核磁共振技术，直接测量样品中液态氢核的含量来推算样品中的含油率。在一定的恒定磁场和射频交变磁场的照射下， 物体中氢核的能级分裂成二种状态，低能态和高能态。低能态的核在条件得到满足时，吸收射频场中的能量可跃迁到高能状态，当条件不满足时，它们又返回低能状态。只要我们控制满足氢核跃迁的条件，就可控制跃迁的发生。一般当有跃迁发生时，我们就称之为发生了共振。我们只要将跃迁到高能状态的氢核的数目测量出来，就能测量出样品中氢核的含量。

通常被测样品中的氢核存在于液态物体和固态物体之中，由于固态物体和液态物体中氢核参与共振的外界条件不一样。液态物体中的氢核在外界磁场变化很小范围时（约10-5T ）就全部参与共振， 而同一样品固态物体中的氢核要在外界磁场变化很大时（约10-3T ），才全部参与共振，如图2所示。利用这一特点在仪器之中设置一个电子开关，让液态中的共振信号通过，而将固态物体中的信号切除掉，这样便能将代表含油量的液态共振信号选择出来。根据信号的大小，可推算出样品中液态物体氢核的含量，从而测量出含油率。

图2 共振信号与磁场强度的关系

XIBA-1000核磁共振含油量测量仪能够对大豆、油菜籽、芝麻、玉米胚、棉籽、花生、葵花籽、油茶籽、桐籽等含油作物的种子或其饼和粕的含油率，进行快速、准确、非破坏性的测量。（棉籽和葵花籽也可以带壳一起测量）测量结果在LCD上显示出来并保存在的表格，或由打印机打印出来。

XIBA-1000由两大部分组成：

1 电子机箱，它由控制器，扫场，液晶屏，电源等组成，主要用来完成NMR信号的接收，处理并显示在液晶屏上。

2 磁体机箱，它由永磁体、两个扫场线圈以及探头组成，磁场以及它的均匀度对任何NMR过程来说都非常重要，因为任何NMR过程对回波信号的质量依赖性很强。系统的谐振频率来源于磁场。

1.2 仪器的性能指标

仪器的性能指标如表1所示。

表1 仪器性能指标

1.3 仪器的安装

　　1 仪器应安装在稳定的木制工作台上，保证仪器不受到任何振动和冲击。

　　2 仪器的电子机箱放在磁体机箱右边约20cm处，周围不应有较大铁磁物质，应远离动力导线。室内空气保持干燥，室温稳定。

　  3 电子机箱与磁体机箱是用两根电缆连接的，分别是射频线（两芯，RF）和扫场线（三芯，SCAN）；他们的接头都在机箱的后面板，面板上都标注了RF和SCAN，把磁体机箱和电子机箱上的RF座用射频线连接起来，SCAN座用扫场线连接起来即可。注意在安装或操作时不要用力拉这两根电缆，以免拉断导线造成故障。

4 将电源线插入电子机箱后面板的电源插座上，在接通电源之前，应先检查供电电压是否在允许范围之内后方可接通电源。仪器供电电源应为专线，不应接有产生较大干扰的用电设备。在电源电压波动较大的地区或干扰较大的地区， 建议使用1000VA精密净化交流稳压电源，以便保证仪器正常稳定工作和仪器的测量精度。

第2章 测量仪软件

2.1 软件简介

XIBA-1000核磁共振含油量测量仪全部的操作都是在7寸液晶屏上进行的。操作界面分为4大块，分别是控制区，状态区，波形区和表格区；如图3所示：

图3 软件主界面

2.1.1 控制区

控制区由搜索、定标、锁频、测量、配置和退出6个按键组成。

搜索：搜索当前温度下的磁场共振频率；

定标：用来测定标准样的能量并以此作为测量的标准；

锁频：迅速找到磁场的共振频率；

测量：测定试样的含油率；

配置：设定测量次数，采样时长和读取配置文件；图4是配置对话框；

测量次数修改后，当前就有效，单次时长需要下一次启动软件才有效。

图4 配置对话框

退出：关闭测试软件并关机。

2.1.2 状态区

状态区主要用来显示当前测试的状态并给过测试过程中的结果；在表格区选中单个测量结果在状态区中也会显示出此样品的含油量。

2.1.3 波形区

波形区主要用来显示当前测试样品的核磁信号共振波。

2.1.4 表格区

表格区用来显示测量试样的详细信息，并可以使用“删除”，“保存”，“打印”三个按钮对表格进行操作；

删除：选中单个测量结果，按“删除”按钮可以把此测量结果删除；选中多个测量结果，按“删除”按钮可以把这些测量结果全删除；

保存：将当前测量的所有结果保存到的文件中；

打印：选中单个测量结果，按“打印”按钮可以把此测量结果打印出来；选中多个测量结果，按“打印”按钮可以把这些测量结果全打印出来。

2.2 软件快速入门

2.2.1 搜索

将标准油样放入磁体机箱，点击“搜索”按钮，在状态区就会出现“搜索频率中”，并且会有一个频率从低到高的扫过，直至在波形区出现两个重合的共振波并且在状态栏中出现“频率锁定”和锁定的频率值。图5是搜索过程，图6是搜索成功，整个过程一般在20秒以内。

图5 搜索进行中

图6 搜索成功

2.2.2 定标

定标必须在频率锁定后进行，我们以纯油标样和空信号为例：

1 点击“定标”按钮，弹出标样参数输入对话框，要求输入标样的质量和它的含油率；

2 首先对纯油定标，将纯油放入磁体中，输入纯油的质量和含油率，含油率对于纯油是100%，如图7所示，输入完毕点击对话框上的“定标”按键；

图7 *次定标参数输入

3 状态栏上会显示“定标中”如图8所示，该状态大约30秒；

图8 定标中

4 状态栏显示“标定完成”并重新弹出定标参数输入对话框，如图9所示，这时候需要输入下一个标样的质量和含油率；

图9 上一次定标完成下一次定标参数输入

5 对空信号定标，从磁体中取出纯油标样，输入空信号的质量和含油率，两者都为0，如图9所示，输入完毕点击对话框上的“定标”按键；

6 同样经历过程3后，我们再次看到图9的界面，这时点击“停止定标”按键，以纯油和空信号定标的过程结束。

注意：纯油的含油率是100%，质量是油的实际质量，空信号的质量和含油率都是0。纯油和空信号定标是我们zui常用的定标方法。其它定标方法也必须采用2个或以上标样进行。

2.2.3 测量

    在磁体中放入测试样，点击“测量”按键，会弹出对话框，如图10所示，输入样品名称，质量和测量人的信息，然后点击“OK”按键，此时，状态栏中会出现“测量中”，同时“测量”键会变成“取消”键，如图11所示。如果我们的测量次数是1次，约30秒后在状态栏会出现“测量结束”并显示测试结果（即试样的含油量），同时在表格中也会出现此样品的相关信息。只要测量结束，“取消”键就会变成“测量”键。如果我们设定的测量次数不是1次，而是多次，则设备会连续测量多次；在连续测量过程中，我们点击“取消”键，设备会把当次的测量完后便结束测量，同时“取消”键变成“测量”键，如图12所示。

图10 测试参数输入对话框

图11 测量中

图12 测量结束

测量结束后，我们可以通过表格区的“删除”，“保存”，“打印”三个控制键对测量结果进行操作。

2.2.4 配置

如图4中，配置子窗口中可以实现以下功能：

1 对“测量次数”进行设定，该数值会影响“测量”功能中连续测量次数，通常情况下，该数值为‘1’，如果用户需要对多次测量结果进行观察及处理，设定所需要的值，“测量”功能就会在激活后，自动连续不断完成次数的测量任务，并且多次测量结果在列表中显示。该参数设定后，点击“确定”立即生效；

2 对“取样时长”进行设定，该设置控制着每次“测量”和“定标”所需要的时间，时长数值越大，代表每次测量所消耗时间越多。数值“900”对应着每次大约35秒的测量时长。数值“900”是经过大量实验得出的优化值，不建议用户修改该参数。增加该数值，在某些低含油测量情况下会有更稳定测量结果；减少该数值，会加快每次测量速度，但是结果稳定性变差。该参数的修改应在技术人员指导下进行。该数值修改后不会立即生效，需要 “确定”后，按“退出”结束软件，关机重启后才能生效；

3 “读取”可以把与该设备配套的一系列参数恢复为出厂默认配置，用户需要插入出厂随机U盘到设备前面板USB口，点击“读备份配置”才会有效，该功能必须在厂家技术人员指导下进行。

2.3 对测量结果的操作

2.3.1 删除操作

    选中要删除的行（单行或多行），有“√”的即为选中，点击“删除”键，弹出“删除对话框”，选中确定则选中的行被删除，选中取消则当前操作被取消。如图13所示。

图13 删除对话框

2.3.2 保存操作

    选中需要保存的数据，有“√”的行即为选中的，点击“保存”键，弹出“保存路径对话框”，选择我们需要保存的文件的位置和文件的名称（默认名称是结果与设备当前系统时间组合）。点击“OK”就把数据保存到的路径下面了。数据以excel格式保存。如图14所示。

图14 保存对话框

2.3.3 打印操作

选中需要打印的数据，有“√”的行即为选中的，点击“打印”键，弹出“打印对话框”，点击“确定”，则选中的数据被打印机打印出来，点击“取消”键，则当前操作被取消，如图15所示。

图15 打印对话框

第3章 样品测试

3.1 测试前的准备工作

1 接通电源，使仪器预热0.5～1h（小时）

2 需用器皿的准备，如表2所示：

表2 物品准备

3.2 标样的准备

3.2.1 纯油标样的制作

仪器使用纯油作标样时，应用同类作物提取的纯油，要求其含水率和杂质不低于二级精油的水平。油标样需每年更换一次。

1 取纯油约50g，倒入小烧杯中。放入温度设置在130oC的烘箱内，烘1.5h后放在干燥皿中冷却至室温。然后将细玻璃棒与烧杯油一起称重（玻璃棒不能放入油中称重），称重结果记为M1，保留小数点后三位数；

2 将小烧杯中的纯油，沿着玻璃棒慢慢倒入试管内，直至油面接近试管刻线以下2～3mm处即可（注意：倒油时勿将油滴在刻线以上的试管内壁上，试管外壁应清洁无油）。倒好后将试管盖紧，用蜡将管口部密封好，便于长期使用。然后将玻璃棒、烧杯和剩余的纯油重新称重，其结果记为M2，保留小数点后三位数；

3 将M1与M2相减，其差值为试管内纯油的净含油质量，将净含油质量写入标签并贴在试管外壁上部。此法为减量称重法。

3.2.2 油料作物标样制作

用已知含油率的作物作为标样时，应选取当年有代表性的同类作物，其含油率应为干基含油率。油料作物标样需六个月更换一次标样。

1 取纯籽样品约30g，装入称量皿。放入温度设置在130oC的烘箱内，烘至恒重后放在干燥皿中冷却至室温，然后取出称重，其结果记作M1，保留小数点后三位数；

2 将纯籽样品倒入试管刻度线以下2～3mm即可（注意：粉状油料作物不能粘在刻度线以上的内壁上），将试管盖紧并用蜡将管口部密封好。不用时存放于干燥皿内，便于长期使用。然后将称量皿和剩余的作物称量，其结果记为M2，保留小数点后三位数；

　 3 将M1与M2相减，其差值为试管内纯籽样品的质量。然后用如下公式算出样品的净含油质量：净含油质量＝样品含油率×样品质量。将净含油质量写入标签并贴在试管外壁上部。

3.3 被测试样的准备

1 被测试样的制作方法与油料作物标样的制作方法相同；

2 试样应选取有代表性的样品30g，以装填至试管刻度线以下 2～3mm为好；

3 试样需烘至恒重。对于无需保持活力的样品，可在130℃的条件下烘1～2h至恒重。样品粒度较小时，可适当减少烘干时间；样品粒度较大时，可适当延长烘干时间。对某些含易挥发物的样品，可在105℃条件下烘干。对于需保持活力的样品（如科研育种所用样品），则可在60 ℃条件下烘至恒重即可。

3.4 测试操作步骤

1 搜索，将标准油样放入磁体中，点击“搜索”按键，直至波形区出现重合的共振波；

2 定标，点击“定标”按键，弹出定标对话框，在对话框中输入标准样的质量和含油量，同时在磁体中放入于此对应的标准样，完成后点击对话框中的“定标”，等待定标，直至弹出下一个定标对话框；同样输入下一个标准样的质量和含油量，同时在磁体中放入于此对应的标准样，完成后点击对话框中的“定标”，等待定标，直至弹出下一个定标对话框；有几个标准样就定几个标，注意0标准样：在磁体中不放任何东西，质量和含油量均输入0；如果所有的标准样都定标完了，则等再弹出定标对话框后，点击“停止定标”，定标过程完毕；

3 测量，放入被测试样，点击“测量”，弹出测量对话框，在对话框中输入样品名称，测试人等信息，按“确定”，此时在状态栏会出现“正在测量中”，直至出现测试样品的含油量并在表格中保存起来；

4 保存或打印测量结果；在表格中选中单个或多个测量结果，按“打印”按钮，则单个或者多个测量结果便被打印出来了。

3.5 注意事项

1 仪器应安放在紧固的木制工作台上，仪器工作时不应受到较大的机械振动和冲击；

　　2 在距仪器1m 的范围内不应有较大的铁磁物质（如扳手、锣丝刀等）。操作仪器时不应佩带机械手表。

    3 仪器应安放在通风、干燥的环境中，仪器工作时，环境温度和湿度不应有较大的变化；

　　4 试管应使用试管；试管中的样品不得超出试管的刻度线， 试管壁上不应沾有被测样品或油；

　　5 测试过程中，应保证显示屏上的共振波重叠； 测试过程中不得碰动射频线；

　　6 在连续测量时，应每隔4小时左右重新采集一次标样的数据，以保证有足够的测量精度；

    7 仪器的供电电压应在220VAC±10%范围内。仪器工作时不能突然断电，可能会使机器的系统出现故障；

    8 仪器在长时间闲置状况下，应保证每隔半月不少于2h的通电时间。

3.6 故障与维修

表 3 故障与维修

对于用户不能自己排除的故障不要盲目调动仪器内部的线路，以免扩大故障而带来不必要的损失，可与我公司。

附 录

包装清单

保   修   卡

（请沿虚线剪下后寄回本公司存档）

保 修 登 记 卡

尊敬的用户：

    真诚地感谢您选购了XIBA-1000核磁共振含油量测量仪，希望本产品给你工作带来方便。

以下是我们的服务承诺：

1、 本产品自购买之日（购货发票日期或合同）起一年免费维修，终生维护。

2、 保修范围限本公司原厂配置仪器（意外损坏或其他使用不当而导致该仪器无法正常工作的情况除外）。

3、 由于意外损坏或使用不当引起的故障，我公司将提供有偿服务。

4、 下列部件不在保修范围：

随机说明书、电源线、试管、赠品、保险管等耗材和选配件

5、 未经我公司同意而自行拆卸，本公司将不再承担保修承诺。

6、 其他问题敬请我公司。