2018年11月6日
随着小型、低成本环境传感器的出现,现在可以部署高密度传感器网络来测量高度局部化的温度变化。本文提供了一种详细的方法,用于构建先前描述的定制辐射屏蔽罩的紧凑版本,以与廉价的温湿度记录仪(thermochrons)配合使用。
这种低成本辐射屏蔽罩的构建方法有助于提高生态野外研究中的空气温度测量精度。该技术的主要优势在于屏蔽罩体积较小,使建造成本降低到类似型号的一半以下,同时使仪器在野外环境中更不易被察觉。构建辐射屏蔽罩时,使用美工刀将瓦楞塑料板切割成一个15厘米和两个10厘米的正方形。
对于小型辐射屏蔽罩的顶层,使用铅笔从15厘米正方形的一边起测量4厘米处画一条线,并以直尺为辅助工具,沿该线划出折痕。接着,从与4厘米线垂直的两边分别测量3.8厘米,并用直尺从正方形底部向上划线至4厘米线处。然后,从4厘米线以上的两个角分别向4厘米线与3.8厘米线的交点画线,并沿这些线剪开。
对于小型辐射屏蔽罩的中层和底层,使用直边在每块10厘米见方的材料中央画出一个6厘米见方的正方形,并沿每个6厘米正方形的四周划痕,再从每个6厘米正方形的四个角向10厘米正方形的外角划痕。现在,沿划痕线折叠15厘米见方的板材,将小三角形折片折入较大背片的内侧,并用文件夹夹子临时固定,然后用铝箔胶带完全覆盖所有划痕的一面。当15厘米见方的板材正确折叠后,背片的切边应与折叠的侧边齐平,整个凸面均应贴上胶带。
然后使用铝箔胶带完全覆盖其中一个10厘米正方形的刻痕面,以及另一个10厘米正方形的未刻痕面。使用1/4英寸的钻头在每块屏蔽层上钻孔,并将扎带穿过传感器外壳的环形孔,再穿过粘贴在刻痕面一侧的10厘米正方形底部的孔(该正方形中间已钻有两个孔)。沿着每个10厘米正方形的对角线刻痕线捏合其两侧,并使用重型订书机将捏合的两侧固定在一起。
最终产品将呈方形碗状。当第二个碗体制作完成后,首先将扎带穿过粘贴在未划痕面的10厘米板材左侧后方的孔,然后穿过第二个10厘米板材的左侧后方孔,两个板材之间保留2厘米的垂直间距,以便气流环绕温度传感器。
以相同方式将缆线穿过右侧后方的孔,并将扎带穿过15厘米方形板左侧后方的两个并列孔。将此扎带固定到10厘米板材上,使15厘米板材与上方10厘米板材顶部之间保留2厘米的间距,并以相同方式穿过15厘米板材右侧后方的两个并列孔。安装时,可根据需要在组装好的产品后端钻附加孔。
然后将一根扎带穿过面板前部的三个孔,并拉紧扎带,注意确保三块面板之间的间距均匀。安装时应确保三块面板与地面平行。在此项代表性野外实验中,使用小型辐射屏蔽罩的四个测试传感器均表现出正偏差,其偏差程度与使用原始较大屏蔽罩设计时获得的结果相似,但显著小于未加屏蔽罩传感器的偏差。
与原始屏蔽设计相比,小型屏蔽罩也导致记录到一些异常偏高的温度值,尽管总体差异较小。在太阳辐射峰值期间,偏高的温差最为明显;但在使用小型和大型屏蔽罩的情况下,这些偏差均远小于未加屏蔽的传感器的偏差。对所有配备小型辐射屏蔽罩的传感器组合与原始设计之间的平均温度差异分析表明,最大差异出现在当地时间 08:00。
在制作该遮阳罩时,重要的是要记住用反光铝箔完全覆盖每个方格,保持方格之间间距均匀,并将最终制成的遮阳罩平行于地面安装。测量空气温度的微气候变异有助于深入了解生物对近期及预期气候变化的局部响应。使用具有充分记录特性的辐射遮阳罩,有助于确保不同研究之间的结果具有可比性。
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本文介绍了一种用于构建低成本辐射屏蔽装置的方法,以提高生态野外研究中的空气温度测量精度。该紧凑型设计显著降低了建造成本,并减少了仪器在野外环境中的可见度。
准确的环境温度测量对于生物制药研发中临床前模型验证和转化生物标志物研究至关重要。低成本、可现场部署的辐射屏蔽装置能够实现可靠的微气候数据采集,有助于在与疾病相关的系统中降低靶点验证的机制性风险。该方法通过减少环境监测工作流程中的观察偏差,提高了预测的可信度。
该方法可整合到早期发现工作流程中,在这些流程中,环境温度控制会影响靶点结合和信号通路调控的检测结果。