The effect of instrument resolution on diffusion coefficients measured using NMR spectroscopy

Abstract

This study presents a numerical simulation of the performance of an NMR spectrometer in which the influence of equipment with both low and high spatial resolutions is investigated. The results indicate that a low resolution NMR with a wide sensitivity curve may be unable to provide an accurate estimation of the moisture profile along the whole length of a test sample where the moisture gradient changes abruptly. It cannot provide accurate moisture information over a distance measured from each end of the test sample equivalent to the effective width of the sensitivity curve. However, a low-resolution spectrometer does not show any significant errors when calculating liquid diffusion coefficients, although the range of moisture contents over which they can be measured is limited. This study suggests that to avoid errors and practical difficulties, NMR spectrometers for moisture measurement should be selected carefully by matching the effective width of the sensitivity curve to the moisture properties of the material to be measured.

Résumé

Cette étude présente une simulation numérique de l'exécution d'un spectromètre RMN étudiant l'influence d'un matériel à basses et hautes résolutions spatiales. Les résultats indiquent qu'il se peut qu'une basse résolution du RMN avec une courbe large de sensibilité ne soit pas en mesure de fjurnir une évaluation précise du profil d'humidité sur la longueur entière d'un échantillon d'essai où le gradient d'humidité change soudainement. Il ne peut pas fournir d'informations précises sur l'humidité au-dessus d'une distance mesurée à partir de chaque extrémité de l'échantillon d'essai équivalant à la largeur effective de la courbe de sensibilité. Cependant, un spectromètre à basse résolution ne montre aucune erreur significative lors du calcul des coefficients de diffusion liquide, bien que l'intervalle du contenu d'humidité au-dessus duquel elles peuvent être mesurées soit limité. Cette étude suggère que pour éviter des erreurs et des difficulté pratiques, les spectromètres RMN mesurant l'humidité soient choisis soigneusement en associat la largeur effective de la courbe de sensibilité aux propriétés d'humidité du matériel à mesurer.