Name: 한 광학 셀의 제작 건조 분 광 분석 셀에 대 한 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 37 s
Description: 배우세요 아크릴 보드를 이용한 광학 셀 건조 장치 제작 방법을 통해 분광 분석 실험의 효율성을 높이는 기술입니다. 이 장치는 다수의 광학 셀을 동시에 건조하여 실험 대기 시간을 크게 단축합니다.

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저자 아무 승인 있다.

1입니다. 디자인
<ol><li>자세한 내용은 그리기 개발의 그림 1 을 참조 하십시오.</li>
	<li>너비 x 60 m m 높이 x 104 m m 깊이에서 210 m m 3 m m 두꺼운 아크릴 보드를 잘라, 아크릴 접착제로 접착 하 고 케이스를 조립.</li>
	<li>12.5 x 12.5 m m의 30 광 세포를 설치 합니다.</li>
	<li>스위치와 램프 시작 및 중지에 대 한 케이스의 정면 얼굴에 건조 시간 설정에 대 한 변수 다이얼 첨부 합니다.</li>
	<li>그림 2 는 외부 보기 및 구성 요소 구성을 참조 하십시오.</li>
	<li>아크릴과 나일론 케이스 및 net, 각각 사용 합니다. 프레임에 그물을 해결 하 고 케이스의 위쪽 부분에 첨부.</li>
	<li>아크릴을 사용 하 여 광학 셀의 격자에 대 한. 그물의 상단에 연결 합니다.</li>
	<li>케이스의 뒷면에 송풍기를 장착 합니다.</li>
	<li>반투명 아크릴 물방울 방지 파티션을 사용 합니다.</li>
</ol>2. 하드웨어 디자인 개요
<ol><li>회로 다이어그램의 내용은 그림 3 을 참조 하십시오.</li>
	<li>단계 12 V 5 V는 마이크로 컴퓨터 운영에 대 한 3 단자 레 귤 레이 터에 의해.</li>
	<li>송풍기를 통해 는 NPN 트랜지스터를 활성화 (25 V, 500 mA). 참고: 마이크로 컴퓨터의 출력 핀은 5v 이기 때문에.</li>
	<li>출력 핀의 펄스 폭 변조 (PWM) 동작으로 송풍기의 회전 속도 제어 합니다. 참고: 송풍기 구동 되 고, 혁명의 수를 제어 하 고 강도 주기적으로 변경.</li>
	<li>디지털 입력된 핀에 시작 푸시 스위치를 연결 합니다.</li>
	<li>송풍기의 동작 시간 설정은 볼륨 변경 회전 위치에 따라 전압을 아날로그 입력된 핀에 연결 합니다.</li>
	<li>작업 시간 표시 간 통합 회로 (I2C) 두 개의 디지털 출력 핀에는 유기 발광 다이오드 (OLED)를 연결 합니다.</li>
	<li>디지털 출력 핀을 작업 하는 동안 점등 하는 LED를 연결 합니다.</li>
</ol>3. 소프트웨어 디자인 개요
<ol><li>송풍기를 제어 하는 마이크로 컴퓨터를 사용 합니다. 참고: 개발 환경 오픈 소스 하드웨어 라고 개발 환경 중 하나입니다, Arduino를 사용 하 여 건설 되었다 그리고 모든 회로 및 소프트웨어는 공개.</li>
	<li>
작업의 개요
	<ol>
<li>시작 스위치를 누릅니다.</li>
		<li>앞에 선택 단추에 지정 된 단추의 상태를 읽었고 그 상태에 따라 송풍기를 활성화.</li>
		<li>전면에 있는 가변 저항에 의해 전압 신호 및 시작 카운트 다운 타이머 설정 건조 시간 읽기.</li>
		<li>전원을 LED 빛 고은 OLED에 남은 시간을 표시.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
자세한 설명
	<ol>
<li>읽기 볼륨 위치는 전압;으로 아날로그 입력된 핀에 연결 다음, 그것은 변환 송풍기의 작동 시간 하 고는 OLED에 표시 됩니다.</li>
		<li>ON을 감지/J1-9, 시작 스위치를 누르면 회로 다이어그램의 10 핀에 연결 된 스위치에서 송풍기의 드라이브 핀, 송풍기, 활성화를 켜고 LED 작업 중 설정.</li>
		<li>PWM에 의해 송풍기 제어 합니다. J1-5, 6, 7, 회로 다이어그램에 연결 된 10 k ω 가변 저항기의 위치를 감지 하 고 해당 송풍기 출력 드라이브.</li>
		<li>회로에 연결 된 10 k ω 가변 저항기의 위치 다이어그램 J1-1, 2, 3 핀 설정 건조 시간과 그에 해당 하는 시간에 대 한 송풍기를 활성화 하 여 감지 합니다.</li>
		<li>전원 LED 회로 다이어그램 J1-15, 16 핀에 연결 합니다. 회로 다이어그램 J1-12, 13에 시작 LED를 연결 합니다. 참고: 전원 led가 점등 전원 켜지 고 송풍기는 활성화 하는 동안 시작 LED 점등 됩니다.</li>
		<li>OLED PB4, PB5는 I2C와 cpu에 연결 합니다. 참고:는 OLED에 표시 되는 작업 시간 아래로 매초 마다 계산 됩니다. 작업 시간 0에 도달 하면 송풍기의 드라이브 핀이 0으로 설정, 송풍기 중지 되 고 작동 led가 해제 되어 초기 대기 상태로 전환 하 게.</li>
		<li>Adafruit SSD1306 라이브러리를 사용 하 여 Arduino의 OLED 디스플레이 대 한. 참고: 전원 스위치가 켜져 있을 때 초기화 및 메시지 표시 순서로 작동 합니다. 소스 코드의 일부는이 라이브러리의 사용의 예를 들어 다음과 같습니다. #include "Wire.h"; #include &lt; Adafruit_SSD1306.h &gt; #define OLED_RESET-1 Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET); <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58518/58518eq1.jpg"> <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58518/58518eq1.jpg"> void setup() 없음 Serial.begin(115200); 동안 (!. 직렬) 없음 ; 직렬 포트 연결을 기다립니다. 레오나르도 필요 } Wire.begin (SDA, SCL); (SDA, SCL) delay(1000); display.clearDisplay(); 버퍼를 선택을 취소 합니다. display.setTextSize(1); display.clearDisplay(); display.print (F ("SD")); Weake 최대 메시지 Display(Version) display.println(ver); display.display(); <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58518/58518eq1.jpg"> <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58518/58518eq1.jpg"> }</li>
	</ol>
</li>
</ol>4입니다. 운영의 방법
<ol><li>외부 보기의 내용은 그림 2 를 참조 하십시오.</li>
	<li>번호 10에 주 전원 스위치를 설정 합니다. 숫자 11의 작업 램프 점등.</li>
	<li>숫자 1의의 메쉬 플라스틱의 격자 부분에서 2 번에 광 세포를 놓습니다. 참고: 거치 될 수 있다 광학 셀의 수는 격자 수 만큼.</li>
	<li>2 송풍기 작동 또는 4-송풍기 작업을 선택 합니다. 운전 상황에 따라 숫자 5와 숫자 6의 작업 램프 점등. 참고: 3 번, 오른쪽에 송풍기를 운영을 위한 스위치 이며 4 번은 왼쪽에 송풍기를 운영을 위한 스위치.</li>
	<li>숫자 9와 타이머와 작업 시간을 설정 합니다.</li>
	<li>설정 번호 7에. 참고: 번호 12 팬 시작, 하 고, 동시에 번호 8의 작업 램프 점등.</li>
</ol>5. 건조 시간을 측정 하는 방법
<ol><li>
자연 건조 하는 경우
	<ol>
<li>광 셀 물 또는 에탄올으로 깨끗이 씻는 다. 두꺼운 흡수 성 종이 사용 하 여 광 세포의 수 분을 흡수, 다음 두꺼운 흡수 성 종이에 다른 위치로 셀을 이동 하 고 그들이 건조 될 때까지 기다립니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
광학-셀 건조 기의 경우
	<ol>
<li>광 셀 물 또는 에탄올으로 깨끗이 씻는 다. 참고: 두꺼운 흡수 성 종이 사용 하 여 일시적으로 수 분을 흡수.</li>
		<li>광학-셀 건조 기에 광 셀 배치 후 건조 될 때까지 기다립니다.</li>
		<li>건조 시간 3 측정 각 셀에 대 한 x.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
평균 값의 비교
	<ol>
<li>분포를 30 장소에서 3 배 시간 건조를 측정 합니다. 참고:이 광학-셀 건조 기에는 셀의 위치에 따라 시간 차이 검출 하는.</li>
		<li>물과 비교에 대 한 모든 30 곳의 평균 값을 사용 합니다. 참고: 물으로 세척 하는 경우 광학 셀의 위치를 무작위로, 결정 다음 10 포인트에서 건조 시간을 측정 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Byeon, J., Kang, K. H., Jung, H. K., Suh, J. K. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s13206-016-1104-9">Assessment for Quantification of Biopharmaceutical Protein Using a Microvolume Spectrometer on Microfluidic Slides.</a> Biochip Journal. 11 (1), 21-29 (2017).</li>
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</ol>

저자는 공개 없다.

광 셀 송풍기, 동시에 건조 수 하 고 건조 시간을 상당히 줄일 수 있다. 정지 작업이 실행 되지 않습니다 경우에 타이머의 자동 정지 기능을 사용 하 여 안전 하 게 중지 될 수 있습니다. 건조 시간 분포의 측정 결과에서 광학 셀의 설치 위치에 차이가 있기 때문에 건조 시간에 상당한 차이가 있었습니다.
프로토콜의 중요 한 단계는 케이스의 디자인 이다. 도전은 소형 케이스를 확인 하는 방법 이다. 그것은 또한 과잉 에타 놀 또는 물 송풍기로 떨어지기에서 방지 하는 방법 파악 하는 것이 중요입니다.
건조 시간을 줄이기 위해, 송풍기의 바람 볼륨을 증가 시킬 수 있다, 하지만 광학 셀 밖으로 뛰어 수 있는 위험이 있다. 송풍기의 용량을 인상 하 고 건조 시간을 줄일 수, 그것은 광학 셀 고정 또는 상자에 넣어 건조 기에 뚜껑을 연결 고정 장치를 부착 하는 등,이 방지 하는 고안 조치 하는 데 필요한. 건조 시간을 줄이기 위해 송풍기의 ...

광 셀 실험실 계기 분야의 넓은 범위에 사용 됩니다. 생활 과학 연구, 핵 산, 단백질 등 생체 실험, 자주 활용 됩니다 그리고 분 광 방법은 양적 방법 널리 사용 됩니다. 정확 하 게 측정 실험의 샘플 보다 정확 하 고 재현 가능한 결과 얻기 위해 필요 하지 않습니다. 흡수 스펙트럼 분 광 광도 계는 여 자주 쓰이므로 핵 산 및 단백질1,2,,34등의 정량화에 대 한 사용 되었습니다. 흡수 스펙트럼 및 photoluminescence DNA를 사용 하 여 분산 된 탄소 나노튜브 (CNT)의 변화에 의해 발생 하는 oxidation-reduction 특성에 대 한 연구 실시5,6,7, 또한 있다. 8,,910. 광 셀이이 측정을 위해 사용 된다 그러나 그들은 철저 하 게 세척 하 고 건조 하지 않는 한 정확한 측정을 만들 수 없습니다.
흡수 스펙트럼 또는 photoluminescence를 측정 하면 더러운 광 셀11,12,13,,1415에 정확 하 게 측정할 수 아니다. 경제적인 일회용 광학 셀 폴리스 티 렌, 폴 리 메 틸 메타 크 릴 산의 세척 및 오염 제거에 사용 됩니다. 그러나, 정확한 측정이 필요한 경우, 석 영 유리는 자주 사용, 빛 투과율 등 매우 우수한 광학 특성을가지고 있기 때문에. 이 경우에, 광 세포 샘플의 측정 후 씻어 있으며 반복적으로 사용. 일반적으로, 씻은 후 물 또는 에탄올으로 광 세포, 그들은 건조 자연스럽 게. 빠른 건조 하는 것이 필요한 경우 그들은 건조 한 명씩 헤어 드라이어 또는 유사 장비를 사용 하 여입니다. 광 셀 청소 실험에 가장 불쾌 하 고 시간이 걸리는 절차 중 하나입니다. 샘플 수가 증가 함에 따라 건조 시간 증가, 차례 차례로, 증가 시간 실험 및 연구를 수행 해야 합니다. 연구, 과거 되었습니다 보고 광학 셀의 주변 장치에. 이 연구는 여러 광학 셀을 동시에 건조 하 여 연구 시간을 줄이기 위해 목표로 하고있다.
우리는 다른 유사 제품 존재 여부 조사. 상자 형 항 온 건조 기 온도 제어 기능 및 타이머 기능으로 이미 존재 하는; 그러나, 동일한 구성 가진 아무 상업 제품을 찾을 수 있습니다.
이 소자의 생산의 개요를 설명 합니다. 첫째, 상자 형 케이스는 아크릴 플레이트를 사용 하 여 이루어집니다. 나일론 그물 상단에 첨부 됩니다. 플라스틱 격자 광 셀을 해결 하기 위해 그것에 배치 됩니다. 제어 회로, 케이스 안에 저장 되며 플라스틱 플레이트는 물방울에서 회로 보호 하기 위해 연결 된. 제어 회로 CPU의 구성 되어 있으며 소프트웨어에 의해 제어 됩니다. 송풍기의 경우, 뒷면에 연결 그리고 송풍기를 제공한 바람 들어갑니다 거꾸로 설정 광 셀. 송풍기는 전면에, 스위치에 의해 활성화 되 고 그들은 타이머에 의해 자동으로 중지 됩니다. 하 광 셀의 수에 따라 2 개 또는 4 개의 송풍기 작동을 위해 선택할 수 있습니다. 광 셀에서 떨어지는 물방울 송풍기에서 바람이 증발. 석 영 세포는 물 또는 에탄올, 세척 하 고 건조 시 자연 건조와 비교 됩니다.

<table><tbody><tr><td>송풍기</td><td>ebm-papst</td><td>422JN</td><td>Mulfingen, 독일</td></tr><tr><td>마이크로 컴퓨터</td><td>Atmel Corporation</td><td>ATmega 328 P</td><td>CA,</td></tr><tr><td>USA 송풍기 선택 버튼</td><td>Sengoku Densyo Co., Ltd.</td><td>MS-358 (빨간색)</td>일본 <td>도쿄의</td></tr><tr><td>송풍기 작동 램프</td><td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td><td>DB-15-T-OR</td> 일본 <td>도쿄의</td></tr><tr><td>송풍기 시작 버튼</td><td>전국 전철</td> 주식회사<td>MS-350M (백색)</td><td>일본 도쿄</td></tr><tr><td>타이머</td><td>아키즈키 전철 Tsusho Co., Ltd.</td><td>SH16K4A105L20KC</td><td>일본 도쿄의</td></tr><tr><td>전원 스위치</td><td>Marutsuelec Co., Ltd.</td><td>3010-P3C1T1G2C01B02BKBK-EI</td><td>일본 도쿄의</td></tr><tr><td>전원 램프</td><td>아키즈키 전철 Tsusho Co., Ltd.</td><td>DB-15-T-G</td><td>일본 도쿄</td></tr><tr><td>OLED 모듈</td><td>아키하바라 주식회사</td><td>M096P4W</td><td>일본 도쿄</td></tr></tbody></table>

한 광학 셀의 제작 건조 분 광 분석 셀에 대 한

Fabrication of an Optical Cell Dryer for the Spectroscopic Analysis Cells

광 세포, 실험 기기, 작은, 광장 튜브에 봉인된 한 쪽. 샘플이이 튜브에 배치 되 고 측정 한 분 광 기와 함께 수행 됩니다. 광 셀에 대 한 일반적으로 사용 되는 재료는 석 영 유리 또는 플라스틱, 하지만 비싼 석 영 유리 컨테이너의 내부에는 액체 분석 이외의 물질을 제거 하 여 다시 사용 됩니다. 이 경우, 광 셀 물 또는 에탄올으로 세척 하 고 건조. 다음, 다음 샘플은 추가 하 고 측정. 광 셀 자연스럽 게 또는 수동 드라이어로 건조 됩니다. 그러나, 건조 시간이, 실험 시간을 증가 하는 요인 중 하나는. 이 연구에서 목표는 한 번에 여러 개의 광 셀을 건조 수 전용 자동 건조 건조 시간을 획기적으로 줄일입니다. 이 실현, 회로 마이크로 컴퓨터에 대 한 설계 되었다 고 그것을 사용 하 여 하드웨어 독립적으로 설계 하 고 제조.

평균 시간 자연 건조에서 건조 되었다 426.4 에탄올 세척의 경우 표 1에서 같이 s 및 평균 시간 광-셀 건조 기에 건조 했다 106 s. 경우 물 세척, 건조 시간 자연 건조에 평균 했다 1481.4 s, 그리고 평균 시간 광-셀 건조 기에 건조는 371.6 s. 두 경우 모두, 건조 시간 약 1 / 4로 감소 되었다. 광학-셀 건조 기의 건조 시간 분포는 그림 4에 표시 됩니다. 평균 30 위치에서 시간을 건조 했다 106 s. 위쪽 행에 숫자는 셀의 위치를 나타냅니다. 아래쪽 행에 있는 숫자는 건조 시의 평균 값을 나타냅니다.
송풍기의 풍 량 1 단위 당 31 m3/h 이었고 4 단위의 총 124 m3/h를 했다. 공기 온도 실내 온...

동시에 여러 광학 셀 건조 장치를 날조를 위한 프로토콜 제공 됩니다.

Optical cells, which are experimental instruments, are small, square tubes sealed on one side. A sample is placed in this tube, and a measurement is ...

이 기술의 주요 장점은 그 실험에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 건조 시간을 감소시킨다는 것입니다. 이 방법은 적외선 흡수 또는 기타 발광 측정을 수행할 때와 같은 분광 분석 분야에서 유용할 수 있습니다. 광학 세포가 건조하기를 기다리는 실험을 지연시킬 수 있습니다.건조 시간 설계를 줄이고 건조 장치를 제조합니다. 이 장치는 3mm 두께의 아크릴 보드를 사용하여 부분적으로 열린 상단이있는 케이스를 만듭니다. 장치 컨트롤을 수용하기 위해 케이스 전면에 보드를 기계합니다.마찬가지로, 리어의 보드를 기계하여 건조를 위한 4개의 블로어를 수용할 수 있으며, 왼쪽과 오른쪽을 위해 쌍으로 작동합니다. 광학 세포를 제자리에 고정시키기 위해 케이스 위의 아크릴 격자를 지원합니다. 격자 아래에는 세포가 부착되어 있고 공기 흐름을 허용하는 나일론 그물망이 있습니다.케이스 내부에는 전자 장치가 있습니다. 추가 아크릴 보드는 유체로부터 보호하고 공기 흐름을 리디렉션합니다. 전자 제품의 회로도는 핵심에 마이크로 컨트롤러를 보여줍니다.회로도의 이러한 커넥터는 장치 컨트롤 및 표시기를 나타냅니다. 완성된 장치의 작동은 간단합니다. 먼저 주 전원 스위치를 켭분으로 전환합니다.다음은 회로도에 표시되는 전원 스위치 및 전원 표시기 표시등이 있습니다. 다음으로, 모든 공간이 필요하지 않은 경우, 하나의 측면에 집중, 장치의 메쉬에 광학 셀을 배치합니다. 완료되면 두 개의 송풍기 또는 4개의 송풍기 작업을 선택합니다.패널 표시등이 선택을 반영합니다. 회로도에서 팬 컨트롤과 표시등은 단일 커넥터에 클러스터됩니다. 작동이 시작되면 마이크로 컨트롤러의 변조 신호가 있는 펄스가 트랜지스터로 이동하여 송풍기를 활성화합니다.송풍기 출력은 사전 설정된 10킬로 옴 변수 저항기로 결정됩니다. 이제 조절 가능한 가변 저항기로 건조 시간을 설정합니다. 선택한 값이 OLED에 표시됩니다.저항 값을 선택하면 전압 출력이 마이크로컴퓨터로 변환됩니다. 마이크로 컨트롤러는 통합 회로 프로토콜을 통해 변환된 값을 디스플레이용 OLED로 전송합니다. 시작 버튼을 눌러 팬과 건조 과정을 시작합니다.회로도에서 시작 버튼은 전원 버튼과 동일한 커넥터에 있습니다. 팬의 공기 흐름은 건조기에 있는 광학 세포를 건조시키는 데 도움이 됩니다. 자연 건조 시간을 측정할 준비를 하십시오.이를 위해 표면에 두꺼운 흡수성 용지를 배치합니다. 철저하게 세척, 건조되지 않은, 광학 셀을 가져옵니다. 광학 셀을 용지의 한 부분에 간략하게 놓습니다.그런 다음 종이의 마른 부분으로 이동합니다. 셀이 두 번째 위치에 있을 때 건조 시간을 측정하기 시작합니다. 광학 셀 건조기를 사용하려면 표면에 두꺼운 흡수성 용지를 배치합니다.씻은 셀을 꺼내 종이에 간략하게 놓습니다. 거기에서, 선택한 측정 위치에 건조기에 광학 셀을 배치합니다. 전원을 켜고 네 송풍기를 모두 선택합니다.시간을 설정합니다. 그런 다음 건조기를 시작합니다. 셀이 건조할 때까지 건조기의 시간을 측정합니다.이 다이어그램은 광학 셀 건조기의 다른 위치를 나타냅니다. 맨 아래 행을 따라 사각형은 장치의 전면을 향하고 있습니다. 이 수치는 측정된 건조 시간의 평균을 나타냅니다.모든 위치의 평균은 106초이며, 자연 건조의 경우 426초입니다. 송풍기를 사용하여 광학 세포를 동시에 건조할 수 있으며 건조 시간을 상당히 줄일 수 있습니다. 건조는 타이머, 또는 특히 파 송풍기와 동일한 결과일 수 있습니다.건조 시간 분포의 측정은 건조기에서 광학 셀의 위치로 인해 건조 시간에 큰 차이가 없음을 밝혔다. 중요한 단계는 케이싱의 디자인입니다. 문제는 케이싱을 컴팩트하게 만드는 것입니다.에탄올이나 물이 장치에 떨어지는 것을 방지하는 것도 중요합니다. 건조 시간을 줄이기 위해 송풍기의 풍부가 증가할 수 있다. 그러나 잠재적인 문제는 광학 세포가 장치에서 나올 수 있다는 것입니다.건조 시간을 줄이는 다른 방법은 송풍기의 심층 공기 온도 증가, 진동 셀, 또는 둘 다 포함한다. 그러나 이러한 프로젝트는 향후 프로젝트이며 더 복잡한 장치및 제어 회로를 포함합니다.

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한 광학 셀의 제작 건조 분 광 분석 셀에 대 한

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