نظام ملليمتر اختبار العاطفة مقياس لقياس الخواص الميكانيكية للاسفنج البحري سبيكوليس

الهدف العام من هذه التجربة هو قياس سلوك الانحناء للألياف التي يتراوح أقطارها بين 10 و 100 ميكرومتر. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية حول السلوك الميكانيكي للهياكل البيولوجية ، مثل خصائص القوة والصلابة لشويكات الإسفنج البحري. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه يمكن استخدامها لقياس السلوك الميكانيكي لمجموعة متنوعة من المواد ذات الأحجام المختلفة والخصائص المرنة.

على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة للسلوك الميكانيكي للأشويكات ، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضا على الهياكل البيولوجية الأخرى الحاملة ، مثل سيقان النبات والريش. للبدء ، قم بتوصيل نقطة التحميل بالناتئ ، باستخدام مسامير غطاء رأس المقبس رقم 4-40. احرص على عدم تشويه أذرع الكابول بشكل بلاستيكي أثناء ربط نقطة التحميل.

بعد ذلك ، ضع طرف نقطة التحميل بعيدا عن لوحة الكابولي ، وقم بتوصيل الكابولي بشكل غير محكم باللوحة ، باستخدام مسامير غطاء رأس المقبس رقم 6-32. بعد ذلك ، أدخل دبابيس المحاذاة مقاس 1/8 بوصة من خلال الكابولي واللوحة ، وشد البراغي ، ثم قم بإزالة دبابيس المحاذاة. اسحب مستشعر إزاحة الألياف الضوئية قدر الإمكان عن طريق تدوير ميكرومتر المستشعر عكس اتجاه عقارب الساعة.

بعد ذلك ، قم بتوصيل لوحة الكابولي بشكل غير محكم بالإطار ، باستخدام مسامير غطاء رأس المقبس رقم 6-32 مع طرف نقطة التحميل الذي يشير إلى الاتجاه السالب z. مرة أخرى ، أدخل دبابيس المحاذاة مقاس 1/8 بوصة ، هذه المرة من خلال الإطار ولوحة الكابولي ، وقم بإحكام ربط البراغي ، ثم قم بإزالة دبابيس المحاذاة. الآن ، ضع المسرح على اللوح الأساسي للمسرح بحيث تستقر أطراف رؤوس الميكرومتر على لوحة التسوية في فتحات لوحة قاعدة المسرح.

ضع مستوى فقاعة على طاولة العزل ، واضبط الضغط في كل من أرجل الطاولة عن طريق تدوير مسامير إبهام ذراع الصمام بحيث يكون السطح مستويا. انقل مستوى الفقاعة إلى أعلى لوحة تسوية المسرح ، واضبط الميكرومتر بحيث يكون مستويا أيضا. لاحظ مواضع الميكرومتر ، وقم بإزالة المرحلة من اللوح الأساسي للمرحلة.

استخدم زوجا من الملقط للإمساك بشوكة مرساة واحدة من نهايته البعيدة ، واسحبها لإزالتها من الهيكل العظمي. ضع الشوكة على شريحة مجهر نظيفة. باستخدام فرشاة السمور الأحمر بحجم الصفر الخماسي ، أمسك الشوكة على الشريحة.

قم بقص جزء من أربعة ملليمترات من الشوكة عن طريق دفع شفرة حلاقة ضد الشوكة على جانبي الفرشاة ، بشكل عمودي على سطح الشريحة. بعد ذلك ، تخلص من أقسام الشوكة البعيدة والقريبة ، واحتفظ بالجزء المكون من أربعة ملليمترات مقطوعا من نقطة المنتصف. انقل قسم الشوكة إلى مرحلة العينة.

ضعه عبر الخندق مع الامتداد المطلوب لاختبار الانحناء ، وادفعه برفق في الاتجاه الموجب y مقابل حافة الخندق للتأكد من أن الشوكة عمودية على حواف الخندق. ضع المسرح على اللوح الأساسي بحيث تستقر أطراف مغازل الميكرومتر في فتحات الصفيحة الأساسية. إذا لزم الأمر ، اضبط الميكرومتر على لوحة تسوية المسرح.

افتح برنامج اختبار الانحناء الموجود في ملف التعليمات البرمجية التكميلي ، واضبط حجم الخطوة على ميكرومترين ، والحد الأقصى للإزاحة إلى 0.5 ملم ، وإيقاف الجهد المنخفض إلى 1.5 فولت ، وإيقاف الجهد العالي إلى 4.6 فولت ، باستخدام مربعات النص الموضحة في واجهة المستخدم. حدد الصورة المطلوبة وأدلة البيانات واسم ملف الإخراج باستخدام مربعات النص في واجهة المستخدم. بعد ذلك ، اضبط مفتاح حفظ الصور في واجهة المستخدم على الموضع السفلي ، وانقر فوق الزر المستطيل الأخضر أسفل الكلمات فرق الجهد بحيث يصبح مضاءا.

الآن ، قم بتشغيل برنامج اختبار الانحناء ، وانتظر حتى تتم تهيئة وحدة التحكم في المحرك وواجهات الكاميرا. قم بتشغيل المصباح ، واضبط السطوع بحيث يكون طرف نقطة التحميل مرئيا. بعد ذلك ، قم بتدوير مستشعر إزاحة الألياف الضوئية ميكرومتر في اتجاه عقارب الساعة حتى يكون جهد الخرج المعروض في الرسم البياني لواجهة المستخدم حوالي 1.7 فولت.

الآن ، استخدم شريط تمرير مقياس الجهد على وحدة التحكم في محرك المحور z لتحريك المرحلة في الاتجاه z الموجب حتى يكون حوالي سنتيمتر واحد أسفل طرف نقطة التحميل ، واضبط موضع المحور z الرئيسي بالنقر فوق زر الصفحة الرئيسية. استخدم منزلقات مقياس الجهد على وحدات التحكم في المحرك بالمحور x و y لوضع طرف نقطة التحميل فوق مركز الشريط الفولاذي الرفيع الموجود على مرحلة العينة في الاتجاه x السالب من الخندق. بعد ذلك ، استخدم شريط تمرير مقياس الجهد على وحدة التحكم في محرك المحور z لتحريك المرحلة في الاتجاه z الموجب حتى تصبح المرحلة داخل مجال رؤية المجهر.

انقر فوق الزر المسمى بدء الاختبار ، وعندما يطلب منك ذلك ، أدخل قيما 0.003 فولت و 0.001 ملم لحساسية اللمس وحجم خطوة اللمس ، على التوالي. انقر فوق موافق، وانتظر عدة دقائق حتى تنتهي خطوة المعايرة. افتح وقم بتشغيل برنامج البيانات الأساسية الموجود في ملف الكود التكميلي ، وقم بتدوير ميكرومتر مستشعر إزاحة الألياف الضوئية عكس اتجاه عقارب الساعة حتى يكون جهد الخرج المعروض على الرسم البياني لواجهة المستخدم حوالي ثلاثة فولت.

بعد ذلك ، استخدم شريط تمرير مقياس الجهد على وحدة التحكم في محرك المحور x لوضع طرف نقطة التحميل بين حواف الخندق فوق الشوكة. أيضا ، استخدم شريط تمرير مقياس الجهد على وحدة التحكم في محرك المحور z لتحريك المرحلة في الاتجاه z الموجب حتى يكون طرف نقطة التحميل أسفل السطح العلوي لحافة الخندق. أخيرا ، استخدم شريط تمرير مقياس الجهد على وحدة التحكم في محرك المحور Y لتركيز السطح الأمامي لحافة الخندق بحيث يكون العرض الكامل لطرف نقطة التحميل بين حواف حافة الخندق.

ثم أوقف برنامج البيانات الأساسية بالنقر فوق قف زر. بعد ذلك، افتح برنامج "نقطة التحميل المركزية" وقم بتشغيله، كما هو موجود في ملف التعليمات البرمجية التكميلية. استخدم وحدة التحكم في المحرك ذات المحور x لتحريك المرحلة حتى يتلامس طرف نقطة التحميل تقريبا مع حافة الخندق اليمنى.

ثم انقر فوق الزر Find Edge. عند المطالبة، استخدم وحدة التحكم في المحرك ذات المحور x لتحريك المرحلة حتى يتلامس طرف نقطة التحميل تقريبا مع حافة الخندق اليسرى. في هذه المرحلة ، انقر فوق الزر Find Edge مرة أخرى ، وانتظر حتى يقوم البرنامج بوضع طرف نقطة التحميل في منتصف الطريق عبر امتداد الخندق.

بعد ذلك ، افتح برنامج اختبار الانحناء. اضبط حجم الخطوة على ميكرومترين ، والحد الأقصى للإزاحة على 0.5 ملم ، وإيقاف الجهد المنخفض على 1.5 فولت ، وإيقاف الجهد العالي إلى 4.5 فولت باستخدام مربعات النص في واجهة المستخدم. بالإضافة إلى ذلك ، حدد دلائل الصور والبيانات المطلوبة واسم ملف الإخراج ، باستخدام مربعات النص في واجهة المستخدم.

اضبط مفتاح حفظ الصور في واجهة المستخدم على الموضع العلوي ، وانقر فوق الزر المستطيل الأخضر أسفل الكلمات فرق الجهد بحيث لا يضيء. بعد ذلك ، قم بتشغيل برنامج اختبار الانحناء ، وانتظر حتى تتم تهيئة وحدة التحكم في المحرك وواجهات الكاميرا. بمجرد التهيئة ، حرك المرحلة في الاتجاه z الموجب ، باستخدام شريط تمرير مقياس الجهد على وحدة التحكم في المحرك ، حتى تصبح الشوكة داخل مجال رؤية المجهر.

بعد ذلك ، استخدم شريط تمرير مقياس الجهد على وحدة التحكم في محرك المحور y لتحريك المرحلة حتى تصبح الشوكة تحت طرف نقطة التحميل. بعد ذلك ، اضبط مقبض تركيز المجهر بحيث يكون الشويك في بؤرة التركيز في واجهة المستخدم. بعد ذلك ، قم بتدوير ميكرومتر مستشعر إزاحة الألياف الضوئية عكس اتجاه عقارب الساعة حتى يصل جهد الخرج إلى حوالي 1.8 فولت.

بمجرد الضبط ، انقر فوق بدء الاختبار ، وانتظر حتى يكتمل اختبار الانحناء وتعود المرحلة إلى موضع المحور z. يمكن حساب إزاحة الشوكة في الاتجاه z والقوة التي يطبقها طرف نقطة التحميل باستخدام ملف استيفاء إزاحة الجهد ، وملف معايرة القوة ، وملف اختبار الانحناء الذي تم الحصول عليه من اختبار الانحناء ثلاثي النقاط. يتم استخدام ملف استيفاء إزاحة الجهد لقياس إزاحة الكابولي أثناء اختبار الانحناء.

لتقدير صلابة الكابولي ، يتم استخدام معايرة القوة ، والتي تستخدم بعد ذلك لربط إزاحة الكابولي بالقوة التي يمارسها طرف نقطة التحميل. مجتمعة ، يمكن استخدامها لإنشاء استجابات إزاحة القوة. كما هو موضح هنا ، ثلاثة شويكات مختلفة من مرساة E.aspergillum من اختبارات الانحناء الناجحة ثلاثية النقاط.

بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء اختبار الانحناء باستخدام هذا الجهاز في حوالي 10 إلى 15 دقيقة. يتمثل أهم جانب في هذا الإجراء في التأكد من أن الشوكة مثبتة بشكل صحيح على المسرح وأن محورها عمودي على حواف الخندق. توفر اختبارات الانحناء ثلاثية النقاط طريقة بسيطة نسبيا للباحثين الذين يدرسون الهياكل البيولوجية الحاملة لاكتساب نظرة ثاقبة لسلوكهم الميكانيكي.

بعد اختبار الانحناء ، يمكن استخدام نظريات الحزمة لحساب معامل الشوائق يونغ وقوة الكسر من بيانات إزاحة القوة.