Name: אולטראסאונד מהירות מדידה במתכת נוזלית אלקטרודה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: למד מדידת זרימה באלקטרודות מתכת נוזלית באמצעות אולטראסאונד לייעול טכנולוגיות אחסון אנרגיה. השיטה מאפשרת מדידות מרחביות מדויקות של מהירות הזרימה תחת זרם חשמלי משתנה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

אנו אסירי תודה על הסיוע בתכנון ובייצור של ד. דה לה קרוז, על הציוד שהושאל ממ. זאן, ועל דיונים מעמיקים עם ד.ר. סדוויי והאלקטרוכימאים המוכשרים של קבוצתו.

הגדרת מערכת 1. ועצרת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את מתמר אולטרסאונד עם isopropanol. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את תא הכפפות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציוד עומס הנדרש וחומרים (כולל מתמר אולטרסאונד, ePbBi, מערבבים מקל, וצמדים) לתא הכפפות, בעקבות ההוראות של יצרן תא הכפפות כדי למזער חדירת החמצן והלחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור חומרים נקבוביים תחת ואקום בחדר קבלת תא הכפפות עבור שעות 12 לפני הכניסה לתא הכפפות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנגינת בקר PID (הפעם הראשונה בלבד). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את אותה הכמות של ePbBi המוצק לתוך כלי הסוללה שישמש בניסויים (840 גר &#39;). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הבידוד סביב תנור כלי הסוללה אם זה לא כבר שם, והנח את המכסה על גבי כלי הסוללה, יחד עם האספן הנוכחי השלילי וצמדים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך את כל חיבורי החשמל עבור צמדים תרמיים וכוח התנור, כפי שמוצג באיור <strong&gt; יור 2B. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליזום כוונון אוטומטי של בקר PID, באמצעות 150 מעלות צלזיוס כנקודת הסט. הערה: הפרטים של צעד זה יהיה שונה, בהתאם ליצרן בקר PID ומודל. בקר משמש כאן אוטומטי מנגינות על ידי שליטה ארבעה מחזורים תרמיים מלאים, מRT לטמפרטורת הפעלה, על מסלול של שעות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במקשי החצים כדי להתאים את נקודת הסט (המוצגת כברירת מחדל לאחר כוונון בקר) 150 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחצו לחיצה ארוכה על כפתור הלולאה במשך 3 שניות כדי להיכנס ללולאה הנסתרת. לאחר מכן לחץ על כפתור הלולאה שוב ושוב עד שמסך הבקר מראה &quot;מנגינה&quot;. השתמש במקשי החצים כדי לשנות את זה כן. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס תרמי ולהשתמש בתחנת העבודה כדי לפקח והיכנס טמפרטורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע אוטומטי מנגינה היא מלאה, להקליט פרמטרים פרופורציונליים, אינטגרליים, ונגזרים שבקר PID שנבחר באופן אוטומטי על ידי שימוש בממשק בקר, לפי to הוראות היצרן. </li></ol></li></ol> מדידת 2. קול המהיר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בתנור כדי להמס מספיק ePbBi לניסוי, לפחות 400 גרם. הערה: הסכום הנדרש ישתנה לציוד שונה, וePbBi נמס ב 125 מעלות צלזיוס. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במידת צורך, להסיר תחמוצת עודפת ברפרוף אותו מהמשטח העליון של ePbBi באמצעות מערבבים מקל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס מתמר אולטרסאונד למכשיר מדידת מהירות קול ולהדק את קשר swage כדי למנוע הדלפות, לאחר מכן הכנס תרמי ולהשתמש בתחנת העבודה כדי לפקח והיכנס טמפרטורה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר את המתכת מותכת למכשיר מדידת מהירות הקול. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את מכשיר מדידת מהירות קול על בסיס התנור ולהשאיר אותו שם למשך 2 דקות כדי להגדיל בהדרגה את הטמפרטורה ולמנוע הלם תרמי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתכונן להעברה בטוחה על ידי הסרת ציוד רגיש לחום או חומרים מהאזור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף בבוקר קטןounts של מתכת מותכת בכל פעם, כי הלם תרמי יכול לגרום נזק למתמר אולטרסאונד. להוסיף ePbBi עד הפנים מתמר וראש מיקרומטר שניהם שקועים לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכה עד שהטמפרטורה נשארת יציבה בתוך 1 מעלות צלזיוס במשך לפחות 5 דקות לפני תחילת מדידות, מאז מהירות קול תלויה בטמפרטורה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אולטרסאונד המידה מהדהד בשני מקומות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את קצה מיקרומטר למיקום שרירותי אבל ידוע. מדידות שיא הד אולטרסאונד, ביצוע ההוראות הניתנות על ידי יצרן המכשיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בחיוג מיקרומטר, להזיז את קצה מיקרומטר על ידי מרחק ידוע. מדידות הד השיא אולטרסאונד. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המתכת המותכת ממכשיר מדידת מהירות קול ולאחסן אותו במכל חום-סובלני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לקבוע את מהירות קול, משרעת הד עלילה כפונקציה של זמן הד לכל אחד משתי המדידות. אתר את ההדים על ידי התאמת עקומת גאוסלכל הד שיא, כמו ביור איור 4. לחשב את מהירות קול על ידי חלוקת מרחק עקירה על ידי ההבדל בזמני שיא הד. </li></ol> 3. מדידת מהירות אולטראסאונד <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממסים מספיק ePbBi לניסוי (840 גר &#39;), הסרת תחמוצת עודפת במידת צורך. הערה: לקבלת התוצאות הטובות ביותר, השתמשו באותה הכמות של ePbBi ששימשה למנגינת בקר PID. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס מתמר אולטרסאונד לכלי הסוללה ולהדק את קשר swage כדי למנוע הדלפות, להבטיח כי בסיס התנור הוא ברמה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר את המתכת מותכת לכלי שיט הסוללה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים כלי סוללה על בסיס תנור ולהשאיר אותו שם למשך 5 דקות כדי להגביר בהדרגה את הטמפרטורה ולמנוע הלם תרמי. להתכונן להעברה בטוחה על ידי הסרת ציוד רגיש לחום או חומרים מהאזור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף כמויות קטנות של מתכת מותכת בכל פעם, כי הלם תרמי יכול לגרום נזק לulמתמר trasound. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכה עד שהטמפרטורה מגיעה 150 מעלות צלזיוס לפני מדידות מתחילות, מאז מהירות קול תלויה בטמפרטורה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסיים הרכבת המנגנון. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הבידוד סביב תנור כלי הסוללה אם זה לא כבר שם. מניחים את המכסה על גבי כלי הסוללה, יחד עם האספן הנוכחי השלילי וצמדים. להיות בטוח שכולם ממוקמים בדיוק וrepeatably; פיר צווארונים לעבוד גם עבור זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך את כל חיבורי החשמל עבור חשמל ואותות, כפי שמוצג באיור 2 ב יור. השתמש מד התנגדות כדי לוודא שאין נתיבים חשמליים לא מכוון נוכחים, כלומר, לבדוק שההתנגדות החשמלית בין האספן הנוכחי השלילי וכל האות היא מוביל MΩ לפחות 1. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגין ביצוע מדידות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגין רישום וטמפרטורת ניטור, כוח דוד, מתח סוללה, וסוללהנוכחי. שים לב: כאן, קוד מותאם אישית LabView תחנת עבודה פועלת שימש כדי להתחבר כל המדידות, עם חותמות זמן מתאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את הגדרות מכשיר אולטרסאונד בהתאם לצורך. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקפד להגדיר את מהירות קול, באמצעות הטמפרטורה המתאימה, על פי מודל מקובל 19. לePbBi ב 150 מעלות צלזיוס כפי שלהלן, לקבוע את המהירות ל1,760 מ &#39;/ שנייה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את תדירות החזרה הדופק (בדרך כלל 0.25 מ&quot;מ) שמעמקי הדו צפופים כזה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את ספירת השער כזה שההד החזק מהקיר המרוחק של כלי השיט מופיע בכמה השערים האחרונים; הוא מספק בדיקת שפיות שימושית בנושאי עוצמת אות פתרון בעיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בהוראות הניתנות על ידי היצרן, להגדיר את המכשיר לחומרה מפעילה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגין רישום וניטור מהירות עם מכשיר אולטרסאונד על ידי ייזום מפעילה מתחנת העבודה. שיא מהירות ארבעה פרופילים לשנייה עבור 30דקות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הסוללה הנוכחית עד 5, לחכות 5 דקות לזרימה לייצב, ולאחר מכן להקליט ארבעה מהירות פרופילים לשנייה למשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 3.5 עבור 10, 15, 20, 25, ו -30 א הערה: תוכניות ניסיוניות רבות אחרות גם אפשריות, כוללים וריאציות טמפרטורה ושינויים חלקים בנוכחי. נמוך אווירה בחמצן ולחות מאפשר ניסויים עם איכות אות טובה לשעות או יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהניסויים הושלמו, להפסיק לרשום נתונים ולכבות את התנור. נתק חיבורי חשמל והסר את מכסה התנור. הסר את המתכת המותכת מספינת הסוללה, באמצעות אותם ההליכים להעברה בטוחה ששמשו בעת מילוי כלי השיט. אחסן את ePbBi המותך במכל חום-סובלני. הוסף ארגון נוסף לתא הכפפות; הלחץ שלה יירד כמו האטמוספרה שלו מתקררת. </li></ol>

<ol><li>Kim, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+metal+batteries%3A+Past%2C+present%2C+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Liquid metal batteries: Past, present, and future.</a> Chem. Rev. 113 (3), 2075-2099 (2013).</li>
<li>Bradwell, D. J., Kim, H., Sirk, A. H. C., Sadoway, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnesium-antimony+liquid+metal+battery+for+stationary+energy+storage%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Magnesium-antimony liquid metal battery for stationary energy storage.</a> J. Am. Chem. Soc. 134, 1895-1897 (2012).</li>
<li>Kim, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermodynamic+properties+of+calcium%E2%80%93bismuth+alloys+determined+by+emf+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Thermodynamic properties of calcium–bismuth alloys determined by emf measurements.</a> Electrochim. Acta. 60 (0), 154-162 (2012).</li>
<li>Kim, H., Boysen, D. A., Ouchi, T., Sadoway, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calcium%E2%80%93bismuth+electrodes+for+large-scale+energy+storage+%28liquid+metal+batteries%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">Calcium–bismuth electrodes for large-scale energy storage (liquid metal batteries).</a> J. Power Sources. 241 (0), 239-248 (2013).</li>
<li>Cairns, E. J., Crouthamel, C. E., Foster, A. K., Foster, M. S., Hesson, J. C. Galvanic cells with fused salts. Technical Report ANL-7316. , Argonne National Laboratory. (1967).</li>
<li>Cairns, E. J., Shimotake, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-temperature+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">High-temperature batteries.</a> Science. 164 (3886), 1347-1355 (1969).</li>
<li>Bard, A., Faulkner, L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBard%2C+A+%22Electrochemical+methods%3A+Fundamentals+and+applications%22">Electrochemical methods: Fundamentals and applications</a>. , 2nd edition, Wiley. New York. 2nd edition (2001).</li>
<li>Takeda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+an+ultrasound+velocity+profile+monitor%5BTitle%5D)+AND+%22Nucl.+Eng.+Des%22%5BJournal%5D)">Development of an ultrasound velocity profile monitor.</a> Nucl. Eng. Des. 126 (2), 277-284 (1991).</li>
<li>Takeda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Velocity+profile+measurement+by+ultrasonic+Doppler+method%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Therm.+Fluid+Sci%22%5BJournal%5D)">Velocity profile measurement by ultrasonic Doppler method.</a> Exp. Therm. Fluid Sci. 10 (4), 444-453 (1995).</li>
<li>Brito, D., Nataf, H. -C., Cardin, P., Aubert, J., Masson, J. -P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonic+Doppler+velocimetry+in+liquid+gallium%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Ultrasonic Doppler velocimetry in liquid gallium.</a> Exp. Fluids. 31, 653-663 (2001).</li>
<li>Yanagisawa, T., Yamagishi, Y., Takeda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+of+large-scale+flows+and+their+oscillation+in+the+thermal+convection+of+liquid+gallium%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+E%22%5BJournal%5D)">Structure of large-scale flows and their oscillation in the thermal convection of liquid gallium.</a> Phys. Rev. E. 82, 016320(2010).</li>
<li>Eckert, S., Gerbeth, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Velocity+measurements+in+liquid+sodium+by+means+of+ultrasound+Doppler+velocimetry%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Velocity measurements in liquid sodium by means of ultrasound Doppler velocimetry.</a> Exp. Fluids. 32 (5), 542-546 (2002).</li>
<li>Brawn, B. E., Joshi, K., Lathrop, D. P., Mujica, N., Sisan, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualizing+the+invisible%3A+Ultrasound+velocimetry+in+liquid+sodium%5BTitle%5D)+AND+%22Chaos%22%5BJournal%5D)">Visualizing the invisible: Ultrasound velocimetry in liquid sodium.</a> Chaos. 15, 041104(2005).</li>
<li>Takeda, Y., Kikura, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow+mapping+of+the+mercury+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Flow mapping of the mercury flow.</a> Exp. Fluids. 32 (2), 161-169 (2002).</li>
<li>Eckert, S., Gerbeth, G., Melnikov, V. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Velocity+measurements+at+high+temperatures+by+ultrasound+Doppler+velocimetry+using+an+acoustic+wave+guide%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Velocity measurements at high temperatures by ultrasound Doppler velocimetry using an acoustic wave guide.</a> Exp. Fluids. 35, 381-388 (2003).</li>
<li>Ueki, Y., et al. High-temperature ultrasonic Doppler velocimetry for lead-lithium flows. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aUeki%2C+Y+%22Zero-Carbon+Energy+Kyoto+2011%2C+Green+Energy+and+Technology%22">Zero-Carbon Energy Kyoto 2011, Green Energy and Technology</a>. Yao, T. , Springer. Japan. 267-272 (2012).</li>
<li>Eckert, S., Cramer, A., Gerbeth, G. Velocity measurement techniques for liquid metal flows. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aEckert%2C+S+%22Magnetohydrodynamics%22">Magnetohydrodynamics</a>. , Springer. Netherlands. 275-294 (2007).</li>
<li>Kelley, D. H., Sadoway, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mixing+in+a+liquid+metal+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Mixing in a liquid metal electrode.</a> Phys. Fluids. 26 (5), (2005).</li>
<li>NEA. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Handbook+on+lead-bismuth+eutectic+alloy+and+lead+properties%2C+materials+compatibility%2C+thermal-hydraulics%2C+and+technologies%22">Handbook on lead-bismuth eutectic alloy and lead properties, materials compatibility, thermal-hydraulics, and technologies</a>. , Nuclear Energy Agency. (2007).</li>
<li>Fauve, S., Laroche, C., Libchaber, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+a+horizontal+magnetic+field+on+convective+instabilities+in+mercury%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physique+Lett%22%5BJournal%5D)">Effect of a horizontal magnetic field on convective instabilities in mercury.</a> J. Physique Lett. 42 (21), 455-457 (1981).</li>
<li>Cioni, S., Ciliberto, S., Sommeria, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strongly+turbulent+Rayleigh-B%C3%A9nard+convection+in+mercury%3A+Comparison+with+results+at+moderate+Prandtl+number%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Fluid+Mech%22%5BJournal%5D)">Strongly turbulent Rayleigh-Bénard convection in mercury: Comparison with results at moderate Prandtl number.</a> J. Fluid Mech. 335, 111-140 (1997).</li>
<li>Burr, U., Müller, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rayleigh-B%C3%A9nard+convection+in+liquid+metal+layers+under+the+influence+of+a+horizontal+magnetic+field%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Fluid+Mech%22%5BJournal%5D)">Rayleigh-Bénard convection in liquid metal layers under the influence of a horizontal magnetic field.</a> J. Fluid Mech. 453, 345-369 (1997).</li>
<li>Bojarevičs, V., Freibergs, Y., Shilova, E. I., Shcherbinin, E. V. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBojarevi%C4%8Ds%2C+V+%22Electrically+induced+vortical+flows%22">Electrically induced vortical flows</a>. , Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. (1989).</li>
<li>Ouellette, N. T., Xu, H., Bodenschatz, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+quantitative+study+of+three-dimensional+Lagrangian+particle+tracking+algorithms%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">A quantitative study of three-dimensional Lagrangian particle tracking algorithms.</a> Am. Exp. Fluids. 40, 301-313 (2006).</li>
<li>Kelley, D. H., & Ouellette, N. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+particle+tracking+to+measure+flow+instabilities+in+an+undergraduate+laboratory+experiment%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Phys%22%5BJournal%5D)">Using particle tracking to measure flow instabilities in an undergraduate laboratory experiment.</a> Am. J. Phys. 79, 267-273 (2011).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

טכניקות אולטראסאונד יכולות לייצר מדידות מהירות במאות או אלפי מקומות בנוזל שקוף או אטום, פעמים רבות בשנייה. מוחל על האלקטרודה מתכת נוזלית, טכניקות אולטרסאונד נתקלות באתגרים של טמפרטורה גבוהה, פעילות כימית, ומוליכות חשמלית. השיטות להתגברות על האתגרים אלה ומדידת זרימה באלקטרודות מתכת נוזלית פעילה תוארו. ראשית, נושא חומר אלקטרודה לאותו פיסיקה כאלקטרודות סוללה מתכת נוזלית בטמפרטורה גבוהה (550 מעלות צלזיוס), אבל טמפרטורות נמוכות בהרבה תפעוליות (150 מעלות צלזיוס), מקל על אתגרים הקשורים ל...

סוללות מתכת נוזלית הן טכנולוגיה מבטיחה למתן אחסון אנרגיה בקנה מידה גדולה על רשתות חשמל בעולם 1. סוללות אלו מציעות צפיפות אנרגיה גבוהה, צפיפות הספק גבוהה, מחזור חיים ארוכים, ועלות נמוכה, מה שהופך אותם אידיאליים לאחסון אנרגיית רשת בקנה מידה 3. היכרות עם סוללות מתכת נוזלית לרשת האנרגיה יאפשר גילוח שיא, לשפר את יציבות רשת, ומאפשר שימוש הרבה יותר נרחב של מקורות מתחדשים לסירוגין כמו שמש, רוח, וכוח של גאות ושפל. סוללות מתכת נוזלית מורכבות משתי אלקטרודות מתכת נוזלית מופרדות על ידי אלקטרוליט מלח מותך, כפי שתוארו בפירוט רב יותר בעבודה לפני 1. למרות ששילובים שונים של מתכות ואלקטרוליטים יכולים לגרום לסוללת מתכת נוזלית עבודה, עקרונות פעולה נשארים אותו הדבר. המתכות נבחרות כך שזה לטובה במרץ עבורם ליצירת סגסוגת; כך נתוך פורע את הסוללה, וחיובים נתוך-דה. Saשכבת LT נבחרה כך שהוא מאפשר יוני מתכת לעבור בין שתי אלקטרודות, אבל תחבורה בלוקים של מינים ניטראליים, ובכך מעניק שליטה אלקטרוכימי של המערכת. עבודה זו תקדם טכנולוגיית סוללה מתכת נוזלית על ידי כימות ושליטה אפקטי תחבורה המוניים. השיטות שתוארו כאן הם הודיעו על ידי שיטות אלקטרוכימיים שפותחו עבור סוללות מתכת נוזלית על ידי Sadoway et al. 1-4, כמו גם עבודת סוללה מתכת נוזלית קודם לכן במעבדה הלאומית Argonne 5,6, ועבודתה של הקהילה אלקטרוכימיים הרחבה יותר (בארד ופוקנר 7 לספק רב אזכור רלוונטי). השיטות שתוארו כאן גם לבנות על מחקרי דינמיקה של נוזלים לפני. velocimetry אולטראסאונד פותח וראשון בשימוש במים 8,9 ומאז הוחל מתכות נוזליים כוללים גליום 10,11, נתרן 12,13, 14 כספית, עופרת-ביסמוט 15, נחושת, בדיל 15 &lt;/ Sup&gt;, ולהוביל-ליתיום 16, בין יתר. אקרט et al. לספק סקירה שימושית של velocimetry במתכות נוזליים 17. שיטות עבודה באמצעות אחרונים דומות לאלה שתוארו כאן 18 הוכיחו כי זרמי סוללה יכולים לשפר תחבורה המונית באלקטרודות מתכת נוזלית. בגלל תחבורה המונית בהאלקטרודה החיובית הוא צעד שער הגבלה בטעינה ופריקה של סוללות מתכת נוזלית, ערבוב לכן מאפשר תשלום מהיר ופריקה מאשר היה להיות אחר אפשרי. יתר על כן ערבוב מונע inhomogeneities המקומי באלקטרודה, שיכול ליצור את מוצקים המגבילים את מחזור החיים של סוללה. בעבודה שוטפת, אנו ממשיכים ללמוד את התפקיד של זרימת נוזל בהאלקטרודה החיובית של הסוללה מתכת הנוזלית, אשר נגרם כתוצאה של כוחות תרמיים ואלקטרומגנטים. שינויי טמפרטורה לנהוג זרימת הסעה באמצעות ציפה, וזרמי סוללה לנהוג זרימה על ידי אינטראקציה עם השדות המגנטיים הנגרמים על ידי הבלילהזרמים עצמם y. בניסויים באמצעות השיטות מתוארות להלן, שראינו זורם עם מספר ריינולדס 50 &lt;Re &lt;200, מחושב מעומק אלקטרודה ומהירות שורש ממוצע מרובע. אפיון ניסיוני יסודי התבצע וישתמש בערכת הנתונים וכתוצאה מכך לבנות מודלים סוללה חזוי. המיקוד של כתב היד הזה הוא על העיצוב והנהלים הנדרשים כדי לייצר נתונים כגון ניסיוניים. velocimetry אולטראסאונד מספק את חלק הארי של המדידות, ותנאי ניסוי חייבים להיות מבוקרים בקפידה על מנת להשתמש באולטרסאונד בהצלחה במתכת נוזלית. טמפרטורה גבוהה, פעילות כימית, ומוליכות חשמלית חייבת להיות מנוהלים בזהירות. ראשית, סוללות מתכת נוזלית פועלות בהכרח בטמפרטורה גבוהה, כי הן מתכות והמלח שמפריד ביניהם חייב להיות מותכים. בחירה אחת מבטיחה של חומרים, אשר עושה שימוש בליתיום כמו האלקטרודה השלילית, תוביל-אנטימון כELEC החיוביtrode, ותערובת של מלחי ליתיום eutectic כאלקטרוליט, דורשים טמפרטורות סביב 550 מעלות צלזיוס. מדידת זרימת נוזל אטום בטמפרטורות גבוהות כזה היא די קשה. מתמרים אולטרסאונד בטמפרטורה גבוהה, המפרידים את רכיבי אלקטרו-אקוסטי העדינים מנוזל הבדיקה עם מוליך גל אקוסטי, הוכח 15 וממוסחרים. עם זאת, בגלל שיש לי מתמרים אובדן הכנסה קרובה 40 dB, ובגלל הקושי הכללי של עבודה בטמפרטורות כאלה, מערכת פונדקאית נבחרה למחקר ראשוני: סוללה מתכת נוזלית יכולה גם להתבצע באמצעות נתרן כמו האלקטרודה, eutectic השלילית 44% יובילו ביסמוט 56% (להלן, ePbBi) כמו האלקטרודה החיובית, ותמהיל eutectic משולש של מלחי נתרן (10% יודיד נתרן, 38% סודיום הידרוקסיד, 52% אמידי נתרן) כמו אלקטרוליט. כגון סוללה היא לגמרי מותכת מעל 127 מעלות צלזיוס, מה שהופך את זה הרבה יותר נוח למחקר במעבדה. כי זה מורכב משלושה נוזלישכבות מופרדות בצפיפות, הוא כפוף לאותה הפיזיקה סוללות מתכת נוזלית אחרות. והוא תואם עם מתמרים אולטרסאונד זמין, שמדורגים 230 ° C, כרוך לא הפסדי מוליך גל, ועולה הרבה פחות ממתמר טמפרטורה גבוהה. ניסויים אלה בדרך כלל יתקיימו ב 150 מעלות צלזיוס. בטמפרטורה ש, יש ePbBi ν צמיגות = 2.79 x 10 -7 מ &#39;2 / sec, κ תרמית diffusivity = 6.15 x 10 -6 2 / sec מ&#39;, וdiffusivity המגנטי η = .8591 מ &#39;2 / sec, כך שמספר Prandtl שלה הוא Pr = ν / κ = 4.53 x 10 -2 ומספר Prandtl המגנטי שלו מנותק = ν / η = 3.24 x 10 -7. למרות כימיה סוללה מתכת זו בטמפרטורה נמוכה נוזל הופכת זרימת מחקרים הרבה יותר קלה ממה שהם יהיו בסוללות חמה, הטמפרטורה חייבת בכל זאת להיות מנוהלת בזהירות. להיות מכשירי אלקטרו-אקוסטי עדינים, מתמרים אולטרסאונד הם susceptiblדואר לפגוע בהלם תרמי, ולכן חייב להיות מחומם בהדרגה. מדידות אולטרסאונד באיכות גבוהה דורשות גם ויסות טמפרטורה זהירה. velocimetry אולטראסאונד עובד כמו סונאר, כפי שמוצג באיור 1: מתמר משמיע צפצוף (כאן, התדירות היא 8 מגה-הרץ), ואז מקשיב להדים. על ידי מדידת הזמן של טיסה של ההד, המרחק לגוף מהדהד ניתן לחשב, ועל ידי מדידת היסט דופלר של ההד, רכיב אחד של המהירות של הגוף יכול גם להיות מחושב. במים, חלקיקים נותב יש להוסיף לייצר הדים, אך לא חלקיקים נותב נדרשים במתכות נוזלית, עובדה שאינו מובן בפירוט אבל מיוחסת בדרך כלל לנוכחות של חלקיקי תחמוצת מתכת קטנים. כל מדידה היא ממוצעת על כל החלקיקים נותב בחקירה נפח; בעבודה זו, בקוטר המינימאלי שלה הוא 2 מ&quot;מ, במרחק 30 מ&quot;מ מהבדיקה. למרות חמצון עשוי סופו של דבר מגביל את משך הניסויים, באמצעות השיטות דואר מתוארות להלן, עשינו מדידות ברציפות במשך זמן רב ככל 8 שעות. חישוב או מרחק או מהירות דורש לדעת את מהירות הקול בנוזל הבדיקה, ומהירות שמשתנית עם טמפרטורה. העבודה המתוארת כאן מתמקדת בזרימה בהאלקטרודה השלילית ePbBi, שבו מהירות הקול היא 1,766 מ &#39;/ שנייה ב 150 מעלות צלזיוס, 1,765 מ&#39; / שנייה על 160 מעלות צלזיוס, ו1,767 מ &#39;/ שנייה ב 140 מעלות צלזיוס 19. לפיכך בקרת טמפרטורה לקויה הייתה להציג את הטעויות שיטתיות במדידות אולטרסאונד. מכשיר נבנה כדי למדוד את מהירות הקול בePbBi, מציאת ערכים בקנה אחד עם אלה שפורסמו והתקבלו על ידי הסוכנות לאנרגיה הגרעינית 19 (ראה להלן). לבסוף, מאז הסעה התרמית הוא נהג עיקרי של זרימה בסוללות מתכת נוזלית, שניהם הטמפרטורה הממוצעת והבדלי הטמפרטורה בין החלק העליון והתחתון של האלקטרודה ePbBi משפיע ישירות על תצפיות. לקבלת תוצאות עקביות, תרמית מדויקתהשליטה היא חיונית. בהתאם לכך, טמפרטורה נמדדת הרף עם לפחות שלושה צמדים K-סוג, כניסה המדידות שלהם באופן אלקטרוני עם מכשיר רכישה מבוסס מחשב ותכנית LabView אישית בכתב. התכנית גם שולטת באספקת החשמל שמספקת נוכחי סוללה, באמצעות חיבור USB; יומנים נוכחי הסוללה ומתח; ושולח פולסים הדק למכשיר אולטרסאונד, כך שניתן לסנכרן את הנתונים שלו עם מדידות האחרות. תרשים מערכת מוצג באיור 2. החום מסופק על ידי תנור בנוי מותאם אישית (גם מוצג באיור 2), המכיל שני גופי חימום תעשייתי 500-W מופעל על ידי ממסר עבר על ידי נפרד-ההפרש יחסי (PID) בקר. צלחת הבסיס התומכת בתאי סוללה עשויה מאלומיניום מוצק; בגלל מוליכות התרמית שלה היא בסדר גודל גבוה יותר מאשר מוליכות תרמית של רח חלדכלי תא סוללה הצלופח וePbBi הוא מכיל 19, הטמפרטורה של רצפת התנור הוא כ אחידה. יתר על כן בסיס האלומיניום משמש גם כדרך לזרמים החשמליים עוברים דרך אלקטרודה. מוליכות החשמלית שלה היא גם בסדר גודל גבוה יותר מזה של פלדת אל-חלד או ePbBi, כך המתח של רצפת התנור הוא גם כ אחיד. רגלי בידוד להפריד את הבסיס מהספסל עליון למטה, מניעת כוויות ומכנסיים קצרים. הצדדים של כלי שיט הסוללה מבודדים עם בידוד הקרמיקה סיליקה, לחתוך כדי להתאים את הכלי באופן הדוק אך משאיר מקום לגישה נמל אולטרסאונד של התא. לבסוף, מכסה polytetrafluoroethylene (PTFE) מבודד את התא מלמעלה ומחזיק אספן השלילי הנוכחי וצמדים במקום. למרות צלחות חמות, זמינות מסחרי יכולות להשיג את הטמפרטורות דרושות לניסויים אלה, התנור בנוי המותאם אישית שלנו שומר על טמפרטורה עם סדר וריאציה פחות גודל,גם ND מאפשר לנו למדוד את כוח חום ישירות. בנוסף לאתגרים הקשורים בטמפרטורה, יש אתגרים הקשורים בפעילות כימית. ב 150 מעלות צלזיוס, האלקטרודה חיובית ePbBi כימית תואמת עם חומרים רבים משותפים. האלקטרודה שלילית נתרן, לעומת זאת, corrodes חומרים רבים, מתחמצנת בקלות, ומגיבה בתקיפות עם לחות. האלקטרודה שלילית ליתיום היא גם אגרסיבית, בעיקר בגלל סוללות מתכת נוזלית מבוסס ליתיום פועלות בדרך כלל טמפרטורות גבוהות בהרבה. למרות שהמערכות גבוהה יותר בטמפרטורה אלה הן מחוץ לתחום של עבודה זו, רב מאותו האמצעים לניהול פעילות כימית המשמשים כאן כבמערכות אלה. כל הניסויים שתוארו כאן מתרחשים בתא כפפות מלא ארגון המכילים כמויות זעירות בלבד של חמצן או לחות. כלי הסוללה עשויים מסגסוגת 304 נירוסטה, שcorrodes אפילו מינימאלי עם ליתיום ב 550 מעלות צלזיוס. צמדים ונוכחיים שלילייםאספן גם עשוי נירוסטה. הגיאומטריה הכלי נבחרה כדי להתאים כלי המשמשים לבדיקות אלקטרוכימי של סוללות מתכת נוזלית, לדגמן קרוב ככל האפשר המערכות שבן להיות ממוסחרים. הכלי, שמוצג באיור 2, הוא גלילי, עם קוטר פנימי 88.9 מ&quot;מ ועומק 67 מ&quot;מ. כל דפנות הכולים הם 6.4 מ&quot;מ עובי. הכלי שונה מאלו המשמשים לניסויים קודמים, עם זאת, כי יש לו יציאת אולטרסאונד. הנמל עובר דרך הקיר הצדדי לאורך קוטר אופקי של הגליל, והמרכז של הנמל הוא 6.6 מ&quot;מ מעל רצפת הספינה. הנמל הוא 8 מ&quot;מ קוטר כדי להתאים מתמר אולטרסאונד 8 מ&quot;מ, וחותמות סביב מתמר עם swage. בניסויים אלה, את האלקטרודה המתכת הנוזלית היא פשוט עמוקה מספיק כדי לכסות את מתמר אולטרסאונד, בדרך כלל 13 מ&quot;מ. על מנת להשיג אותות אולטרסאונד חזקים, אחד דורש שידור אקוסטי טובבין מתמר אולטרסאונד ובדיקות נוזל זה (ePbBi). כוח אקוסטית מרבי מועבר כאשר העכבה האקוסטית של החומר רגשי ונוזל הבדיקה זהות; כאשר העכבות שונות, אותות סובלים. הצבה מתמר אולטרסאונד במגע ישיר עם ePbBi הנקי (כמתאפשר על ידי הנמל שתואר לעיל) מספקת אות בשפע, לעתים קרובות במשך שעות בכל פעם. תחמוצות מתכת, לעומת זאת, יש לי עכבה שונה מאוד, וגם עלולה להפריע להרטבה על ידי שינוי מתח הפנים. אם ePbBi הוא מתחמצן באופן משמעותי, אותות אולטרסאונד לבזות ובקרוב ייעלמו. שוב, אווירת אינרטי היא חיונית. אם כמויות זעירות של חמצן לגרום לחמצון בכל זאת, את פני השטח של תחמוצת המתכת ברפרוף לפני העברת ePbBi לתוך כלי הסוללה. לבסוף, אתגרי ניסויים אלה הנוכחיים בגלל הנוכחות של זרמים חשמליים. למרות זרמי היתר המדעי וטכנולוגי המרכזי שלנוest, הם גדולים מספיק (30) לגרום נזק אם מנותב באופן שגוי. צמדים חסרי בסיס להבטיח שהזרמים החשמליים מזיקים לא עוברים דרך מכשיר רכישת נתונים או המחשב שתומך בו, כי יש לי צמדים חסרי בסיס אין קשר חשמלי פנימי מנדן מגן לאו חוט אות. כמו כן הוא חיוני להשתמש מתמרים אולטרסאונד חסר בסיס (אות-העיבוד SA, TR0805LTH) כדי למנוע נוכחי תועה מפגיעה במכשיר אולטרסאונד היקר (אות-העיבוד SA, DOP 3010). כאמור, הבסיס של התנור משמש להוליך זרם חשמלי, וגם חייב להיות מבודד חשמלי מסביבתו. באלקטרודה ePbBi, נוכחי גורם לחימום ohmic, שעלול לשבש את הטמפרטורה. כך מערכת בקרת תרמית האוטומטית חייבת להיות מסוגלת להסתגל לשינויים בקלט חום. איור 3 מראה כיצד הטמפרטורה של האלקטרודה ePbBi משתנה נוכ כהשכרה זורמת דרכו, וכיצד בקר PID מתאים לפיצוי. שמירה על טמפרטורה יציבה עם זרמים גדולים (50 = 800 mA / סנטימטר) היה דורשת קירור נוסף, אבל בזרמים הנמוכים יותר מציאותיים לסוללות מתכת נוזלית ביישומים תעשייתיים (בדרך כלל 17 = 275 mA / 1 סנטימטר), בקר הוא מסוגל כדי לפצות על חימום ohmic ולהחזיק וריאציה טמפרטורה עד 2 מעלות צלזיוס.

<table><tbody><tr><td>בדיקה צמד תרמי מסוג K</td><td>McMaster-Carr</td><td>3856K83</td><td>http://www.mcmaster.com/</td></tr> <tr><td>בקר PID אריה</td><td>אדום</td><td>P1610000</td><td></td></tr><tr><td>http://store.redlion.net/store/p16.html מדידת מחשוב רכישת נתונים</td><td>מדידת התקן מחשוב תאגיד</td><td>USB-2408</td><td>ספק</td></tr><tr><td>כוח</td><td>http://www.mccdaq.com/index.aspx TDK-Lambda</td><td>GEN 8-90-USB-U</td><td>http://us.tdk-lambda.com/hp/</td></tr> <tr><td>מכשיר אולטרסאונד</td><td>עיבוד אותות SA</td><td>DOP3010</td><td>http://www.signal-processing.com/index.html</td></tr><tr><td>מתמר אולטרסאונד</td><td>עיבוד אותות SA</td><td>TR0805LTH</td><td></td></tr><tr><td>http://www.signal-processing.com/index.html ביסמוט-עופרת Eutectic</td><td>VWR</td><td>AA40949-P2 https://us.vwr.com/</td><td></td></tr></tbody></table>

אולטראסאונד מהירות מדידה במתכת נוזלית אלקטרודה

Ultrasound Velocity Measurement in a Liquid Metal Electrode

מספר הולך וגדל של טכנולוגיות אלקטרוכימיים תלוי בזרימת נוזל, ולעתים קרובות שהנוזל הוא אטום. מדידת זרימת נוזל אטום היא מטבעו יותר קשה מאשר מדידת זרימת נוזל שקוף, שכן שיטות אופטיות אינן ישימות. אולטראסאונד יכול לשמש כדי למדוד את המהירות של נוזל אטום, לא רק בנקודות בודדות, אבל במאות או אלפי נקודות ערוכות לאורך קווים, עם רזולוציה של זמן טוב. כאשר מוחל על האלקטרודה מתכת נוזלית, velocimetry אולטרסאונד כרוך אתגרים נוספים: טמפרטורה גבוהה, פעילות כימית, ומוליכות חשמלית. כאן אנו מתארים את המנגנון ושיטות שלהתגבר על אתגרים אלה ויאפשר המדידה של זרימה באלקטרודה מתכת נוזלית, כפי שהוא מקיים נוכחי, בטמפרטורת הפעלה הניסיוניים. טמפרטורה מוסדרת בתוך ± 2 מעלות צלזיוס באמצעות בקר פרופורציונלי-אינטגרלי נגזרים (PID) שסמכויות תנור בנוי מותאם אישית. פעילות כימית היא אישגילאים על ידי בחירת חומרי כלי בזהירות ולסגור את ההתקנה הניסיונית בתא כפפות מלא ארגון. לבסוף, נתיבים חשמליים לא מכוון מנועים בזהירות. מערכת אוטומטית יומני הגדרות בקרה ומדידה ניסיונית, באמצעות אותות הדק החומרה לסנכרן מכשירים. מנגנון זה ושיטות אלה יכולים לייצר מדידות שבלתי אפשריים עם טכניקות אחרות, ולאפשר אופטימיזציה ובקרה של טכנולוגיות אלקטרוכימיים כמו סוללות מתכת נוזלית.

ההליך למדידת מהירות קול (שתוארה בפירוט לעיל) הותאם משיטות המשמשות אות-עיבוד SA. בעיקרון, ניתן להשיג בקלות במהירות קול על ידי מדידת הזמן של טיסה של הד מקיר במגוון ידוע. אבל דווקא מדידת המיקום האפקטיבי של הפנים המתמר היא קשה, אז במקום ניתן למדוד זמן של טיסה פעמיים, באמצעות מיקרומטר לעקור הקיר על ידי מרחק ידוע בין מדידות. שמרחק התזוזה, וההבדל בזמן שנמדד של טיסה, יחד יניבו מהירות קול. המנגנון המשמש למדידת מהירות קול בניסויים אלה מוצג באיור 4 א. מדידה של מהירות קול בeP...

מהירות אולטרסאונד משמשת לחקר ערבוב על ידי זרימת נוזלים באלקטרודות מתכת נוזליות. המוקד של כתב יד זה הוא להמחיש את השיטות המשמשות לביצוע מדידות אולטרסאונד מדויקות ונפתרות מרחבית תוך הגבלת חמצון ובקרה וניטור טמפרטורה, זרם מופעל וכוח החימום המסופק.

A growing number of electrochemical technologies depend on fluid flow, and often that fluid is opaque. Measuring the flow of an opaque fluid is inherently ...

המטרה הכללית של הניסוי הבא היא למדוד את הזרימה של אלקטרודת מתכת נוזלית מהסוג המשמש לאגירת אנרגיה בסוללות מתכת נוזלית. דבר זה מושג על ידי הבאת המתכת הנוזלית לטמפרטורה קבועה והבאתה במגע עם חיישן אולטרסאונד. כשלב שני, נמדדת מהירות הקול, נתון הנחוץ למדידות המהירות העוקבות.בשלב הבא משתמשים במ probes של אולטרסאונד כדי למדוד זרימה תוך שינוי הזרם החשמלי הזורם דרך האלקטרודה. התוצאות מראות כי הגדלת הזרם מניעה את הזרימה, דבר שישפר את ביצועי הסוללה. היתרון המרכזי של אולטרסאונד על פני שיטות אחרות, כגון חוטים חמים או זוגות MR, הוא ששיטות אלו מבצעות מדידה בנקודה אחת בלבד.בעוד שאולטרסאונד מבצע מדידה לאורך קו שלם דרך נוזל, דבר המספק לנו הרבה יותר מידע שבאמצעותו ניתן להסיק תובנות רבות יותר על הערבוב והמעבר של מסה במערכות אנרגיה כגון סוללות מתכת נוזלית. למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנות לגבי סוללות מתכת נוזלית, ניתן ליישמה גם בטכנולוגיות אחרות התלויות בזרימת נוזלים, כגון סוללות זרימה ותאי דלק.ראשית, העבירו את המתמר האולטרסאונד, העופרת, הביסמוט, מקל ערבוב והתרמוצפלים לתוך תא כפפות (glove box), בהתאם להוראות יצרן תא הכפפות, כדי למזער חדירה של חמצן ולחות. לאחר כיול בקר ה-PID, השתמשו בתנור כדי להמיס לפחות 400 גרמים של תערובת עופרת-ביסמוט. הכניסו מתמר אולטרסאונד למכשיר למדידת מהירות הקול והדקו את חיבור ה-s

ultrasound-velocity-measurement-in-a-liquid-metal-electrode

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

Velocimetry מערכת הד חלקיק תמונה (EPIV) מסוגלת לרכוש שדות דו ממדים של מהירות בנוזלים אופטיים אטומים או באמצעות גיאומטריות אופטיות אטומות מתוארת, ומדידות אימות בזרימת צינור מדווחות.

הד Velocimetry תמונת חלקיקים

מקור: Kalva, S. K., et al., טומוגרפיה פוטואקוסטית שולחנית מבוססת דיודות לייזר פועמות לניטור שטיפה ושטיפת צבע בכלי דם בקליפת המוח של חולדות. J. Vis. Exp. (2019)סרטון זה מדגים את ההליך לשימוש בהדמיה פוטואקוסטית כדי לצפות בשינויים בכלי קליפת המוח של חולדה מורדמת. התהליך כולל הדמיה בסיסית, הזרקת צבע וניתוח ספיגת צבע ופינוי במהלך שטיפה ושטיפה.

ניטור פוטו-אקוסטי של תנועת צבע בכלי דם בקליפת המוח

בסרטון זה אנו מתארים ראשון ייצור ותפעול הליכים של גל אקוסטי פני השטח (SAW) מכשיר נגדי אקוסטי. לאחר מכן, אנו מדגימים התקנה ניסיונית שמאפשרת לשניהם להדמיה איכותית זרימה וניתוח כמותי של תזרים מורכב בתוך מכשיר השאיבה ראה.

ייצור, תפעול ויזואליזציה זרימה במיקרופלואידיקה אקוסטית-נגדית Surface--מונע גל אקוסטי

אנו מציגים שיטה לשליטה באנרגיית הפנים של מתכת נוזלית באלקטרוליט באמצעות תצהיר אלקטרוכימי (או הסרה) של שכבת תחמוצת פני השטח. שיטה פשוטה זו יכולה לשלוט בהתנהגות הנימים של מתכות נוזליות מבוססות גליום על ידי כוונון אנרגיית הפנים במהירות, באופן משמעותי והפיך באמצעות מתחים צנועים.

שיטה למניפולציות מתח פנים של מתכת נוזלית באמצעות חמצון פני שטח והפחתה

מאמר זה מציג עבור הזיוף של micropump הולכה באמצעות אלקטרודות מישורי סימטרי על למינציה לבושת נחושת מעכב להבה מחוזק אפוקסי (FR-4) (CCL) כדי לבדוק את השפעת ממדים קאמרית על הביצועים של פרוטוקול micropump הולכה.

פלטפורמה בדיקות ביצועים הולכה Micropump עם צלחת אלקטרודה לבושת נחושת FR-4

שתי שיטות שונות עבור אפיון של חלקיק התחלתית של חרוז אחד כפונקציה של הגיאומטריה מיטה משקעים מן למינריות לזרימה מערבולות מוצגים.

באופן חזותי המבוסס על אפיון חלקיק התחלתית של סובסטרטים רגיל: מלמינריות לתנאים הסוערת

תיקון יון תחבורה מסלולים היא שיטה יעילה כדי ליצור אחד-directional גרר-יון electrohydrodynamic זורם. על-ידי הגדרת ממברנה של יונים ערוץ הזרימה, תנאי מקוטב חשמלית נוצרת וגורם על זרימת הנוזל הולך להיות מגורש כאשר שדה חשמלי חיצוני מוחל.

דור ובקרה של Electrohydrodynamic זורם בפתרונות אלקטרוליט מימית

ייצור של התמרה במצב עובי פיזואלקטריים באמצעות התזה הנוכחי ישיר של אלקטרודות צלחת על ליתיום niobate מתואר. בנוסף, הפעולה המהימנה מושגת עם בעל מתמר ומערכת אספקת נוזלים ואפיון מומחש באמצעות ניתוח עכבה, דופלר לייזר וויברמטריה, הדמיה במהירות גבוהה, ו-droplet גודל התפלגות באמצעות פיזור לייזר.

ייצור ואפיון של מכשירי פיזואלקטריים במצב עובי לאטוביזציה

פרוטוקול זה מתאר ייצור של חומר פנטום יציב ורלוונטי ביולוגית עבור יישומי הדמיה ביו-רפואיים אופטיים ואקוסטיים, בעל תכונות אקוסטיות ואופטיות עצמאיות.

חומר פנטום יציב להדמיה אופטית ואקוסטית

מחקר זה משפר את דיוק מד הזרימה האלקטרומגנטי על ידי אופטימיזציה של צורות גל עירור, החלת סינון רב-שלבי ושימוש בתיקון מבוסס Complex Programmable Logic Device (CPLD). שיטת זיהוי צינורות ריקים חדשה המבוססת על צורת גל משפרת את האמינות. ניסויים מראים דיוק של 0.1% בטווח של 0.1-15 מטר לשנייה, מה שמאמת את הישימות התעשייתית.

מד זרימה אלקטרומגנטי בעל דיוק גבוה עם זיהוי צינורות ריקים באמצעות זיהוי צורות גל מבוסס התקן לוגיקה מורכב הניתן לתכנות

מאמר זה מציג את טכניקת תרמורפלקרטנס בתחום התדר (FDTR) לאפיון ודימות תרמי מקומי לא הרסני.

טכניקת תרמורפלקטנס בתחום התדר למדידות תכונה תרמית

למד מדידת זרימה באלקטרודות מתכת נוזלית באמצעות אולטראסאונד לייעול טכנולוגיות אחסון אנרגיה. השיטה מאפשרת מדידות מרחביות מדויקות של מהירות הזרימה תחת זרם חשמלי משתנה.

אולטראסאונד מהירות מדידה במתכת נוזלית אלקטרודה

גלה סרטונים נוספים