הפגנות חומרת הסביבה מופחתת כובד של טכנולוגיה cytometer זרימה וCompanion Microfluidic אב טיפוס מוקטנת ערבוב

המטרה הכוללת של הליך זה היא להפעיל ציטומטר זרימה ממוזער על סיפון טיסה פרבולית מופחתת כבידה באמצעות הכנת רכיבים ונהלים בטיסה הניתנים להתאמה להגדרות אחרות. זה מושג על ידי בחירה קפדנית תחילה מהמדף ורכיבים מיוצרים בהתאמה אישית לנוחות השימוש והבטיחות בכוח משיכה מופחת. השלב השני הוא הרכבת רכיבים בתוך אסדת ניסוי טיסה פרבולית המכילה אלמנטים נוספים לבלימה, אוטומציה של צפייה והקלת הדגמות מרובות.

לאחר מכן, הצוות מתכונן לניסויים מוצלחים בטיסה באמצעות תכנון קפדני, פיתוח פרוטוקולים והדרכה. השלב האחרון הוא הדגמות מרובות רכיבים בטיסה. בסופו של דבר, ניסויי טיסה פרבוליים משמשים כדי להציג את יישומי החלל הפוטנציאליים של הטכנולוגיה ולזהות את ההשפעות של חוסר משקל, שינויי כבידה ורטט על הביצועים.

למרות שניתן ליישם שיטה זו על ציטומטריית זרימה וטכנולוגיה קשורה, ניתן ליישם אותה בחלקים גם על סוגים אחרים של בדיקות אבחון פרטניות בכוח משיכה מופחת, במיוחד כל דבר עם הדגמות מרובות או הליכי טריגר. אז החלטנו לעשות את הסרטון הזה עבור JO על ניסויי טיסה פרבוליים מכיוון שכאשר התכוננו לטיסות הפרבוליות שלנו עם נאס"א, בעצם לא היו כל כך הרבה סרטונים או אפילו ספרות שתיארו כיצד להתכונן בצורה הטובה ביותר לניסויים. למעשה היינו צריכים להתאמץ מאוד מאוד לדבר עם האנשים הנכונים במקומות שונים בנאס"א כדי לחפור את המידע הזה כאן.

במקרה זה, אנו רוצים להיות מסוגלים לשתף את המידע הזה עבור קהל הקוראים של ג'ו כדי שיוכלו גם הם להתכונן לטיסות הללו כראוי. בניית מערכת זרימה ציטומטרית פשוטה לשימוש בתנאי כבידה מופחתים דורשת רכיבי אב טיפוס נוזליים, אופטיים ואלקטרוניים מרובים. התחל בהכנת מערכת לחץ עם משקל מינימלי וצרכי כוח כדי להניע את המערכת.

נוזלים מחברים משאבת אוויר ממוזערת לחיישן לחץ דיפרנציאלי. לאחר מכן, הרכיבו מיכל מקור נוזלים שניתן להעמיס מבלי ללכוד את התאמת האוויר. בקבוקון פלסטיק קשיח עם דיאפרגמת גומי אלסטית, מכסה הניתן לאבטחה היטב וצינור אוויר כניסה בבסיס הבקבוקון.

אטום את חיבור צינורות האוויר בכניסה באמצעות דבק אופטי. הנח החלקה זמנית clamp מעל צינור יציאת המכסה כדי למנוע פליטת נוזלים במהלך ואחרי הכנסת המכסה. כדי להעמיס את הבקבוקון, הרחב את הסרעפת בעזרת מזרק המחובר לכניסת האוויר.

יוצקים נוזל למעלה ומכניסים את המכסה בזווית כך שלא יילכד אוויר מתחת. הסר לזמן קצר את מהדק ההחלקה כדי להניע את צינור היציאה ולשחרר את לחץ הקריסה המופעל על ידי הסרעפת. ודא שהמשאבה לוחצת על הבקבוקון ללא דליפות אוויר או נוזלים.

דחיסת הדיאפרגמה כדי להוציא את זרימת הנוזל מצינור יציאת המכסה. המרכיב השלישי הדרוש הוא מיכל פסולת נוזלית לאיסוף פסולת מבלי לבנות לחץ אחורי שיפגע בזרימה. השתמש בבקבוקון המודבק בתוך בקבוקון המיועד להכלה כפולה.

כסו את הבקבוקונים עם חלון ספוג קצף מאובטח הלוכד נוזלים צפים, אך מאפשר השוואת לחץ אוויר עם סביבת התא כדי ליצור מעמיס מדגם לשימוש ומכונת כוח משיכה מופחתת ולהרכיב עיצוב מהדק קפיץ עם מסילות מנחה כך שהוא מהדק באופן אמין כנימים המותאמים לנדן בין שתי טבעות O בקו הנוזל. ודא שבהיעדר נימים, הקפיצים לוחצים את טבעות ה-O יחד כדי להשלים את קו הנוזל ולאפשר תחול מבלי לדלוף. תכנן מערבל מיקרו שאינו מסתמך על רכיבי משנה מכניים מופעלים כדי לתפקד.

באמצעות אב הטיפוס המהיר של שיטת פולימתיל סואן, נבחר ומיוצר מיקרו מערבולת ספירלה עם שני כניסות כדי לזהות חלקיקים זורמים בודדים. התקן בלוק אופטי מיניאטורי בגודל כף יד בהתאמה אישית לצלחת לוח אב-טיפוס במיקרוסקופ באמצעות רכיבים אופטו-מכניים זמינים מסחרית. השלב האחרון בהרכבת אב-טיפוס הוא תכנון אלקטרוניקה ותוכנה עבור בקרת התקנים ורכישת נתונים.

לנוחות ויצירת אב טיפוס מוקדם, השתמש בחלקים מולחמים ביד המחוברים לכרטיסי רכישת נתונים זמינים מסחרית, קוד ותוכנית, תוכנה מותאמת אישית להפעלת התקני אסדה וסנכרון כל הנתונים. הסר את סוללת המחשב הנייד והגדר את המחשב הנייד לפעול דרך כבל החשמל בלבד. מטעמי בטיחות בטיסות עם כוח משיכה מופחת, תוכנית החשמל להפעלת כל המכשירים חייבת לכלול מנגנון לכיבוי אלקטרוני מהיר ומלא.

בטיסה. פס חשמל יחיד עם כפתור הפעלה יחיד מחובר ללוח חלוקת החשמל של המטוס לביצועים מוצלחים בטיסה, יש לקחת בחשבון את השטח הכולל הזמין וכיצד הוא יחולק בין שטח האסדה הניסיונית למרחב המשתמש המקיף את האסדה. השטח הכולל הזמין מוגבל לשטח קטן יותר מזה שניתן להפגנה דומה בשטח.

קבע לאילו רכיבים ניתן לגשת בצורה מתאימה יותר ברצפה בגובה כריעה או עמידה. כמו כן, חשוב לשקול אילו רכיבים ייהנו הכי הרבה מההגנה המושגת בתוך מבנה תמיכה. מבנה התמיכה של האסדה כאן הוא מתלה ציוד אנכי שיכול לעמוד בתאוצות טיסה ולהיות מחובר היטב למטוס המיועד.

רצפת תא הנוסעים הקצתה רכיבים למפלסים בתוך ארון התקשורת, מפלס עליון להצבת המחשב הנייד, מפלס ארון תקשורת אמצעי להכיל רכיבי משנה של אב טיפוס ומפלס רצפה להכיל מגבונים נוספים, כפפות ומיכל פסולת שונות. כדי לאבטח ולהכיל את אב הטיפוס ולצפות בדוגמאות, יש לייצר או להתאים רכיבים שונים שאינם אב טיפוס. אלה כוללים קופסת אקריליק מותאמת אישית שתכיל את האלקטרוניקה ותא כפפות אקרילי מותאם אישית עם חורי גישה לזרוע כדי לספק חלל מעוקב בו ניתן לבצע הדגמת מעמיס מבלי להסתכן בזיהום תא הטיסה.

כדי להקליט בורג הדגמה של מיקרו מיקסר, מיקרוסקופ סטריאו לצלחת לוח הלחם מצויד במחזיק שבב אקרילי מותאם אישית ומצלמת CCD. כדי לאפשר הדגמה בטוחה של הבלוק האופטי, השתמש בקופסת אקריליק אטומה מותאמת אישית כדי לחסום את אור הסביבה ולשלוט בסכנות לייזר. כמה אסטרטגיות עיצוב פשוטות יכולות לבטל את הצורך בצינורות ידניים, התאמות בטיסה או פעולות אחרות הדורשות מיומנות משמעותית.

לדוגמה, כדי ללחוץ על מספר קבצי מקור בו זמנית השתמש במכונה מותאמת אישית ללחץ על סעפת המורכבת מצילינדר חלול, המותאם למחט כניסה וצינורות יציאה מרובים לשליטה בכיוון זרימת הנוזל. בעזרת המחשב, הרכיבו פאנל של שסתומי סולנואיד תלת-כיווניים. נשלט על ידי מתגי MOSFET טנדם המחוברים לכרטיס DAQ.

לשסתומי הסולנואיד התלת-כיווניים יש יציאה משותפת המחוברת תמיד ליציאת ברירת המחדל או ליציאה. המעבר למצב מופעל מופעל עם אות של חמישה וולט. תכנתה את התוכנה להמשיך בהדגמות באמצעות התערבויות כפתור בודד כגון לחיצה אחת על המחשב הנייד כדי להחליף מצבי שסתומים או לשנות את לחץ הנעת המשאבה.

זה מונע את הצורך בהתאמות ידניות של צינורות שעלולות לגרום לדליפות לסביבה ואובדן זמן ניסוי בסביבה כאוטית. הדגמת מטעין הדגימה כוללת טעינת דגימה והנעת הדגימה לבלוק האופטי או ל-OB לזיהוי. ההתקנה משתמשת בשני שסתומים, אחד לפני ואחד אחרי המעמיס.

במהלך הטעינה, שני השסתומים מכוונים למצב כבוי ומונעים תנועת נוזלים בזמן השימוש במעמיס, הפעלת השסתומים פותחת את נתיב הנוזל X המשתרע מבקבוקון המלח לבקבוקון הפסולת, ומאפשר למשאבה להניע את הדגימה לניתוח. הדגמת הבלוק האופטי כוללת זיהוי רציף של שלושה סוגי דגימות שונים ללא צורך בהחלפה ידנית של חיבורי צינורות, מי מלח מסוגלים לשטוף את המערכת בין דגימות. הדגמת המיקרו מיקסר כוללת ערבוב מי מלח בדם ומקטעי ערבוב צבע צהוב כחול

המערך משתמש בשני שסתומים כדי להנחות את הלחץ לבקבוקוני הדם והמלח או לבקבוקוני הצבע כך שרק הדגמת ערבוב אחת פעילה בכל פעם. שסתום נוסף מאפשר הזרקת בועות אוויר לשבב ערבוב מי המלח בדם. המערכת חייבת להיות מוכנה לכוחות טלטול פתאומיים, רטט או התנגשות נוסעים בטיסה.

לייצוב היישור, יש למרוח אפוקסי המתייבש במהירות על רכיבים מיושרים הניתנים להתאמה שגויה בקלות, במיוחד הרכיבים האופטיים. החל אפוקסי בדרגה תעשייתית על האפוקסי המתייבש במהירות גם כדי לאבטח רכיבים אחרים לפי הצורך, כולל חיבור מצלמת CCD למיקרוסקופ I לבדיקת הפרעות פיזיות. נער את מבנה התמיכה של המתקן כשכל הרכיבים במקומם.

בדוק את פונקציונליות הרכיב הבודד לאחר חשיפת האסדה להפרעה, במיוחד הרכיבים האופטיים המיושרים שאומנו להתרחשויות בלתי צפויות בטיסה, כולל המטוס מתיישר לפתע באמצע ניסוי או כוחות פתאומיים הפוגעים באסדה. הגן על נוסעים צפים על ידי הוספת ריפוד למתלה. פינות מכשירות מספר אנשים כמפעילים ראשיים להפעיל את המכשיר במומחיות בטיסה.

לא ניתן לחזות מי יחלה במהלך הפאראיס ומשתמש נתון עשוי שלא להיות מושפע בטיסה אחת ולחלות באחרת. בדוק את האסדה לאחר ההובלה למקום הטיסה, בצע את כל התיקונים הדרושים וקבע חיבורי צינורות לפני הטעינה למטוס. בכל יום טיסה, הכינו וחברו בקבוקונים לדוגמה המתאימים להדגמות היום.

התכוננו למרווחים ארוכים בין התקנה לניסויים, כמו גם לטמפרטורות סביבה גבוהות בהתאם למיקום הטיסה. הימנע ממחלה בטיסה על ידי נטילת תרופות כגון סקופולמין עם אמפטמין טקסט, והשתמש במספר פרבולות מוקדמות כדי להסתגל למעברי הכבידה על ידי עלייה איטית במקביל לרצפה ושכיבה שטוחה במהלך כוח הכבידה הגבוה. ברגע שהם בעמדת טיסה, מפעילי האסדה כאשר הם מתקרבים למרחב האווירי הייעודי של פרבולה מספקים מספיק מקום כדי לאפשר למפעילי האסדה לשכב במרווחי כבידה גבוהים ולאפשר גישה לרצועות הרגליים ברגע שהפרבולה מתחילה.

אל תפעיל כוחות חזקים על הגוף במהלך כוח משיכה מופחת. מכיוון שהדבר עלול לשלוח את הגוף למעלה מהר מדי ומסוכן במקצת כדי לבצע את הדגמת מעמיס הדגימה. כאשר המטוס נכנס לכוח משיכה מופחת, השתמש במזרק הדגימה כדי להניח טיפה מתערובת צבע חרוזי הספירה על קצה האצבע כדי לדמות דגימת דקירה באצבע, השתמש בחומר מתכלה נימי כדי להרים את הדגימה מהאצבע ולטעון את הדגימה לתוך המעמיס הנימים.

הכנס את הדגימה למערכת האופטית לזיהוי. בצע את הדגמת המיקסר המיקרופלואידי שהוגדר מתחת למיקרוסקופ. ערבבו דם ותמיסת מלח ביחס של אחד לאחד ב-1.52345, ושישה PSI לפחות לשתי פרבולות כל אחד.

הקלטת נתוני וידאו מסונכרנים לקריאות אחרות. צילומים אמיתיים בטיסה של הדגמת מיקסר מוצגים כאן. הזרקת אוויר לכניסת המלח כדי לבדוק אם ארכיטקטורת התעלה תלכוד בועה שעלולה למנוע ערבוב אופטימלי. לערבב.

מזון כחול וצהוב מת ב-1.52345 ושישה PSI עבור לפחות שתי פרבולות כל אחד. שוב, הקלטת נתונים מסונכרנים המוצגים כאן הם תוצאות מייצגות עבור שתי הדגמות מיקרו מערבל כפי שנצפו על ידי מצלמת CCD המותקנת בלוח המיקרוסקופ הסטריאו. A מראה ערבוב צבע כחול וצהוב בתנאי מיקרו-כבידה, ופאנל B מראה ערבוב דם ומי מלח בתנאי כבידה ירחית.

ניתן להעריך ויזואלית את הערבוב בכל נקודה לאורך הספירלה כמו גם בתעלת היציאה בהדגמה של זיהוי בלוק אופטי של תאי דם לבנים המסומנים פלואורסצנטית במהלך טיסת מיקרו-כבידה. מדדי הביצועים הקריטיים עבור נתוני ציטומטריית הזרימה כוללים את מקדם השונות של יחסי האות לרעש בעוצמות השיא, שיעורי ספירת שיא ויעילות הזיהוי כפי שמוצג כאן. זיהוי בלוקים אופטיים נראה יחסית ללא הפרעה על ידי מעבר מ-1.5 G לכמעט אפס G וממשיך במהלך המעבר חזרה ל-1.5 G.

זיהוי חרוזי ספירה פלואורסצנטיים שהוכנסו לדגימה טעונה לאחר הדגמה של המעמיס בכוח המשיכה הירחי מצביע על כך שהדגימה נטענה בהצלחה והגיעה לבלוק האופטי לזיהוי. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין טוב יותר כיצד לבצע בדיקות מכשירים ולהפחית את כוח הכבידה על סיפון טיסה פרבולית, ובמיוחד אילו סוגי נהלים אפשריים, תכנון קפדני, בחירת חלקים ויישום בדיקות, כולם עוזרים להבטיח תשואה גבוהה מהניסיון שלך.