Name: Yakın kızılötesi sıcaklık ölçüm tekniği bir indüksiyon ısıtmalı manyetik küre küçük çevreleyen su için (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-30T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 52 s
Description: Öğrenin yakın kızılötesi görüntüleme ile su içindeki ısıtılmış küçük kürenin sıcaklık dağılımını ölçme yöntemini. Bu teknik hipertermi araştırmalarında yerel ısıtma etkilerini incelemek için kullanılır.

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

Yazarlar Bay Kenta Yamada, Bay Ryota Fujioka ve Bay Mizuki Kyoda deneyler ve veri analizleri desteklerinden dolayı teşekkür ederiz. Bu eser JSP'ler KAKENHI Grant numarası 25630069, Suzuki Vakfı ve hassas ölçüm teknolojisi tanıtım Vakfı, Japonya tarafından desteklenmiştir.

1. deneysel kurulum ve yordamlar
Bir örnek ve NIR aşağıdaki gibi görüntüleme için optik bağlamaya optik bir demiryolu hazırlayın.
<ol><li>
Numune hazırlama. Not: su ya da sulu sıvı kullanırken, 1.1.1 adım. Sulu bir jel yüksek viskozite ile kullanırken, 1.1.2 adım.<ol>
<li>Su küre ayarında çelik.<ol>
<li>2.0 mm çaplı çelik küre tutkal küçük bir miktar kullanarak ince bir plastik dize sonu için düzelt.</li>
			<li>Bir optik yol uzunluğu 10.0 mm, 10 mm genişliği ve yüksekliği 45 mm (şekil 3) ile dikdörtgen cam hücre Merkezi çelik küre asmak.</li>
			<li>Filtrelenmiş su hücre içine dikkatle dökün hava kabarcıkları üretmek için. Not: Bir çelik küre de ince bir plastik çubuk ucu tutkal19küçük bir miktar ile düzeltilebilir.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Sulu jel ayarında küre çelik.<ol>
<li>Öyle ki sorunsuz dökülür gerekir düşük viskozite azaltmak için sulu bir jel ısı.</li>
			<li>Bir Ģırınga kullanarak, sulu jel bir optik yol uzunluğu 2.0 mm, 10 mm genişliğinde ve yarı dolu için 45 mm yüksekliğe sahip bir dikdörtgen cam hücre içine dökün ve soğumaya bırakın.</li>
			<li>0.5 mm çapında çelik küre jel yüzeyi ortasına yerleştirin.</li>
			<li>Hücre sulu jel ile doldurun. Not: Daha büyük küre (&gt; ~ 1 mm çaplı) çünkü onlar indüksiyon Isıtma sırasında yerçekimi ve/veya manyetik güçler tarafından hareket edecek bir jel ile kullanılmamalıdır.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Hücre bir plastik tutucu içinde ayarla ve optik Ray (şekil 3) monte edin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Görüntüleme sistemi NIR hazırlanması.
	<ol>
<li>Halojen lamba fiber ışık Kılavuzu ile hazırlamak ve lif ışık Kılavuzu sonuna bir sahibi ile optik Parmaklığa düzeltin.</li>
		<li>Geçirgenliği tepe ile dar bant filtre (NBPF) λ yer 1150 nm veya λ = 1412 nm arasında fiber ışık Kılavuzu ve hücre (şekil 3) =.</li>
		<li>Başka bir bant filtre, iletim dalga boyu aralığı halojen lamba ve NBPF arasında NBPF daha geniştir (BPF), interpose. Not: BPF doğrudan ışık aldığı çünkü termal hasar NBPF için önlemek için gereklidir.</li>
		<li>Kaçak ışık (şekil 3) azaltmak için NBPF ve hücre sahibi arasında ışık yolundaki bir iris diaphragm(s) interpose.</li>
		<li>Hücre (şekil 3) iletilen ışık algılamak için bir NIR kamera ayarla. Fotoğraf makinesini bir kişisel bilgisayar (PC) görüntü alma yazılımı ile yüklü bir grafik kartına veri aktarım kablosu ile bağlayın.</li>
		<li>Bir telemerkeze lens kamera (şekil 3) ve hücre arasında ayarlayın. Not: Ortak bir kamera objektifi de kullanılabilir. Ancak, bir telemerkeze lens ışık paralel olarak Şef ışın IAT için seçici algılama ve kırınım etkisinin azaltılması açısından daha iyidir. Not: Bunu yaparken, su sıcaklığı üzerinden doğrudan yoğun ışık halojen lamba emilimini artırır çünkü NBPF ve BPF hücre ve kamera arasında yer.</li>
		<li>NIR kamerayı açın ve görüntü alma yazılımı başlatmak.</li>
		<li>Halojen lamba ışık ve çıkış gücünü (şekil 4) monitörde görüntülenen görüntü gözlemleyerek ayarlayın.</li>
		<li>Eksen, pozisyon ve çelik kürenin iyi bir görüntü elde etmek için telemerkeze objektif odak noktası ayarlayın. Not: ayarlamanın tam değilse, düzensiz yoğunluğu desenleri, yanlış absorbances için önde gelen görünür.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
İndüksiyon Isıtma sistemi hazırlanması.
	<ol>
<li>Bir indüksiyon Isıtma oluşan bir yüksek frekanslı jeneratör sistemi hazırlamak (maksimum çıkış gücü: 5.6 kW; frekans: 780 kHz), su soğutmalı bobin ve su soğutucu. Not: kaynak ve lehim küçük metal parçalar bir indüksiyon Isıtma sistemi sert lehimleme için bu amaç için uygun değildir; Tablo malzemelerigörmek.</li>
		<li>Mümkünse, bobin konumunu değiştirmek için bir XYZ hareketli Sahne Alanı'nda bağlayın.</li>
		<li>Bobin Merkezi ve çelik küre arasındaki mesafe yaklaşık 15 mm (şekil 3) öyle ki bobin yerleştirin. Bobin yakınındaki metal diğer bölümü yok olduğundan emin olun. Not: Mesafe indüksiyon ısıtma gücü ve küre boyutu bağlı olarak ayarlanmalıdır.</li>
		<li>Su soğutma için dolaşımda.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Resim alma ve indüksiyon Isıtma.
	<ol>
<li>"Sırayla görüntüleri depolamak için görüntü alma yazılımı Başlat".</li>
		<li>İndüksiyon Isıtma başlamak üzere kontrol yazılımı Isıtma indüksiyon tıkırtı "başlamak".</li>
		<li>(Koşullar ve amaç) bağlı olarak birkaç saniye sonra "dur" görüntü alma yazılımı üzerinde tıklatın.</li>
		<li>"Dur" kontrol yazılımı Isıtma indüksiyon'ı tıklatın.</li>
		<li>Geçici depolanan görüntüleri görüntü alma yazılımı üzerinde bir TIFF sıra (veya diğer sigara sıkıştırılmış biçimi) olarak kaydedin. Not: sıcaklık yeterince yüksek ise, ışık saptırma etkisi görüntü7üzerinde görünür. İndüksiyon ısıtma gücü olmalıdır kürenin sıcaklığı artışı az yaklaşık 10 sıcaklık tahmini için aşağıdaki iletişim kuralı adımlarda teyit K, öyle ki deneyler uygun şekilde yine de azalmıştır.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. görüntü işleme ve sıcaklık tahmini
Not: Kaydedilmiş sıralı görüntüleri olarak gösterilir benben(x, z), sıralı çerçeve numarası nerede . Koordinatları, x, y, z, rve r' Şekil 2' de; belirtildiği şekilde tanımlanır z yerçekimi yönün pozitiftir. Protokolü aşağıdakileri çerçevesinde ek 1' de gösterilmiştir.
<ol><li>
Absorbans görüntü inşaat.
	<ol>
<li>Açık benben(x, z) görüntü işleme yazılımı ile.</li>
		<li>Gürültü azaltmak benben(x, z) 3 × 3 piksel ortalama uygulayarak.</li>
		<li>Ortalama görüntüsünü oluşturmak benben(x, z) ben = 1-5 (veya daha fazla) önce Isıtma ve referans görüntü olarak tanımlamak benr(x, z). Not: Bu ortalama bir tek kare görüntü daha daha güvenilir bir görüntü elde etmek için paraziti azaltır.</li>
		<li>Absorbans fark, Δ sıralı görüntülerini oluşturmakbirben(x, z) yolu ile aşağıdaki denklemi: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq1.jpg">(1) Not: ΔAben(x, z) Absorbans, birben(x, z), başvuru Absorbans, r(x, z), daha önce içinde çeşididir Isıtma ve olduğunu aşağıdaki gibi elde15,16,17,18,19: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq2.jpg">(2) Ben0 hücreye olay ışığın şiddetini nerede.</li>
		<li>Mavi kırmızı gibi uygun renk eşlemesi kullanarak Δbirben görüntüleri renklendirme. Not: adımları 2.1.2 2.1.5 ImageJ için çalıştırmak için komut dosyasını ek 2' de sunulmuştur.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Sıcaklık tahmini.
	<ol>
<li>Hangi Δ sırasındaAben(x, z) görsel görüntüleri gözlemleyerek dairesel yayın küre merkezi ile ilgili olarak simetrik olduğu dönemi seçin. Not: Dairesel simetrisi esas olarak ücretsiz konveksiyon tarafından bozuldu. Ücretsiz konveksiyon meydana gelen bir yansıma tabanlı analitik kıyamet içinde önceki iş19giriliyor; Ancak, pratikte, görsel yargı etkilidir.</li>
		<li>Aben(rʹ, θ) Δ veri 360 radyal çizgiler boyunca ayıklamak (Δθ = 1˚)birben(x, z) Δ görüntüleri.</li>
		<li>Δbirben(rʹ, θ) verileri küre içinde ve çevresi hariç (Δrʹ≈ 0.2 mm). Not: Verileri esas olarak küre hafif hareket nedeniyle anormal derecede çok küçük veya büyük yakınlardadır.</li>
		<li>Ortalama Δ satır profil, Δ belirlemek içinbirben(rʹ, θ) θ üzerindebirben(rʹ). Not: adımları 2.2.2 2.2.4 ImageJ için çalıştırmak için komut dosyasını ek 3' te sunulmuştur.</li>
		<li>Aben(rʹ) Δ veri aşağıdaki multi-Gauss işlev tarafından yaklaşık: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq3.jpg">(3) nerede birj ağırlığı faktörü, σj dağılım parametresi parametresidir ve R rʹ maksimum nerede ΔAben(R) = 0 kabul.</li>
		<li>Elde edilen N, jve σj aşağıdaki IAT, EQ (3) yerine tarafından Δµben(r), emme katsayısı farkı hesaplama: <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq4.jpg">(4) Burada erf hata fonksiyonudur.</li>
		<li>Δbenμ(r) sıcaklık ile aşağıdaki denklemi dönüştürmek: <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq5.jpg">(5) 4.0 × 10-3 K-1 mm-1 için λ olan su, αf, sıcaklık katsayıları ile 1150 nm19 ve 4,1 × 10-3 K-1 mm-1 = λ için 1412 nm17=. Not: ek 4nerede Levenberg-Marquardt doğrusal olmayan en küçük kareler algoritması17,19 adım 2.2.5 için istihdam edilmektedir, adımları 2.2.5 2.2.7 çalıştırmak için komut komut dosyası gösterilir.</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>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu raporda sunulan teknik bir roman bir su emilimini NIR sıcaklık bağımlılığının kullanarak ve gerekli ekipman ve uygulama ayarlama önemli hiçbir zorluk sunar. Olay ışık bir halojen lamba ve bir NBPF kullanarak kolayca üretilmektedir. Tutarlı girişim desenleri görüntülerde görünür çünkü ancak, lazerler kullanılamaz. Ortak Optik mercekler ve cam hücreleri görünür ışık kullanımı için kullanılabilir, λ ışık yeterli miktarda iletimi gibi 1150 nm Ve 1412 nm =. Ayrıca, InGaAs kameralar şimdi nispeten ucuz bir fiyata s...

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

Bir ortam içinde bir küçük ısı kaynağının sıcaklığı ölçmek için bir teknik birçok bilimsel araştırma alanları ve uygulamalar için gereklidir. Örneğin, araştırmaya manyetik Hipertermi olduğu bir kanser tedavisi yöntemi elektromanyetik indüksiyon manyetik parçacıklar, ya da küçük manyetik parçalar kullanarak, bu doğru manyetik tarafından oluşturulan sıcaklık dağılımları tahmin etmek için önemlidir parçacıklar1,2. Ancak, her ne kadar mikrodalga3,4, ultrason5,6,7,8, optoacoustic9, Raman10ve manyetik rezonans11 ,12-tabanlı Sıcaklık Ölçüm teknikleri araştırılmış ve geliştirilen, böyle bir iç sıcaklık dağılımı doğru şu anda ölçülen olamaz. Şimdiye kadar tek pozisyonlu sıcaklıklarda veya sıcaklık birkaç pozisyonlarda olan, indüksiyon Isıtma söz konusu olduğunda, Manyetik Optik fiber sıcaklık sensörleri13,14sıcaklık sensörleri ile ölçülen. Alternatif olarak, medya yüzey sıcaklıkları uzaktan iç sıcaklıkları14tahmin etmek için kızılötesi radyasyon Termometreler ile ölçülen var. Bir küçük ısı kaynağı içeren bir orta su katmanı veya bulanık olmayan bir sulu orta olduğunda, ancak, yakın kızılötesi (Nur) emme tekniği sıcaklıklar15,16ölçmek yararlı olduğunu göstermiştir, 17,18,19. Bu kağıt bu tekniği ve temsilcisi sonuçları ayrıntılı Protokolü sunar.
NIR emme tekniği sıcaklık bağımlılığı NIR bölgedeki su emme gruplarından prensibi temel alır. Görüldüğü gibi Şekil 1a, ν1 + ν2 + ν3 emme grup içinde su 1250-nm dalga boyu (λ) aralığı için 1100 nm ve vardiya daha kısa dalga boyları için sıcaklık görülmektedir 19artırır. Burada, ν1 + ν2 + bu grubun üç temel O-H titreşim modu birleşimi için karşılık gelen ν3 anlamına gelir: simetrik (ν1), (ν bükme germe 2) ve antisymmetric (ν3)20,21germe. Bu değişiklik spektrumda en sıcaklığa duyarlı dalgaboyu bandında λ ≈ 1150 nm olduğunu gösterir. Diğer su emme grupları da sıcaklık15,16,17,18,20,21ile ilgili olarak benzer davranışlar. ν1 + ν3 bant su gözlenen içinde aralığı λ 1350−1500 = nm ve onun sıcaklık bağımlılık Şekil 1badımında gösterilir. ν1 + ν3 bant su 1412 nm en sıcaklığa duyarlı dalga boyu var. Böylece, λ , 2D Absorbans çekim bir nur kamera kullanarak iki boyutlu (2D) sıcaklık görüntü elde etmek mümkündür 1150 veya 1412 nm =. Olarak su emme katsayısı λ 1150 = nm λ 1412 nm = daha küçük, eski dalga boyu yaklaşık 10 mm kalınlığında sulu ortamlar için uygun ise ikinci yaklaşık 1 mm kalınlığında olanlar için uygundur. Son zamanlarda, λ kullanarak 1150 = nm, biz elde bir indüksiyon ısıtmalı 1 mm çapında çelik küre19içeren bir 10 mm kalınlığında su katmanda sıcaklık dağılımları. Ayrıca, bir 0,5 mm kalınlığında su katmanda sıcaklık dağıtımları λ kullanarak ölçülen var 1412 nm15,17=.
Teknik görüntüleme NIR tabanlı Sıcaklık için bir avantaj kurulum ve iletim-emme ölçüm tekniği olduğundan ve hiçbir fluorophore, fosfor veya diğer termal prob ihtiyacı uygulamak kolay olmasıdır. Buna ek olarak, sıcaklık çözünürlüğü 0.2 K15,17,19azdır. Böyle bir iyi sıcaklık kararı diğer iletim teknikleri ısı ve kütle transferi çalışmaları22,23,24kez kullanılmış Interferometry üzerinde dayalı elde edilemez. Biz, ancak, Not tekniği Imaging NIR tabanlı Sıcaklık önemli yerel ortam sıcaklığı ile durumda uygun değildir, çünkü ışık saptırma neden büyük sıcaklık değişimi baskın19olur. Bu konuda pratik kullanım açısından bu gazetede denir.
Bu kağıt deneysel kurulumunu ve NIR tabanlı Sıcaklık görüntüleme tekniği için indüksiyon yolu ile ısıtılan bir küçük manyetik küre için yordamı açıklar; Ayrıca, iki temsilcisi 2D Absorbans resim sonuçlarını sunar. Bir görüntüdür λ yakalanan 10.0 mm kalınlığında su katmanındaki bir 2.0 mm çaplı çelik kürenin 1150 nm =. λ yakalanan bir 2.0 mm kalınlığında maltoz şurubu katmanda bir 0.5 mm çapında çelik kürenin ikinci yansımadır 1412 nm =. 2D Absorbans resimlere Abel dönüşüm (IAT) tersini uygulayarak bu kağıt da hesaplama yöntemi ve sıcaklık üç boyutlu (3D) Radyal dağılımı sonuçlarını sunar. IAT geçerli olduğu bir 3D sıcaklık dağılımı bir ısıtmalı küre (Şekil 2)19durumunda olduğu gibi küresel simetrik olduğu varsayılır. Çünkü IATs Gauss fonksiyonların analitik25,26,27,28,29 elde edilebilir bir multi-Gauss işlev yöntemi uygun burada, IAT hesaplama için istihdam edilmektedir ve tekdüze verileri azalan de Sığdır Bu bir tek ısı kaynağından termal iletken istihdam deneyler içerir.

<table><tbody><tr><td>İndüksiyonlu ısıtma sistemi</td><td>CEIA, İtalya</td><td>SPW900/56</td><td>780 kHz, 5,6 kW (maks.).</td></tr><tr><td>Bobin</td><td>SA-Japonya</td><td>özel</td><td>Su soğutmalı bakır boru; iki dönüşlü; dış çap 28 mm.</td></tr><tr><td>Su soğutucu</td><td>Matsumoto Kikai, Japonya</td><td>MP-401CT</td><td></td></tr><tr><td>Halojen lamba</td><td>Hayashi Watch-Works, Japonya</td><td>LA-150UE-A</td><td></td></tr><tr><td>&lambda için dar bant geçiren filtre; = 1150 nm</td><td>Andover</td><td>115FS10-25</td><td>Yarı maksimumda tam genişlik (FWHM): 10 nm.</td></tr><tr><td>&lambda için dar bant geçiren filtre; = 1412 nm</td><td>Andover</td><td>yarı özel</td><td>Yarı maksimumda tam genişlik (FWHM): 10 nm.</td></tr><tr><td>&lambda için bant geçiren filtre; = 850&eksi; &lambda için 1300 nm</td><td>Spectrogon</td><td>SP-1300</td><td></td></tr><tr><td>Bant geçiren filtre; = 1100&eksi; 2000 nm</td><td>Spectrogon</td><td>SP-2000</td><td></td></tr><tr><td>NIR kamera</td><td>FLIR Sistemleri</td><td>Alpha NIR</td><td>InGaAs</td></tr><tr><td>Görüntü elde etme yazılımı</td><td>FLIR Sistemleri</td><td>IRvista</td><td></td></tr><tr><td>Görüntü işleme yazılımı</td><td>NIH</td><td>ImageJ</td><td>ver. 1.51r</td></tr><tr><td>Görüntü işleme yazılımı</td><td>MathWorks</td><td>Matlab</td><td>ver. 2016a</td></tr><tr><td>Telesentrik lens</td><td>Edmond Optics</td><td>55350-L</td><td>X1</td></tr><tr><td>Çelik küre (0,5 mm çap)</td><td>Kobe Steel, Japonya</td><td></td><td>Fe-1.5Cr-1.0C-0.4Mn (ağırlıkça %)</td></tr><tr><td>Çelik küre (2.0 mm çap)</td><td>Kobe Steel, Japonya</td><td></td><td>Fe-1.5Cr-1.0C-0.4Mn (ağırlıkça%)</td></tr> <tr><td>Sulu jel olarak maltoz şurubu</td><td>Sonton, Japonya</td><td>Mizuame</td><td>Gıda ürünü</td></tr></tbody></table>

yakın kızılötesi sıcaklık ölçüm tekniği bir indüksiyon ısıtmalı manyetik küre küçük çevreleyen su için

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

Su ve bir indüksiyon ısıtmalı manyetik küre küçük çevreleyen bulanık Sulu ortam sıcaklığını ölçmek için bir yöntem sunulur. Bu tekniği su emme katsayısı sıcaklık üzerinde bağımlı olduğu 1150 Ve 1412 nm dalga boyu kullanır. Su ya da 2.0-mm - veya 0.5-mm-çap manyetik küre içeren bulanık sulu jel 1150 nm veya seçili bir dar bant filtre kullanarak olarak 1412 nm olay ışık ile ışınlanmış; Ayrıca, emme katsayısı enine projeksiyonları vardır, iki boyutlu Absorbans görüntüleri yakın kızılötesi fotoğraf makinesi yolu ile elde edilir. Sıcaklık üç boyutlu dağılımları küresel simetrik olarak kabul zaman, onlar Absorbans profillere Abel dönüşümleri tersini uygulayarak tahmin edilir. Sıcaklıklar sürekli olarak zaman ve indüksiyon ısıtma gücü göre değiştirmek için tespit edildi.

Δ görüntüleriniAben(x, z), λ = 1150 nm 2.0 mm çaplı çelik küre su için ve maltoz şurubu 0.5 mm çapında çelik alanında sunulmaktadır için şekil 5bir içinde ve λ 1412 nm = Şekil 6bir, anılan sıraya göre. Her iki durumda da, alt Merkez eksende bobin aşağıda yer alan 12 mm küre yapıldı. Şekil 5 b v...

Bir indüksiyon ısıtmalı manyetik küre küçük çevreleyen su sıcaklığı ölçmek için 1150 Ve 1412 nm dalga boyu kullanan bir yöntem sunulur.

Yakın kızılötesi sıcaklık ölçüm tekniği bir indüksiyon ısıtmalı manyetik küre küçük çevreleyen su için

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

Bu deneyin genel amacı, ısıtılmış küçük bir küre veya su veya bulanık olmayan rıza ortamı içinde bulunan bir noktasal ısı kaynağının yakınındaki sıcaklık dağılımlarını ölçmektir. Bu yöntem, manyetik parçacıklar kullanan hipertermi araştırması gibi ortam içindeki yerel ısıtmayı araştırmak için çok yardımcı olacaktır. Bu tekniğin temel avantajı, kurulumunun ve uygulanmasının kolay olmasıdır.Prosedürü gösterenler, laboratuvarımdan yüksek lisans öğrencileri olan Keisuke Nishijima ve Van Cuong Han olacak. Su veya sulu sıvı numune hazırlamak için, önce iki milimetre çapında çelik bir küreyi ince, metalik olmayan bir ip veya çubuğun ucuna sabitlemek için gerekli minimum miktarda çabuk kuruyan, suya dayanıklı yapıştırıcı kullanın. Yapıştırıcının kürenin şeklini ve ısı transfer hızını minimum düzeyde etkilediğinden emin olun, ardından ipi bir PTFE küvet kapağının orta deliğinden geçirin.İpi, kapağın altında asılı olan 22 milimetre ip ile yerine bantlayın. Su dolu bir şırıngayı 0.22 mikrometre şırınga filtresi ve plastik bir dağıtım iğnesi ile donatın. Optik yol uzunluğu 10 milimetre ve yüksekliği 45 milimetre olan bir cam hücreyi, hava kabarcıklarının oluşmasını önlemek için dikkatli bir şe

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Bu videoda zebra balıklarında reotaksi testi anlatılmaktadır. Yöntem, farklı manyetik alanların etkisi altında farklı su akış hızlarına tepki olarak zebra balıklarının oryantasyon davranışının ölçülmesini içerir.

Zebra Balığı Reotaksi Deneyi: Farklı Su Akış Hızlarına Yanıt Olarak Oryantasyon Davranışını Ölçmek İçin Bir Yöntem

Burada, mikroakışkan cihazlarda termal ölçümler için üç protokol sunuyoruz.

Analitik mikroakışkan Cihazlar Termal Ölçme Teknikleri

Öropiyum thenoyltrifluoroacetonate (EuTFC) aktivasyon verimliliği sıcaklığı ile büyük ölçüde azalır azalmaz 612 nm'de bir optik lüminesans hattı vardır. Bu materyalin ince bir film ile kaplanmış bir örnek mikro görüntüsü ise, 612 nm ışık yayan yanıt yoğunluğu, numune yüzey sıcaklığının doğrudan harita haline dönüştürülebilirler.

Öropiyum Şelat Lüminesans Kaplamaları Kullanma yüksek çözünürlüklü Termal Mikro görüntüleme

Örnek ile VKA Testi özellikle in situ olarak BH ölçümleri ile dinamik etki alanı görüntüleme için en uygun etki alanı desen kaliteli ve doğru BH elde etmek için kullanarak iletişim kurallarını ve sensör Hazırlık işlemleri bu kağıt ayrıntılandırdığı ölçümleri.

En iyi duruma getirilmiş kurulum ve manyetik etki alanı görüntüleme ile Situ histeresis ölçüm için iletişim kuralı

Bu el yazması itibariyle Yerel anlık konvektif ısı transfer katsayıları tek veya iki aşamalı boru akışı ölçme amaçlı yöntemleri açıklar. Uzunluğu ve sabit bir hızda hareket uzun (taş) hava kabarcığı yayılma hızı belirlemek için basit bir optik yöntem de sunulmaktadır.

Yerel anlık konvektif ısı transferi boru - tek ve iki aşamalı akış ölçümleri

Burada, hassas, dağınık şekilde çözülmüş gaz spektroskopisi orta-kızılötesi bölgede gerçekleştirmek için bir protokol dejenere dört-dalga karıştırma upconversion algılama ile kombine kullanarak mevcut.

Kızılötesi dejenere dört-dalga ile kantitatif gaz algılama için Upconversion algılama karıştırma

Bu kağıt, iç termal sıcak noktaların dağıtılmış durum izleme amacıyla fiber Bragg ızgara (FBG) termal sensörleri ile rasgele yara elektrik bobinleri enstrümantetasyon sağlayan bir protokol sunuyor.

FBG Sensör Lüplama kullanılarak Elektrikli Bobinlerde Situ Termal Sıcak Noktalar İzlemesi Için Tasarım, Enstrümantasyon ve Kullanım Protokolleri

Bu protokol, bir konveyör bant fırınına kızılötesi kamera nın nasıl yerleştirilmeyeceği, fabrikada kalibre edilmiş bir IR kameranın müşteri düzeltmesinin nasıl yürütüldürün ve ilgi çekici bir nesnenin mekansal yüzey sıcaklığı dağılımının nasıl değerlendirilecece açıklanmaktadır. Örnek nesneler endüstriyel silikon güneş pilleri vardır.

Sıralı Kızılötesi Termografi ile Konveyör Bant Fırınında Situ Yüzey Sıcaklığı Ölçümü

Burada sunulan, manyetik hipertermi ve fototermal kombinasyon kanser tedavisi için bir nanoterapötik platformda kendi kendine montaj, sinerjik manyetik, akustik ve optik yanıt verme yoluyla demir oksit nanopartikül kabuklu mikrobubbles (NSM) imalatı için bir protokoldür.

Manyetik Hipertermi ve Pothototermal Kombinasyon Kanser Tedavisi için Manyetik, Akustik ve Optik-Üçlü Duyarlı Mikrobubbles

Mikrobobinler kullanılarak ultra yüksek alan manyetik rezonans mikroskobu (MRM) kullanılarak yüksek uzamsal çözünürlükte biyolojik doku çalışması için bir protokol sunulmuştur. Mikrobobinlerin karakterizasyonu için adım adım talimatlar verilir. Son olarak, görüntüleme optimizasyonu bitki kökleri üzerinde gösterilmiştir.

MRM Microcoil Performans Kalibrasyonu ve Kullanımı Medicago truncatula Köklerinde 22 T'de GösterilmiştiR

Bu makale, yerel yıkıcı olmayan termal karakterizasyon ve görüntüleme için Frekans Alanı Termorefleksiyon (FDTR) tekniğini sunmaktadır.

Termal Özellik Ölçümleri İçin Frekans Alanı Termoyansıması Tekniği

Öğrenin yakın kızılötesi görüntüleme ile su içindeki ısıtılmış küçük kürenin sıcaklık dağılımını ölçme yöntemini. Bu teknik hipertermi araştırmalarında yerel ısıtma etkilerini incelemek için kullanılır.

Yakın kızılötesi sıcaklık ölçüm tekniği bir indüksiyon ısıtmalı manyetik küre küçük çevreleyen su için

Daha fazla video keşfet