本项目属于仪器仪表设计和制造领域。长期以来，国内高端低场核磁共振分析仪器缺乏相关核心技术，以引进和仿制为主，从设计、制造到应用均受国外制约。其主要原因是在涉及到高端低场核磁共振分析仪的一些关键技术未取得突破，如：控制电路、谱仪、磁体、探头线圈、温控系统、微弱信号处理及分析等硬件和软件研发方面。上海理工大学、纽迈公司和中国石油大学（华东）经过十余年的合作，特别是在国家重大科学仪器开发专项《高性能核磁共振弛豫分析仪的开发和应用》（项目编号2013YQ170463）的资助下，针对上述关键技术进行攻关，攻克了控制电路、谱仪、磁体、探头线圈、温控系统、微弱信号处理及分析等软件和硬件方面的关键技术难题，实现了对弱信号的检测与分析，大大提高了我国高端低场核磁共振分析仪的研发水平，拓宽了低场核磁共振分析仪器的应用领域。主要技术发明：1、针对弱信号的检测和低信噪比数据处理的问题，在采集序列上提出了ME-CPMG脉冲序列，可实现单次测量变回波间隔和非均匀采样，降低射频脉冲个数和能量损耗，显著提高采集效率；在数据处理上，根据非局部均值滤波理论，采用加权点的邻域相似性作为加权因子，提出了一种基于改进非局部均值的低场核磁共振信号去噪新技术，有效提高了所采集信号的信噪比，为后续处理奠定了坚实基础。2、针对反演算法涉及到数据量大、病态程度高、短弛豫时间成分检测难等难题，设计出了时域谱核磁共振反演模型，有效解决了上述难题。我们设计的反演模型，可实现对样品的快速检测，与国外相比，可检测到的最短弛豫时间由0.5ms提升到了0.2ms。3、针对国内外所涉及到的探头不能检测变温环境下的样本问题，设计了可应用在低场核磁共振分析仪器中的变温探头，开创性地设计出变温核磁共振分析系统，该系统可对样品的熔融点、凝结点和随温度变化的流变学等理化性质开展研究；对传统的线圈、电路、射频脉冲等进行创新设计，使得系统死时间从15μs提升到了10μs以内。知识产权及应用推广情况：本项目已获授权专利23项，其中发明专利18项，实用新型专利5项；相关论文27篇；软件著作权18项；相继开发出可应用在不同领域的系列低场核磁共振分析仪器；目前，该仪器除了在国内的市场占有率达80%，还远销欧美等发达国家，2016年到2018年新增直接产值1.6亿元，创收外汇22.3万美元。本项目研发的高性能低场核磁共振分析仪，在石油、地质、煤矿、食品、营养健康等领域有着巨大的市场需求，打破了国外公司在高端低场核磁共振分析仪器领域的垄断地位，极大推动了我国低场核磁共振行业的发展和科技进步。