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방법 논문

슐 리렌 사진의 사용과 주변 질량 분석의 시각화

7.8K 조회수

DOI:

10.3791/54195

2016년 6월 20일

이 논문에서

요약

이 논문은 schlieren 사진 및 질량 분석법을 사용하여 주변 이온화 소스의 기체 흐름을 시각화하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

초록

이 원고는 슐 리렌 사진을 사용하여 질량 분석 주변 이온화 소스를 시각화하는 방법에 대해 설명합니다. 적절 질량 분석을 최적화하기 위하여, 특성화 및 소스의 물리적 원리를 이해하는 것이 필요하다. 대부분의 상용 주변 이온화 소스는 분석 물질의 이온화를 촉진하기 위해, 질소, 헬륨, 또는 대기 공기 제트를 이용한다. 결과적으로 슐 리렌 그래피 실시간으로 시각화 스트림과 주변 공기 사이의 굴절률의 차이를 이용하여 기체 스트림을 시각화 할 수있다. 기본 설정은 카메라, 거울, 손전등, 그리고 면도날이 필요합니다. 적절히 구성된 경우, 소스의 실시간 이미지는 반사를 보면서 관찰된다. 이는 소스 작용 기전에 대한 통찰력을 허용하고, 그 최적화 경로가 설명 될 수있다. 라이트는 달리 눈에 보이지 않는 상황에 흘려된다.

서론

질량 분석, 분자량 식별에 사용할 수있는 분석 도구는 현재까지 가장 강력한 분석 기술 중 하나가되고있다. 지난 10 년간 새로운 주변 이온화 소스의 모든 호스트는 질량 분석 검출을 위하여 이용 될 수있다. 이 논문에서 수집 한 데이터의 경우, 직접 시료 분석 (DSA) 소스가 이용되었다. 이러한 소스는 매우 다양한 있지만, 실제 이온화 프로세스의보다 상세한 기술은 그 목적 및 최적화의 연장이 필요하다. 이 실험의 목적은 슐 리렌 그래피이라는 기술을 사용하는 장치에서 질소 기류 가시화 통해 주변 소스에서 이온화 과정의 더 나은 이해를 얻을 수있다.

과학 연구는 종종 연구의 목적은 육안으로 투명 경우 어려운 관찰을 시작합니다. 슐 리렌 사진은 눈에 보이지 않는 수 있도록하는 기술이다투명 용지 (1) 내의 굴절률의 변화에 의존을 통해 볼 수있게합니다. 굴절률의 불균일성 시각화를 허용 빛의 왜곡을 야기한다. 슐 리렌 기법은 통상적으로 전기 영동 2-5 단백질 밴드를 시각화 탄도 모델링, 항공 우주 공학, 일반적인 가스 검출 및 모니터링 흐름을 포함한 특수 다양한 분야에 때때로 사용된다.

대부분의 주변 이온화 소스는 이온화를 촉진하기 위해 기류를 사용한다. ....

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프로토콜

1. 슐 리렌 사진

  1. 테스트 지역의 설립
    참고 : 시험 영역은 직접 거울 앞에 존재한다.
    1. 거울을지지하기에 충분히 큰 링 스탠드 클램프 구형 오목 면경 (직경 150mm, 초점 길이 1,500mm)을 조인다. 바닥에 수직으로 서 링에 미러 링 스탠드 클램프를 연결합니다. 현재의 연구는 3 피트 링 스탠드를 사용하지만, 임의의 높이로는, 소스보기 창에서 미러를 중심 수있을만큼 높이로 사용될 수있다.
    2. 질량 분석기 소스의 측면에 링 스탠드와 거울을 배치합니다. 소스로서, 상기 미러에 평행 한면을하고, 같은 높이.
    3. 그 중심이 질량 분석의 중심 소스 영역과 정렬되도록 미러를 배치. 악기의 일부 중복이 발생합니다.
  2. 컷오프, 카메라 및 광원
    1. 절단
      1. 삼각대의 상단에 금속판을 부착합니다. 플레이트는 면도날 광원을 모두 보유하는 플랫폼 역할을합니다. 면도날은 슐 리렌 사진에서 "차단"으로 알려진 역할을합니다.
      2. 날카로운 에지가 수직이되도록 자석을 이용하여 금속판 면도날 첨부.
      3. 거울, 3,000mm의 두 배 초점....

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결과

질량 분석기의 이온화 소스를 포함 슐 리렌 설정의 개략적 인 모든 슐 리렌 구성 요소가 제대로 정렬되어 그림 1.에서 찾아 볼 수있다, 시험 영역 내의 가스는 어둡고 밝은 영역을 대조로 볼 수있다. (2)이 대비 될 수있는 방법을 보여줍니다 그림 질량 스펙트럼 소스 변경되는 질소 제트류의 형상은 노즐 크기가 감소함에 따라 방법을 관찰하는데 사용.

소스 가스 유동의 전체, 자르지 슐 리렌 이미지는도 3에서 볼 수있다.이 이미지는 테스트의 방향은 미러에 대해 개체를 나타낸다. 도 3의 화상은 빛의 적정량은 약 50 %, 면도날에 의해 차단 될 때 예상되어야 하는지를 나타낸다. 컷오프는 너무 높은 (그.......

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토론

이 프로토콜을 시도하기 전에 해결해야 할 몇 가지 고려 사항이 있습니다. 소스 및 미러 질량 분석기 주위 공간에 더하여, 충분한 개방 공간은 거울의 두 배의 초점 거리를 수용 할 수 있어야. 또한, 미러의 크기는 궁극적 연구중인 소스의 크기에 의해 결정된다. 미러가 너무 작 으면, 소스가 완전히 가시화되지 않는다. 이는 원본 커버가 슐 리렌 포토 이미징 기술을 구현하기 위해 제거되어야의 전부는 아니더라도 일부를 주목하는 것이 중요하다.

실제 설정에서 가장 중요한 단계는 슐 리렌 장치의 각 부분의 배향이다. 거울은 거울의 두 배 초점 거리에 정확히 배치해야합니다 바닥과 면도기 블레이드에 수직해야합니다. 이 거리에서, 반사 된 광은 미소 스폿으로서 집광된다. 면도날에 의해 차단되는 빛의 양이 또한있다mportant. 불량한 이미지가 생성되는 경우, 조정하는 제 1 발명은 면도기 면도날의 배치로 할 것이다. 면도날 카메라에 도달하는 빛을 충분히 차단하지 않는 경우에는 콘트라스트가 .......

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공개 사항

이 기사에는 경쟁하는 재정적 이해관계가 없습니다.

감사의 글

저자는 이 출판물의 편집과 서식을 제공하는 데 도움을 준 Caitlin Kowalewski에게 감사의 뜻을 전합니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
손전등EAGTACD25A Ti또는 동급 
구형 오목 거울앵커 광학27633
Rebel EOS T2iCanon4462B001또는 동급 
300mm 망원 렌즈Canon6473A003또는 동급 
직접 시료 분석(DSA) 이온화 소스PerkinElmerMZ300560또는 이와 동등한 것 
PerkinElmerN2910801있는 Sq 300 MS 
링 스탠드Fisher Scientific11-474-207또는 동급 
레이저 포인터ApolloMP1200또는 동급 
면도날Blue Hawk34112또는 동급 
소형 드릴 비트 #73CML 공급503-273또는 동급 
각도기스털링 582또는 이에 상응하는 점수 
호스 클램프트라이던트720-6000L또는 동급 
SQ 드라이버 소프트웨어 또는 동급이

참고문헌

  1. Settles, G. S. Schlieren and Shadowgraph Techniques: Visualization Phenomena in Transparent Media. , 1st, Springer-Verlag. Germany. (2001).
  2. Strawa, A. W., Chapman, G. T., Arnold, J. O., Canning, T. N. Ballistic range and aerothermodynamic testing. J. Aircraft. 28 (7), 443-449 (1991).

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재인쇄 및 허가

태그

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