Name: בטכניקת מדידת טמפרטורה אינפרא אדום המקיפים של אינדוקציה המחוממת קטן מגנטי כדור מים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-30T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 52 s
Description: למד מדידת התפלגות טמפרטורה ליד כדור פלדה מחומם במים באמצעות אינפרא-אדום קרוב. שיטה זו מסייעת למחקרי היפרתרמיה ומאפשרת הערכת חימום מקומי בקלות.

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

המחברים מודים מר יאמאדה קנטה, מר ריוטה אקדמיית אוראן, מר מיזוקי Kyoda על התמיכה שלהם על ניסויים, ניתוח נתונים. עבודה זו נתמכה על ידי JSPS KAKENHI גרנט מספר 25630069, קרן סוזוקי, ולא מדוייקת המדידה טכנולוגיה קידום קרן, יפן.

1. הגדרת הניסוי והליכים
הכן של רכבת אופטי כדי לטעון לדוגמה, אופטיקה ניר הדמיה כדלקמן.
<ol><li>
הכנת הדוגמא. הערה: בעת שימוש מים או נוזל מימית, שלב 1.1.1. בעת שימוש ג'ל מימית עם צמיגות גבוהה, שלב 1.1.2.<ol>
<li>כדור פלדה הגדרת במים.<ol>
<li>לתקן את כדור פלדה בקוטר-מ מ- 2.0 בסוף מחרוזת פלסטיק דק באמצעות כמות קטנה של דבק.</li>
			<li>לתלות את גלגל פלדה במרכז התא זכוכית מלבני עם מרחק אופטי של 10.0 מ מ, רוחב של 10 מ מ, בגובה של 45 מ מ (איור 3).</li>
			<li>שופכים מים מסוננים לתוך התא בזהירות כדי לא לייצר בועות אוויר. הערה: כדור פלדה ניתן גם לתקן עד לקצה מוט פלסטיק דק עם כמות קטנה של דבק19.</li>
		</ol>
</li>
		<li>כדור פלדה הגדרת ג'ל מימית.<ol>
<li>חום ג'ל מימית להפחתת צמיגות שלה כך. זה מספיק נמוך כדי שפכו בצורה חלקה.</li>
			<li>באמצעות מזרק, שופכים את ג'ל מימית לתא זכוכית מלבני עם מרחק אופטי של 2.0 מ מ, רוחב של 10 מ מ, בגובה של 45 מ"מ עד חצי מלא ולהשאיר לה להתקרר.</li>
			<li>מניחים כדור פלדה בקוטר 0.5-מ מ במרכז השטח ג'ל.</li>
			<li>למלא את התא ג'ל מימית. הערה: ספירות גדול (&gt; דייה ~ 1 מ מ) לא אמור לשמש עם ג'ל כי הם יעברו על-ידי כוחות הכבידה ו/או מגנטית במהלך חימום השראתי.</li>
		</ol>
</li>
		<li>להגדיר את התא בעל פלסטיק, לעלות אותו על המעקה אופטי (איור 3).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הכנת ניר מערכת הדמיה.
	<ol>
<li>להכין מנורת הלוגן עם מדריך אור סיבים, ולתקן סוף המדריך אור סיבים עם בעל על המעקה אופטי.</li>
		<li>במקום מסנן bandpass צר (NBPF) עם להדמיה לשיא בגיל λ = 1150 nm או λ = 1412 nm בין המדריך אור סיבים לבין התא (איור 3).</li>
		<li>Interpose מסנן bandpass אחר (bpf) צר, אשר טווח אורך גל השידור הוא רחב יותר מזה של NBPF, בין המנורה הלוגן של NBPF. הערה: BPF נחוץ כדי למנוע נזק תרמי NBPF כי הוא מקבל את האור ישירות.</li>
		<li>Interpose של iris diaphragm(s) בנתיב האור בין המחזיק NBPF ותא כדי להפחית את האור תועה (איור 3).</li>
		<li>להגדיר מצלמה ניר כדי לזהות את האור דרך התא (איור 3). חבר את המצלמה דרך כבל העברת נתונים ללוח גרפי מותקן בתוך המחשב האישי (PC) עם תמונה רכישת תוכנה.</li>
		<li>הגדר עדשה telecentric בין התא לבין המצלמה (איור 3). הערה: עדשת המצלמה משותף יכול גם לשמש. אולם, עדשה telecentric הוא יותר טוב מבחינת גילוי סלקטיבי של המקבילה אור לריי הראשי עבור IAT וצמצום ההשפעה של עקיפה. הערה: NBPF ואת BPF לא יוצבו בין התא לבין המצלמה, כי בעשותו כן, טמפרטורת המים יגדל באמצעות קליטה ישירה של אור בעוצמה גבוהה מנורת הלוגן.</li>
		<li>תדליק את המצלמה ניר ולהפעיל את התוכנה רכישת התמונה.</li>
		<li>להדליק את מנורת הלוגן ולהתאים את כוחה פלט התבוננות בתמונה המוצגת על הצג (איור 4).</li>
		<li>התאם את ציר, את המיקום ואת המיקוד של העדשה telecentric כדי לקבל תמונה בסדר של הספרה פלדה. הערה: אם ההתאמה אינה שלמה, דפוסי העוצמה לא סדיר יופיע, המוביל absorbances שגוי.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הכנת מערכת חימום אינדוקציה.
	<ol>
<li>הכן של אינדוקציה חימום מערכת המורכבת גנרטור בתדירות גבוהה (הספק מרבי: 5.6 kW; תדירות: 780 kHz), סליל water-cooled, chiller מים. הערה: אינדוקציה חימום מערכת ציפוי פליז, ריתוך, הלחמה חלקי מתכת קטן מתאים למטרה זו; ראה טבלה של חומרים.</li>
		<li>במידת האפשר, לטעון את הגליל על במה מטלטלין XYZ כדי לשנות את מיקומה.</li>
		<li>מקם את הגליל ליד התא כך המרחק בין המרכז סליל לספרה פלדה הוא כ- 15 מ מ (איור 3). ודא כי ישנם ללא חלקי מתכת אחרים ליד הגליל. הערה: המרחק צריך להיות מותאם בהתאם אינדוקציה חימום כוח ואת גודל כדור.</li>
		<li>הפיצו מים לקירור.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
ייבוא תמונות, חימום השראתי.
	<ol>
<li>לחץ על "התחל" על התוכנה רכישת התמונה כדי לאחסן התמונות ברצף.</li>
		<li>לחץ על "התחל"-אינדוקציה חימום תוכנת השליטה להתחיל את חימום השראתי.</li>
		<li>לאחר מספר שניות (בהתאם לתנאים מטרה), לחץ על "stop" על התוכנה רכישת התמונה.</li>
		<li>לחץ על "stop" על חימום תוכנת בקרת אינדוקציה.</li>
		<li>שמור את התמונות המאוחסנות חנותם רצף TIFF (או תבנית אחרת לא דחוסות) על התוכנה רכישת התמונה. הערה: אם הטמפרטורה גבוהה מספיק, ההשפעה של סטיה קלה יופיעו על תמונה7. אינדוקציה חימום חשמל בטח ירד כראוי למרות ניסויים כזה כי עליית הטמפרטורה ליד הספרה הוא פחות מ כ 10 K, אשר יכול להיות אישרו בשלבים פרוטוקול הבאים עבור הערכת טמפרטורה.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. תמונה עיבוד והשערוך טמפרטורה
הערה: התמונות השמורות רציפים מיוצגים כמו אניאני(x, z), איפה המספר מסגרת רציפים . קואורדינטות, x, y, z, r, ו- r' מוגדרים כפי הם הצביעו על איור 2; z הוא חיובי בכיוון ההפוך הכבידה. קווי המתאר של פרוטוקול בשלבים הבאים מומחש גם תוספת1.
<ol><li>
ספיגת התמונה הבנייה.
	<ol>
<li>פתוח אניאני(x, z) עם התמונה בתוכנת עיבוד.</li>
		<li>להפחית רעשים אניאני(x, z) על ידי יישום 3 × 3 פיקסלים בממוצע.</li>
		<li>יצירת תמונה ממוצעת של אניאני(x, z) יסתיים. אני = 1 אל 5 (או יותר) לפני חימום, ולהגדיר אותו כתמונה להתייחסות, אניr(x, z). הערה: בממוצע זה מפחית את רעש כדי לקבל תמונה אמינה יותר מאשר פריים אחד של תמונה.</li>
		<li>לבנות את התמונות רציפים של ההבדל ספיגת, Δאני(x, z), באמצעות המשוואה הבאה: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq1.jpg">(1) הערה: ΔAאני(x, z) הוא הוריאציה של ספיגת, אני(x, z), החל ספיגת הפניה, -r(x, z), לפני חימום, והוא נגזר15,16,17,18,19כדלקמן: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq2.jpg">(2) ? איפה אני0 האינטנסיביות של התקרית אור אל התא.</li>
		<li>לצבוע את Δאני תמונות בעזרת מפה בצבע המתאים של כגון כחול-כדי-אדום. הערה: קובץ ה-script הפקודה להפעלת צעדים 2.1.2 דרך 2.1.5 עבור ImageJ מוצג נספח2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הערכת טמפרטורה.
	<ol>
<li>בחר את תקופת הזמן במהלך Δ אילוAאני(x, z) הוא באופן מעגלי סימטרי ביחס למרכז של הספרה על ידי התבוננות באופן חזותי את התמונות. הערה: סימטריה מעגלית שבור בעיקר על ידי הסעה חינם. הדין אנליטית המבוססת על תמונה של הסעה חינם המתרחשים הוא הציג את הקודם. עבודה19; עם זאת, למעשה, הדין חזותית יעילה.</li>
		<li>לחלץ את ΔAאני(rʹ, θ באמצעות) הנתונים לאורך קווים רדיאליים 360 (Δθ באמצעות = 1˚) על Δאני(x, z) התמונות.</li>
		<li>אל תכלול Δאני(rʹ, θ באמצעות) הנתונים בתוך מעגל בסביבתו (Δrʹ≈ 0.2 מ מ). הערה: הנתונים הם anomalously מאוד קטנות או גדולות בסביבה בעיקר בשל התנועה קלה של הספרה.</li>
		<li>Δ הממוצעאני(rʹ, θ באמצעות) מעל θ באמצעות כדי לקבוע את הפרופיל קו, Δאני(rʹ). הערה: קובץ ה-script הפקודה להפעלת צעדים 2.2.2 דרך 2.2.4 עבור ImageJ מוצג בנספח 3.</li>
		<li>משוער ΔAאני(rʹ) הנתונים על-ידי הפונקציה מולטי-Gaussian הבאים: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq3.jpg">(3) היכן j היא הגורם שקלול σj הוא הפרמטר פיזור, R הוא המספר המירבי של rʹ איפה ΔAאני(R) = 0 ניתן להניח.</li>
		<li>חישוב ההפרש מקדם הספיגה, Δממוצעאני(r), על ידי החלפת את שהושג N j, σj לתוך IAT הבאים של הציוד (3): <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq4.jpg">(4) ? איפה erf פונקציית השגיאה.</li>
		<li>המרת Δממוצעאני(r) טמפרטורה באמצעות המשוואה הבאה: <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq5.jpg">(5) עם המקדמים הטמפרטורה של המים, αf, אשר 4.0 × 10-3 K-1 מ מ-1 עבור λ = nm 115019 ו- 4.1 × 10-3 K-1 מ מ-1 עבור λ = 1412 nm17. הערה: קובץ ה-script הפקודה להפעלת צעדים 2.2.5 דרך 2.2.7 מוצג תוספת 4, שבו הוא מועסק17,19 אלגוריתם הריבועים הפחותים לא לינארית לבנברג-Marquardt עבור שלב 2.2.5.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Physics+of+Thermal+Therapy%22">Physics of Thermal Therapy</a>. Moros, E. G. , CRC Press. (2012).</li>
<li>Périgo, E. G., Hemery, G., Sandre, O., Ortega, D., Garaio, E., Plazaola, F., Teran, F. J. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4935688?journalCode=are">Fundamentals and advances in magnetic hyperthermia.</a> Appl Phys Rev. 2, 041302(2015).</li>
<li>Bardati, F., Marrocco, G., Tognolatti, P. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/1318787/">Time-dependent microwave radiometry for the measurement of temperature in medical applications.</a> IEEE Trans Microwave Theo Tech. 52, 1917-1924 (2004).</li>
<li>Levick, A., Land, D., Hand, J. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0957-0233/22/6/065801">Validation of microwave radiometry for measuring the internal temperature profile of human tissue.</a> Meas Sci Technol. 22, 065801(2011).</li>
<li>Daniels, M. J., Varghese, T., Madsen, E. L., Zagzebski, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+ultrasound-based+temperature+imaging+for+monitoring+radiofrequency+heating-phantom+results%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">Non-invasive ultrasound-based temperature imaging for monitoring radiofrequency heating-phantom results.</a> Phys Med Biol. 52, 4827(2007).</li>
<li>Daniels, M. J., Varghese, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+frame+selection+for+in+vivo+ultrasound+temperature+estimation+during+radiofrequency+ablation%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">Dynamic frame selection for in vivo ultrasound temperature estimation during radiofrequency ablation.</a> Phys Med Biol. 55, 4735(2010).</li>
<li>Seo, C. H., Shi, Y., Huang, S. -W., Kim, K., O'Donnell, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+strain+imaging%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Interface+Focus%22%5BJournal%5D)">Thermal strain imaging: A review.</a> Interface Focus. 1, 649-664 (2011).</li>
<li>Bayat, M., Ballard, J. R., Ebbini, E. S. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4977628">Ultrasound thermography: A new temperature reconstruction model and in vivo results.</a> AIP Conf Proc. 1821, 060004(2017).</li>
<li>Petrova, E., Liopo, A., Nadvoretskiy, V., Ermilov, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+technique+for+real-time+temperature+monitoring+during+cryotherapy+of+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Imaging technique for real-time temperature monitoring during cryotherapy of lesions.</a> J Biomed Opt. 21, 116007(2016).</li>
<li>Gardner, B., Matousek, P., Stone, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature+spatially+offset+Raman+spectroscopy+%28T-SORS%29%3A+Subsurface+chemically+specific+measurement+of+temperature+in+turbid+media+using+anti-Stokes+spatially+offset+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Temperature spatially offset Raman spectroscopy (T-SORS): Subsurface chemically specific measurement of temperature in turbid media using anti-Stokes spatially offset Raman spectroscopy.</a> Anal Chem. 88, 832-837 (2016).</li>
<li>Yoshioka, Y., Oikawa, H., Ehara, S., Inoue, T., Ogawa, A., Kanbara, Y., Kubokawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+measurement+of+temperature+and+fractional+dissociation+of+imidazole+in+human+lower+leg+muscles+using+1H-nuclear+magnetic+resonance+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Noninvasive measurement of temperature and fractional dissociation of imidazole in human lower leg muscles using 1H-nuclear magnetic resonance spectroscopy.</a> J Appl Physiol. 98, 282-287 (2004).</li>
<li>Galiana, G., Branca, R. T., Jenista, E. R., Warren, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accurate+temperature+imaging+based+on+intermolecular+coherences+in+magnetic+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Accurate temperature imaging based on intermolecular coherences in magnetic resonance.</a> Science. 322, 421-424 (2008).</li>
<li>Rapoport, E., Pleshivtseva, Y. <a target="_blank" href="https://www.crcpress.com/Optimal-Control-of-Induction-Heating-Processes/Rapoport-Pleshivtseva/p/book/9780849337543">Optimal Control of Induction Heating Processes</a>. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2006).</li>
<li>Lucía, O., Maussion, P., Dede, E. J., Burdío, J. M. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/6595059/">Induction heating technology and its applications: Past developments, current technology, and future challenges.</a> IEEE Trans Ind Electron. 61, 2509-2520 (2014).</li>
<li>Kakuta, N., Kondo, K., Ozaki, A., Arimoto, H., Yamada, Y. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931009002968">Temperature imaging of sub-millimeter-thick water using a near-infrared camera.</a> Int J Heat Mass Trans. 52, 4221-4228 (2009).</li>
<li>Kakuta, N., Fukuhara, Y., Kondo, K., Arimoto, H., Yamada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature+imaging+of+water+in+a+microchannel+using+thermal+sensitivity+of+near-infrared+absorption%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Temperature imaging of water in a microchannel using thermal sensitivity of near-infrared absorption.</a> Lab Chip. 11, 3479-3486 (2011).</li>
<li>Kakuta, N., Kondo, K., Arimoto, H., Yamada, Y. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931014004463">Reconstruction of cross-sectional temperature distributions of water around a thin heating wire by inverse Abel transform of near-infrared absorption images.</a> Int J Heat Mass Trans. 77, 852-859 (2014).</li>
<li>Kakuta, N., Yamashita, H., Kawashima, D., Kondo, K., Arimoto, H., Yamada, Y. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0957-0233/27/11/115401/meta">Simultaneous imaging of temperature and concentration of ethanol-water mixtures in microchannel using near-infrared dual-wavelength absorption technique.</a> Meas Sci Technol. 27, 115401(2016).</li>
<li>Kakuta, N., Nishijima, K., Kondo, K., Yamada, Y. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4995284">Near-infrared measurement of water temperature near a 1-mm-diameter magnetic sphere and its heat generation rate under induction heating.</a> J Appl Phys. 122, 044901(2017).</li>
<li>Libnau, F. O., Kvalheim, O. M., Christy, A. A., Toft, J. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0924203194850143">Spectra of water in the near- and mid-infrared region.</a> Vib Spectrosc. 7, 243-254 (1994).</li>
<li>Siesler, H. W., Ozaki, Y., Kawata, S., Heise, H. M. <a target="_blank" href="NULL">Near-Infared Spectroscopy</a>. , Wiley-VCH. (2002).</li>
<li>Shakher, C., Nirala, A. K. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0143816699000378">A review on refractive index and temperature profile measurements using laser-based interferometric techniques.</a> Opt Laser Eng. 31, 455-491 (1999).</li>
<li>Assebana, A., Lallemanda, M., Saulniera, J. -B., Fominb, N., Lavinskaja, E., Merzkirchc, W., Vitkinc, D. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399200000955">Digital speckle photography and speckle tomography in heat transfer studies.</a> Opt Laser Technol. 32, 583-592 (2000).</li>
<li>Ambrosini, D., Paoletti, D., Spagnolo, S. G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931003002667">Study of free-convective onset on a horizontal wire using speckle pattern interferometry.</a> Int J Heat Mass Trans. 46, 4145-4155 (2003).</li>
<li>Bracewell, R. N. <a target="_blank" href="https://www.amazon.com/Fourier-Transform-Its-Applications/dp/0073039381">The Fourier Transform and Its Applications</a>. , McGraw-Hill. (2000).</li>
<li>Yoder, L. M., Barker, J. R., Lorenz, K. T., Chandler, D. W. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009261499001761">Ion imaging the recoil energy distribution following vibrational predissociation of triplet state pyrazine-Ar van der Waals clusters.</a> Chem Phys Lett. 302, 602-608 (1999).</li>
<li>De Colle, F., de Burgo, C., Raga, A. C. <a target="_blank" href="https://arxiv.org/abs/0805.0559">Diagnostics of inhomogeneous stellar jets: convolution effects and data reconstruction.</a> Astron Astrophys. 485, 765-772 (2008).</li>
<li>Green, K. M., Borrás, M. C., Woskov, P. P., Flores, G. J., Hadidi, K., Thomas, P. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/922753/">Electronic excitation temperature profiles in an air microwave plasma torch.</a> IEEE Trans Plasma Sci. 29, 399-406 (2001).</li>
<li>Bendinelli, O. <a target="_blank" href="http://adsabs.harvard.edu/abs/1991ApJ...366..599B">Abel integral equation inversion and deconvolution by multi-Gaussian approximation.</a> Astrophys J. 366, 599-604 (1991).</li>
<li>Dorband, B., Muller, H., Gross, H. Vol. 5 Metrology of Optical Components and Systems. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.1002/9783527699223">Handbook of Optical System</a>. Gross, H. , Wiley-VCH. (2012).</li>
<li>Sheikholeslami, M., Rokni, H. B. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931017330004">Simulation of nanofluid heat transfer in presence of magnetic field: A review.</a> Int J Heat Mass Trans. 115, 1203-1233 (2017).</li>
<li>Häfeli, U., Schütt, W., Teller, J., Zborowski, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aH%C3%A4feli%2C+U+%22Scientific+and+Clinical+Applications+of+Magnetic+Carriers%22">Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers</a>. , Springer Science and Business Media. (2013).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

הטכניקה שהוצגו במאמר זה הוא ספר אחד באמצעות התלות בטמפרטורה של ניר הספיגה של המים ומציגה ללא קושי משמעותי בהגדרת את הציוד הנדרש ויישום. התקרית אור יכול להיות מיוצר בקלות באמצעות מנורת הלוגן של NBPF. עם זאת, לייזרים לא ניתן להשתמש, בגלל הפרעות מגובשת דפוסי יופיע על התמונות. נפוצה בעדשות אופטיות נוספות והתאים זכוכית לשימוש האור יכול לשמש, הן מעבירות כמות מספקת של אור- λ = 1150 nm ו- 1412 ננומטר. בנוסף, מצלמות InGaAs ניתן לרכוש עכשיו במחיר זול יחסית.
NBPFs- λ = 1150 nm ו ננומטר ...

An erratum was issued for: <a href="https://www.jove.com/video/57407/near-infrared-temperature-measurement-technique-for-water-surrounding">Near-Infrared Temperature Measurement Technique for Water Surrounding an Induction-heated Small Magnetic Sphere</a>. The Protocol section was updated.
In 2.2.7, the temperature coefficient of water, &#945;f, for &#955; = 1150 nm has been corrected from:
4.0 x 10-3 K-1 mm-1
to:
2.8&#160;x 10-4&#160;K-1&#160;mm-1

An erratum was issued for: <a href="https://www.jove.com/video/57407/near-infrared-temperature-measurement-technique-for-water-surrounding">Near-Infrared Temperature Measurement Technique for Water Surrounding an Induction-heated Small Magnetic Sphere</a>. The Protocol section was updated.

Erratum: Near-Infrared Temperature Measurement Technique for Water Surrounding an Induction-heated Small Magnetic Sphere

טכניקה כדי למדוד את הטמפרטורה ליד מקור חום קטן בתוך מדיום נדרש שדות מחקר מדעי ויישומים רבים. לדוגמה, במחקר על מכת חום מגנטי, אשר היא שיטה טיפול בסרטן באמצעות השראה אלקטרומגנטית של חלקיקים מגנטיים או חתיכות קטנות מגנטי, זה קריטי לחזות במדויק את ההפצות בטמפרטורה שנוצרו על-ידי המגנטי חלקיקים1,2. עם זאת, למרות במיקרוגל3,4, אולטרסאונד5,6,7,8, optoacoustic9, ראמאן10ותהודה מגנטית11 ,12-טכניקות מדידה המבוססת על טמפרטורה יש כבר חקר ופיתח, חלוקה הטמפרטורה הפנימית מעין לא ניתן למדוד באופן מדויק בזמן הנוכחי. עד כה, טמפרטורות יחיד-מיקום או טמפרטורות-כמה תפקידים נמדדו באמצעות חיישני טמפרטורה, אשר, במקרה של חימום השראתי, הם סיבים אופטיים מגנטיים טמפרטורה חיישנים13,14. לחלופין, הטמפרטורות המשטח של מדיה נמדדו מרחוק באמצעות מדחום קרינה אינפרא אדום כדי להעריך את הטמפרטורה הפנימית14. אולם, כאשר למדיום המכיל מקור חום קטן שכבת מים או מדיום מימית שאינה עכורים, הראו כי-סגול (ניר) הקליטה טכניקה שימושית למדוד את טמפרטורת15,16, 17,18,19. מאמר זה מציג פרוטוקול מפורט של זו טכניקה ותוצאות נציג.
ניר הקליטה הטכניקה מבוססת על עקרון התלות בטמפרטורה של הלהקות ספיגה של מים באזור ניר. כפי שמוצג באיור 1a, ν1 + ν2 + ν3 הקליטה הלהקה של מים הוא ציין את 1100 ננומטר טווח אורך הגל 1250-nm (λ), משמרות על מנת באורכי גל קצרים יותר כמו הטמפרטורה מגביר19. כאן, ν1 + ν2 + ν3 אמצעי שמתאים הלהקה הזאת השילוב של מצבי רטט O-H היסוד שלוש: סימטרי מתיחה (ν1), כיפוף (ν 2), ו אנטי-סימטרי מתיחה (ν3)20,21. שינוי זה בספקטרום מציין אורך הגל הרגיש ביותר בלהקה λ ≈ 1150 ננומטר. להקות אחרות ספיגה של מים גם שהפגינו התנהגות דומה ביחס טמפרטורה15,16,17,18,20,21. Ν1 + νהלהקה3 המים נשמרים ב- טווח λ = 1350−1500 ננומטר ותלות הטמפרטורה שלו מוצגות באיור איור 1b. Ν1 + νהלהקה3 של מים, 1412 ננומטר הוא אורך הגל הרגיש ביותר. לכן ניתן לקבל תמונות דו-ממדיות טמפרטורה (2D) באמצעות מצלמה ניר כדי ללכוד תמונות ספיגת 2D- λ = nm 1150 או 1412. כמו מקדם ספיגה של מים- λ = 1150 ננומטר הוא קטן יותר- λ = 1412 ננומטר, אורך הגל לשעבר הוא מתאים כ 10-מ מעבה מדיה מימית, בזמן האחרון הוא מתאים כ 1-מ מעבה אלה. לאחרונה, באמצעות λ = 1150 nm, השגנו את הפצות הטמפרטורה בשכבת מים 10-מ מעבה המכיל של אינדוקציה המחוממת כדור פלדה בקוטר 1 מ"מ19. יתר על כן, ההפצות הטמפרטורה בשכבת מים 0.5-מ מעבה נמדדו באמצעות λ = 1412 nm15,17.
יש יתרון הטמפרטורה מבוסס-ניר הדמיה הטכניקה היא שזה פשוט להגדיר וליישם מפני זה היא טכניקה מדידה הקליטה-שידור וזקוק. אין fluorophore, זרחן או אחרים בדיקה תרמית. בנוסף, את הרזולוציה הטמפרטורה שלה נמצא פחות מ 0.2 K15,17,19. החלטה כזו טמפרטורה טוב אינה יכולה להיות מושגת על ידי שידור טכניקות אחרות מבוסס על אינטרפרומטריה, אשר לעיתים קרובות השתמשו מיוחמות ועל העברת המוני מחקרים22,23,24. נציין, עם זאת, כי הטמפרטורה מבוסס-ניר הדמיה טכניקה אינה מתאימה במקרים עם שינוי הטמפרטורה המקומית ניכר, כי הסטה של אור הנגרמת על ידי מעבר הצבע טמפרטורה גדול הופך להיות דומיננטי19. העניין הזה נקרא בעיתון הזה מבחינת שימוש מעשי.
מאמר זה מתאר את הגדרת הניסוי של נוהל מבוסס-ניר טמפרטורה טכניקת דימות עבור כדור מגנטי קטן מחוממים באמצעות אינדוקציה; בנוסף, הוא מציג את התוצאות של שתי תמונות נציג ספיגת 2D. תמונה אחת היא של כדור פלדה בקוטר-מ מ- 2.0 בשכבת מים 10.0-מ מעבה שנלכד- λ = 1150 ננומטר. התמונה השנייה היא של כדור פלדה בקוטר 0.5 מ מבשכבת סירופ מלטוז 2.0 מ מבעובי שנלכד- λ = 1412 ננומטר. מאמר זה מציג גם את שיטת החישוב ואת התוצאות של תלת מימד (3D) מוקדי חלוקת טמפרטורה על-ידי החלת ההופכי הבל שינוי צורה (IAT) לתמונות ספיגת 2D. IAT בתוקף כאשר התפלגות טמפרטורה 3D ההנחה תהיה סימטרית כדורית כמו במקרה של כדור מחוממת (איור 2)19. לחישוב IAT, פונקציה מולטי-Gaussian התאמת שיטת מועסק כאן, כי IATs של פונקציות לפי עקומת גאוס ניתן להשיג בצורה אנליטית25,26,27,28,29 ובכושר טוב להפחתת מונוטוני נתונים; זה כולל ניסויים העסקת הולכה תרמית ממקור החום יחיד.

<table><tbody><tr><td>מערכת חימום אינדוקציה</td><td>CEIA, איטליה</td><td>SPW900/56</td><td>780 קילוואט, 5.6 קילוואט (מקסימום).</td></tr><tr><td>סליל</td><td>SA-יפן</td><td>מותאם אישית</td><td>צינור נחושת מקורר מים; שני סיבובים; קוטר חיצוני 28 מ"מ.</td></tr><tr><td>מצנן מים</td><td>Matsumoto Kikai, יפן</td><td>MP-401CT</td><td></td></tr><tr><td>מנורת הלוגן</td><td>Hayashi Watch-Works, יפן</td><td>LA-150UE-A</td><td></td></tr><tr><td>מסנן פס פס צר עבור &lambda; = 1150 ננומטר</td><td>אנדובר</td><td>115FS10-25</td><td>רוחב מלא בחצי מקסימום (FWHM): 10 ננומטר.</td></tr><tr><td>מסנן פס פס צר עבור &lambda; = 1412</td><td>ננומטר אנדובר</td><td>חצי מותאם אישית</td><td>רוחב מלא בחצי מקסימום (FWHM): 10 ננומטר.</td></tr><tr><td>מסנן פס פס עבור &lambda; = 850&; 1300 ננומטר</td><td>Spectrogon</td><td>SP-1300</td><td></td></tr><tr><td>מסנן פס פס עבור &lambda; = 1100&; 2000 ננומטר</td><td>ספקטרוגון</td><td>SP-2000</td><td></td></tr><tr><td>מצלמת NIR</td><td>FLIR מערכות</td><td>אלפא NIR</td><td>InGaAs</td></tr><tr><td>תוכנה לרכישת תמונה</td><td>FLIR Systems</td><td>IRvista</td><td></td></tr><tr><td>תוכנת עיבוד תמונה</td><td>NIH</td><td>ImageJ</td><td>גרסה 1.51r</td></tr><tr><td>תוכנת עיבוד תמונה</td><td>MathWorks</td><td>Matlab</td><td>גרסה 2016a</td></tr><tr><td>עדשה טלצנטרית</td><td>אופטיקה אדמונד</td><td>55350-L</td><td>X1</td></tr><tr><td>כדור פלדה (קוטר 0.5 מ"מ)</td><td>קובה פלדה, יפן</td><td></td><td>Fe-1.5Cr-1.0C-0.4Mn (משקל %)</td></tr><tr><td>כדור פלדה (קוטר 2.0 מ"מ)</td><td>קובה סטיל, יפן</td><td></td><td>Fe-1.5Cr-1.0C-0.4Mn (wt %)</td></tr><tr><td>סירופ מלטוז כג'ל מימי</td><td>סונטון, יפן</td><td>מוצר מזון</td> <td>Mizuame</td></tr></tbody></table>

בטכניקת מדידת טמפרטורה אינפרא אדום המקיפים של אינדוקציה המחוממת קטן מגנטי כדור מים

Near-Infrared Temperature Measurement Technique for Water Surrounding an Induction-heated Small Magnetic Sphere

טכניקה כדי למדוד את הטמפרטורה של המים ומדיה מימית שאינה עכורים המקיפים של אינדוקציה המחוממת קטן מגנטי כדור מוצג. שיטה זו משתמשת אורכי גל של nm 1150, 1412, שבו מקדם ספיגה של מים היא תלויה בטמפרטורה. מים או שאינם עכורים ג'ל מימית המכילה כדור מגנטי 2.0 מ מ או 0.5-מ מקוטר הוא מוקרן 1150 nm או 1412 אור התקרית ננומטר, ככל שנבחר באמצעות מסנן bandpass צרים; בנוסף, תמונות ספיגת דו מימדי, אשר ההשתקפויות רוחבי של מקדם הספיגה, נרכשים באמצעות מצלמה אינפרא אדום. כאשר ניתן להניח, חלוקות תלת מימדי של הטמפרטורה להיות סימטרי כדורית, הם מוערך על-ידי החלת ההופכי שהבל הופכת הפרופילים ספיגת. הטמפרטורות נצפו באופן עקבי לשנות בהתאם את אינדוקציה חימום חשמל וזמן.

תמונות של ΔAאני(x, z)- λ = nm 1150 עבור כדור פלדה בקוטר-מ מ- 2.0 במים ו- λ = 1412 nm עבור כדור פלדה בקוטר 0.5 מ מסירופ מלטוז מוצגים באיור 5 ו איור 6, בהתאמה. בשני המקרים, הייתה הספרה 12 מ מ מתחת לתחתית של הסליל לאורך הציר המרכזי שלו. איור 5 b ואיור 6b</stro...

טכניקה ניצול אורכי גל של nm 1150, 1412 כדי למדוד את הטמפרטורה של המים המקיפים של אינדוקציה המחוממת קטן מגנטי כדור מוצג.

A technique to measure the temperature of water and non-turbid aqueous media surrounding an induction-heated small magnetic sphere is presented. This ...

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא למדוד את התפלגות הטמפרטורה ליד כדור קטן ומחומם או מקור חום נקודתי הממוקם בתוך מים או אמצעי הסכמה לא עכורים. שיטה זו תועיל מאוד לחקר חימום מקומי בתוך מדיה, כגון מחקר היפרתרמיה באמצעות חלקיקים מגנטיים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא קלה להתקנה וליישום.ידגימו את ההליך קייסוקה נישיג'ימה ו-ואן קונג האן, שהם סטודנטים לתואר שני מהמעבדה שלי. כדי להכין דגימת מים או נוזל מימי, השתמש תחילה בכמות המינימלית הדרושה של דבק עמיד במים המתייבש במהירות כדי לקבע כדור פלדה בקוטר שני מילימטר לקצה חוט או מוט דק ולא מתכתי. ודא שהדבק משפיע באופן מינימלי על צורת הכדור ועל קצב העברת החום, ולאחר מכן השחיל את החוט דרך החור המרכזי של מכסה קובטה PTFE.הדביקו את החוט למקומו עם 22 מילימטרים מהחוט התלוי מתחת למכסה. הצטיידו במזרק מלא במים בפילטר מזרק 0.22 מיקרומטר ומחט חלוקה מפלסטיק. מלאו בזהירות תא זכוכית באורך נתיב אופטי של 10 מילימטרים, וגובה של 45 מילימטרים במים מסוננים, והקפידו להימנע מהיווצרות בועות אוויר.יש להסיר בועות אוויר וחלקיקים תלויים ככל האפשר מראש כדי לקבל אמצעים נכונים ולהעריך בהצלחה את הטמפרטורות. הנח את הכובע על התא כך שהכדור יתלה במרכז התא המלבני. להכנת דגימת ג'ל מימית, יש לחמם תחילה את הג'ל המימי עד שצמיגותו מופחתת מספיק כדי לשפוך אותו בצורה חלקה.השתמש במזרק כדי ל

near-infrared-temperature-measurement-technique-for-water-surrounding

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

סרטון זה מתאר את בדיקת הראוטקסיס בדגי זברה. השיטה כוללת מדידת התנהגות אוריינטציה של דגי זברה בתגובה לקצבי זרימת מים שונים בהשפעת שדות מגנטיים שונים.

בדיקת ראוטקסיס של דגי זברה: שיטה למדידת התנהגות התמצאות בתגובה לקצבי זרימת מים שונים

כאן, אנו מציגים שלושה פרוטוקולים למדידות תרמיות במכשירים מיקרופלואידיים.

טכניקות מדידת תרמית במכשירי microfluidic אנליטי

יש אירופיום thenoyltrifluoroacetonate (EuTFC) קו הארה אופטית ב 612 ננומטר, אשר יעילות ההפעלה פוחתת מאוד עם הטמפרטורה. אם מדגם מכוסה מעטה דקה של חומר זה הוא-צלם מייקרו, 612 עוצמת התגובה הזורחת ננומטר ניתנת להמרת מפה ישירה של טמפרטורת פני מדגם.

ציפוי מיקרו-הדמיה תרמית ברזולוציה גבוהה באמצעות אירופיום Chelate פלורסנט

המאמר מרחיב את הדגימה, חיישן הכנת נהלים, הפרוטוקולים עבור שימוש המתקן מבחן במיוחד עבור מחשבים דינמי הדמיה עם מדידות BH באתרו על מנת להשיג איכות דפוס התחום האופטימלי, מדויק BH מדידות.

פרוטוקול עבור הדמיה מגנטית תחום עם בחיי עיר היסטרזיס מדידת וההתקנה ממוטבת

כתב יד זה מתאר שיטות שמטרתה מדידת מקדמי העברה מקומית נקודתית חום הולכת חום בתוך זרם צינור בודד או שני שלבים. גם מוצגת שיטה אופטי פשוטה כדי לקבוע את האורך ואת את מהירות התפשטות של בועת אוויר מוארך (טיילור) נע במהירות קבועה.

מדידות של העברת החום הולכת חום מקומי מיידי בתוך צינור - יחיד, דו-שלבית זרימה

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לבצע ספקטרוסקופיה גז רגיש, במרחב נפתרה באזור אמצע אינפרא-אדום, באמצעות ארבעה גלים מנוונת ערבוב בשילוב עם זיהוי upconversion.

אינפרא-אדום מנוונת ארבעה גלים ערבוב עם זיהוי Upconversion עבור גז כמותיים חישה

נייר זה מציג פרוטוקול המאפשר מכשור של סלילים חשמליים אקראיים עם סיבי בראג (FBG) חיישנים תרמיים לצורך ניטור מצב מבוזר של נקודות חמות תרמית פנימי.

עיצוב, מיכשור ופרוטוקולי שימוש עבור מופץ באתרו כתמים תרמיים מקומיים ניטור סלילים חשמליים באמצעות FBG חיישן ריבוב

פרוטוקול זה מתאר כיצד להתקין מצלמת אינפרא-אדום בכבשן מסוע, לבצע תיקון לקוח של מצלמת IR מכוילת במפעל ולהעריך את התפלגות טמפרטורת פני השטח המרחבית של אובייקט מעניין. האובייקטים לדוגמה הם תאים סולאריים סיליקון תעשייתי.

במדידת טמפרטורת פני השטח של סיטו בכבשן מסוע באמצעות תרמוגרפיה אינפרא-אדום מוטבעת

מוצג כאן פרוטוקול לייצור מיקרו-פגזים עם ננו-חלקיקים (NSMs) המופגזים בתחמוצת ברזל באמצעות הרכבה עצמית, סינרגיה של תגובה מגנטית, אקוסטית ואופטית בפלטפורמה ננו-תרפיוטית אחת לטיפול בהיפרתרמיה מגנטית ובשילוב פוטותרמי לסרטן.

מיקרו-גיבלים מגנטיים, אקוסטיים ואופטיים-משולשים-רספונסיביים לטיפול בסרטן משולב של פוטוטותרמיה

פרוטוקול לחקר רקמות ביולוגיות ברזולוציה מרחבית גבוהה באמצעות מיקרוסקופ תהודה מגנטית שדה גבוה במיוחד (MRM) באמצעות קוסמים מוצג. הוראות שלב אחר שלב מסופקות לאפיון המיקרו-קוסים. לבסוף, אופטימיזציה של הדמיה מדגימה על שורשי צמחים.

כיול ביצועים מיקרוקול MRM ושימוש הפגינו על שורשי truncatula Medicago ב 22 T

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

טכניקת תרמורפלקטנס בתחום התדר למדידות תכונה תרמית

למד מדידת התפלגות טמפרטורה ליד כדור פלדה מחומם במים באמצעות אינפרא-אדום קרוב. שיטה זו מסייעת למחקרי היפרתרמיה ומאפשרת הערכת חימום מקומי בקלות.

בטכניקת מדידת טמפרטורה אינפרא אדום המקיפים של אינדוקציה המחוממת קטן מגנטי כדור מים

גלה סרטונים נוספים