Name: Eklemeli Üretim Özellikli Düşük Maliyetli Partikül Dedektörü (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-03-24T12:50:00.000+00:00
Duration: 6 min 5 s
Description: Keşfedin düşük maliyetli partikül dedektörü yapımını bakır boru elektrotlar ve yüksek voltaj güç kaynağı kullanarak. Bu yöntem, araştırmacılar ve vatandaş bilim insanları için çevresel izleme ve endüstriyel uygulamalarda güvenilir ölçüm sağlar.

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

Bu çalışma COMET Merkezi "ASSIC-Avusturya Akıllı Sistemler Entegrasyon Araştırma Merkezi" tarafından finanse edilmiştir. ASSIC, BMK, BMDW ve Avusturya'nın Karintiya ve Steiermark illeri tarafından, Avusturya Araştırma Tanıtım Ajansı'nın (FFG) COMET-Mükemmel Teknolojiler için Yeterlilik Merkezleri programı kapsamında ortaklaşa finanse edilmektedir.

1.3D baskı
<ol><li>Dilimleyici ayarları<ol><li>Tüm ".stl" dosyalarını dilimleyici yazılımıyla açın ve sensör parçalarını platforma yerleştirin (bkz. Ek Dosya 1, Ek Dosya 2, Ek Dosya 3, Ek Dosya 4, Ek Dosya 5 ve Ek Dosya 6).</li>
		<li>İyi bir baskı sonucu için, tüm parçaları platforma göre eğin.</li>
		<li>0,8 yoğunluğa ve 0,4 mm nokta boyutuna sahip destek noktaları oluşturun.</li>
		<li>Katman kalınlığı 50 μm olan V4'ü temizle'yi seçin.</li>
	</ol></li>
	<li>Yazdırmaya başlayın.<ol><li>Dilimleyici çıktı dosyasını 3B yazıcıya yükleyin.</li>
		<li>Ekranda görüntülenen baskı süresini ve reçine hacimlerini arayın. Şeffaf V4 tankını ve reçine kartuşunu takın, montaj platformunu takın ve kartuş kapağını açın. Yazıcıda Start (Başlat ) düğmesine basın.</li>
	</ol></li>
	<li>Anında işlem sonrası<ol><li>Yazdırma tamamlandıktan sonra, yazıcıyı açın ve montaj platformunu ayırın. NOT: Bu adım yalnızca modelin yazıcının UV koruma ekranının altında kalacağından eminse gecikebilir (tartışmadaki kritik adımlar/baskı sonrası işleme bölümüne bakın).</li>
		<li>Platformdaki tüm parçaları yavaşça soyun ve bir izopropanol banyosuna yerleştirin.</li>
		<li>Parçaları 20 dakika boyunca sürekli hareket ettirin.</li>
		<li>Parçaları her 5 dakikada bir çıkarın ve tüm küçük boşlukları ve delikleri iyice yıkayın.</li>
	</ol></li>
	<li>UV sertleştirme<ol><li>Sertleştirme işlemine başlamadan önce parçaları kurutun.</li>
		<li>Tüm küçük boşlukları ve delikleri basınçlı hava ile yıkayın.</li>
		<li>Parçaları UV sertleştirme cihazına yerleştirin ve 40 ° C'de 50 dakika sertleştirin. NOT: Bu ayar, üreticinin önerdiği kuruma süresi ve sıcaklığından farklıdır (tartışmadaki kritik adımlar/baskı sonrası işleme bölümüne bakın).</li>
	</ol></li>
	<li>İşlem sonrası<ol><li>Tüm boşlukların ve deliklerin açık olduğunu kontrol edin.</li>
		<li>Bir yol tıkanmışsa, düz taşlama makinesiyle delin veya kazıyın.</li>
		<li>Yazdırılan tüm parçaların düzgün oturduğundan ve bakır boruların yerleştirilebildiğinden emin olun. Yapamazlarsa, onları zımparalayın.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Elektrot üretimi
<ol><li>18 mm ve 22 mm bakır boruların üstünden 9 mm ölçün ve bu konumları işaretleyin.</li>
	<li>İşaretlerdeki boru kesici ile boruları kesin. NOT: İşlem sırasında çok fazla güç kullanmadığınızdan emin olun. Boruları kesmek birkaç tur alır (tartışma bölümündeki kritik adımlara/elektrot üretimine bakın).</li>
	<li>Bakır halkanın çapağını dikkatlice alın. Çapak alırken bakır halkaya çok fazla baskı uygulamayın ve elektrot yüzeyini çizmemeye çalışın. NOT: Bu çok kritik bir parçadır ve sensörün performansını etkiler (tartışma bölümündeki kritik adımlar/elektrot üretimi ve modifikasyonları/elektrotlar bölümüne bakın).</li>
	<li>Elektrot lehimleme<ol><li>Kırmızı kabloyu iç bakır halkaya (18 mm) ve siyah kabloyu dış bakır halkaya (22 mm) lehimleyin.</li>
		<li>Yüzeydeki oksitlenmiş bakır tabakasından kurtulmak için bakır halkayı cilalayın.</li>
		<li>Yüzüğü bir mengeneye sıkıştırın.</li>
		<li>Hem bakır halkayı hem de kabloyu önceden kalayın ve kabloyu halkaya lehimleyin. DİKKAT: Lehimleme nedeniyle, bakır elektrotlar 400 ° C'ye kadar ısınır. Elektrotlara sadece cımbızla dokunun ve termo-koruyucu eldiven giyin.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Montaj
<ol><li>Epoksi yapıştırıcının iki bileşenini bir tepside karıştırın. NOT: Kurum köprüleri ve sertleştirilmiş yapıştırıcı arasında ayrım yapmak için şeffaf yapıştırıcı kullanmak çok önemlidir. DİKKAT: Duman davlumbazının altında çalışın, koruyucu giysiler giyin (özellikle eldivenler) ve çalışma yüzeylerini temizleyin. Daha fazla güvenlik talimatı güvenlik bilgi formunda bulunabilir. Sağlık tehlikesi: "Cilt Corr. 1C - H314 Göz Barajı. 1 - H318 Cilt Duyarlılığı 1 - H317".</li>
	<li>İç elektrot tutucuyu akış kanalına yapıştırın ve yapıştırıcının sertleşmesi için 60 dakika bekleyin (Şekil 7A).</li>
	<li>İç elektrot halkasını (18 mm) tutucuya yerleştirin ve kabloyu kablo kanalından geçirin (Şekil 7B). NOT: Lehimleme noktası için yeterli alan olduğundan emin olun.</li>
	<li>Ara parçayı iç elektrotun etrafına yerleştirin. NOT: Bu çok kritik bir adımdır. Elektrotlar arasındaki mesafe sensörün tamamının her yerinde tam olarak 1 mm değilse, elektrik alanı ve ardından sensör performansı etkilenebilir (tartışmadaki kritik adımlara/elektrot üretimine bakın).</li>
	<li>Dış elektrot halkasını (22 mm) tutucuya yerleştirin ve kabloyu kablo kanalından besleyin (Şekil 7C).</li>
	<li>Dış elektrot tutucuyu akış kanalına yapıştırın. Ara parçayı iki bakır elektrot arasındaki boşluğa yerleştirin. Tutkalın sertleşmesi için 60 dakika bekleyin (Şekil 7D).</li>
	<li>Tüm kablo kanallarını epoksi yapıştırıcı ile kapatın. Tutkalın sertleşmesi için gece boyunca bekleyin.</li>
	<li>Vakum contasını dış elektrotun baskılı valfine yerleştirin. İki sensör tarafını birbirine takın ve vakum kelepçesi ile sabitleyin (Şekil 7E,F).</li>
</ol>4. Testler
<ol><li>Sensörün vakum kelepçesini açın.</li>
	<li>Sensörün iki yarısını birbirinden ayırın ve contayı çıkarın.</li>
	<li>Oradan, elektrot halkasına bir multimetre prob ucuyla ve elektroda giden kablonun ucuna diğer multimetre ucuyla dokunun.</li>
	<li>Ön testler<ol><li>Elektrot ve kablonun elektrik bağlantısını multimetre ile test edin. Direncin &lt;2 Ω olup olmadığını kontrol edin (oksidasyon seviyesine bağlı olarak).</li>
		<li>Hortumu aerosol giriş ve çıkışına takın ve sensörün vakum pompasıyla hava geçirmez olup olmadığını test edin.</li>
	</ol></li>
	<li>Paralel deney<ol><li>Sensör kurulumunu Şekil 8'e göre oluşturun.<ol><li>Yüksek voltajlı güç kaynağını kırmızı sensör kablosuna (yüksek voltajlı elektrot) bağlayın.</li>
			<li>Siyah sensör kablosunu tezgah üstü multimetre voltaj girişine bağlayın.</li>
			<li>Elektrometre topraklamasını (GND) güç kaynağı GND'ye bağlayın.</li>
			<li>Multimetre USB kablosunu PC'ye bağlayın.</li>
		</ol></li>
		<li>Sensörü aerosol ölçüm kurulumuna dahil edin. Şekil 9'a göre.</li>
		<li>Aerosol jeneratörü<ol><li>Gaz beslemeleri: Kılıf akışını, azotu ve propan beslemesini açın (gerekli basınç: azot, 4 bar; diğer gazlar, her biri 1 bar).</li>
			<li>Güç kaynağı: Dahili MFC'ler için 24 V kaynak kablosunu takın ve USB'yi PC'ye bağlayın.</li>
			<li>Yazılım: MFC yazılımını açın ve doğru COM bağlantı noktası numarasını girin. Aygıtları arama: Beş aygıt görüntüleniyorsa (beş farklı MFC için), Aramayı durdur'u tıklatın. Başlangıç koşullarını aerosol jeneratörünün kullanım kılavuzuna göre girin: 10 mL/dak propan, 1,55 L/dak oksidasyon havası, 7 L/dak söndürme gazı, 20 L/dak seyreltme havası.</li>
			<li>ON-OFF düğmesini çevirerek aerosol jeneratörünü çalıştırın (bkz. Düğme açıldığında, tüm akış yollarının açık olduğunu gösteren azot göstergesi yanar. Alev güvenlik cihazını basılı tutun ve aerosol jeneratörü üzerindeki ateşleme düğmesine basın; Yanma odası penceresinde bir alev gözlemleyin. Alev güvenlik cihazını ~ 60 s sonra çok yavaş bırakın.</li>
			<li>Şu kütle akışlarını girin: Doğru boyut dağılım parametrelerini ayarlamak için 60 mL/dak propan, 1,55 L/dak oksidasyon havası, 7 L/dak azot (söndürme) ve 20 L/dak seyreltme havası. DİKKAT: Jeneratörü kurulumun geri kalanına yalnızca sonraki dakikalar içinde ölçümler yapılacaksa bağlayın; Aksi takdirde, seyreltme köprüsünün filtreleri hızla tıkanır.</li>
		</ol></li>
		<li>Seyreltme köprüsünü aerosol jeneratörüne bağlayın. Bir kez daha bağlantısını kesin ve aerosol akışını deneyin başlamasına kadar duman davlumbazına yönlendirin. Deneye başlamadan önce seyreltme köprüsünün kapalı olduğundan emin olun.</li>
		<li>Seyreltme köprüsü çıkışını aerosol karıştırıcı girişine bağlayın.</li>
		<li>Aerosol karıştırıcı çıkışı 2'yi (bkz. Şekil 9E) sensör girişine bağlayın.</li>
		<li>MFC'yi dahil edin.<ol><li>Sensör çıkışına yüksek verimli bir partikül emici (HEPA) filtre bağlayın ve sensör çıkışını MFC girişine bağlayın.</li>
			<li>MFC'nin güç kaynağını bağlayın ve USB'yi PC'ye bağlayın.</li>
		</ol></li>
		<li>MFC yazılımını açın ve doğru COM bağlantı noktası numarasını girin.<ol><li>Cihazları arayın.</li>
			<li>Aramayı durdur?'u tıklayın.</li>
			<li>Kütle akışını 1 L/dak olarak girin.</li>
		</ol></li>
		<li>Referans enstrüman (bakınız Malzeme Tablosu)<ol><li>LAN kablosunu PC'ye bağlayın ve referans cihazı kontrol etmek üzere bir java uygulaması açmak için tarayıcıda referans cihazının IP adresine bir bağlantı açın.</li>
			<li>Referans cihaz kontrol yazılımında, pompayı çalıştırmak için kilit kaynakları | bekleme düğmesine basın. NOT: Isıtma işlemi ~ 20 dakika sürer.</li>
			<li>Isınma aşamasından sonra, referans cihaza giren aerosolü ölçmek için ölçüme tıklayın.</li>
			<li>Referans cihazında 1:10 seyreltme oranı seçin.</li>
			<li>Aerosol karıştırıcı çıkışı 1'i (bkz. Şekil 9D) ve seyreltme hava akışını y-fitting'in bölünmüş ucuna bağlamak için bir y-fiting kullanın (bkz. Şekil 9C) ve y-fitting'in tek ucunu referans cihaz girişine bağlayın. NOT: Bu iki akış daha sonra y bağlantısının tek ucunda birleştirilir.</li>
		</ol></li>
		<li>Denemenin başlangıcı<ol><li>Aerosol jeneratörünü bir kez daha seyreltme köprüsüne bağlayın ve seyreltme köprüsünün kapalı olduğundan emin olun.</li>
			<li>Referans enstrümanında ölçüye tıklayın.</li>
			<li>İstenilen 3-5 mg/m3 aerosol kütle konsantrasyonuna ulaşana kadar seyreltme köprüsünü yavaşça açın ve referans cihazdaki verileri kaydetmeye başlayın.</li>
			<li>Referans cihaz parçacık kütle konsantrasyonunu gözlemleyin. Aerosol kaynağı sabit olduğunda, sensör güç kaynağını 1.000 V'ta açın ve verileri kaydetmeye başlayın. NOT: Konsantrasyon sabit değilse, tartışma bölümündeki sorun giderme bölümüne bakın.</li>
		</ol></li>
		<li>Konsoldaki bir okuma komutu veya otomatik bir komut dosyasıyla tezgah multimetresinden veri toplayın. NOT: Sensör akımı stabilize olduktan sonra (yaklaşık 5 dakika), referans cihazının sensör akımı ile karşılaştırılması mümkündür. DİKKAT: Sensör akımı 10-7 A'nın üzerine hızla yükseliyorsa (dahili direnci 1 MΩ olan 0,1 V'a karşılık geliyorsa), yüksek voltaj kaynağını kapatın (tartışma bölümündeki sorun giderme bölümüne bakın).</li>
		<li>Paralel ölçüm: Sensör dengeye ulaştıktan sonra, seyreltme köprüsünü buna göre ayarlayarak 5 mg/m3 ila 0,2 mg/m3arasında kademeli olarak bir konsantrasyon gradyanı ölçün. NOT: Daha yüksek konsantrasyonlar kullanıldığında, referans cihazın seyreltme oranı arttırılmalıdır.</li>
	</ol></li>
	<li>Her yeni ölçümden önce sensörü basınçlı hava ve çubukla temizleyin.</li>
</ol>5. Saha uygulaması
<ol><li>Sensör kurulumunu Şekil 8'e göre oluşturun.<ol><li>Yüksek voltajlı güç kaynağını kırmızı sensör kablosuna (yüksek voltaj elektrodu) bağlayın.</li>
		<li>Siyah sensör kablosunu tezgah üstü multimetre voltaj girişine bağlayın.</li>
		<li>GND elektrometresini güç kaynağı GND'ye bağlayın.</li>
		<li>Multimetre USB kablosunu PC'ye bağlayın.</li>
	</ol></li>
	<li>Şekil 10'a göre sensör kurulumunu yeni ölçüm kurulumuna dahil edin ve aerosol kaynağını sensöre bağlayın.</li>
	<li>Aerosol kaynağından dışarı akan parçacık akışını yol A) sensör kurulumuna ve yol B) havalandırmaya bölün.<ol><li>MFC veya pompa: Numuneyi sensörden geçirmek için bir MFC kullanın.</li>
		<li>MFC'nin yukarı yönünde bir HEPA filtresi kullanın. MFC'nin güç kaynağını bağlayın ve USB'yi PC'ye bağlayın.</li>
		<li>Paralel ölçüm için adım 4.5.8'i izleyin.</li>
	</ol></li>
	<li>Saha deneyi başlangıcı: Aerosol kaynağının sensör girişine bağlı olduğundan emin olun.</li>
	<li>Sensörün güç kaynağını açın ve verileri günlüğe kaydetmeye başlayın.</li>
</ol><img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64844/64844fig08.jpg"> Şekil 8: Sensör kurulumu. Sensör kurulumunun bir diyagramı. Aerosol sensörden akar. Sensör voltmetreye ve yüksek voltaj beslemesine bağlanır. Voltmetre, sensör verilerini kaydeden bir kontrol ünitesi tarafından kontrol edilir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/64844fig08large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64844/64844fig09.jpg"> Şekil 9: Sensör değerlendirmesi için deneysel plan. Bir parçacık kaynağını taklit etmek için kararlı bir aerosol kaynağı kullanılır. Dışarı akan parçacık akışı yol (A), sensör kurulumuna bölünür; ve yol (B), havalandırma, seyreltme köprüsüne girer ve ayrıca bir aerosol karıştırıcıya dağıtılır. Mikserden sonra, aerosol akışı, sensöre paralel olarak ölçüm yapan bir referans cihaz yolu (D) arasında bölünür. Bu referans cihazı, (C) yolu üzerinden dağıtılan seyreltme havasına ihtiyaç duyar. Yol (E): MFC, sensörden hava çeker. Bu MFC, aerosol akışından bir HEPA filtresi ile korunmaktadır. Kısaltmalar: MFC = kütle akış kontrolörü; HEPA filtresi = yüksek verimli partikül emici filtre. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/64844fig09large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64844/64844fig10.jpg"> Şekil 10: Alan testi: deney planı. Bu kurulumda, bir aerosol kaynağı ölçülür. Dışarı akan parçacık akışı, yol A) sensör kurulumu ve yol B) havalandırmaya bölünür ve ardından sensöre girer. Bu kurulumda, yukarı yönde HEPA filtreli bir MFC, aerosolü sensörden emer. Kısaltmalar: MFC = kütle akış kontrolörü; HEPA filtresi = yüksek verimli partikül emici filtre. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/64844fig10large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>

<ol><li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Health+Effects+of+Particulate+Matter%3A+Policy+Implications+for+Countries+in+Eastern+Europe%2C+Caucasus+and+Central+Asia%5BTitle%5D)+AND+%22World+Health+Organization%22%5BJournal%5D)">Health Effects of Particulate Matter: Policy Implications for Countries in Eastern Europe, Caucasus and Central Asia.</a> World Health Organization. , (2013).</li>
<li>Giechaskiel, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+motor+vehicle+particulate+emissions+sampling+and+measurement%3A+From+smoke+and+filter+mass+to+particle+number%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Aerosol+Science%22%5BJournal%5D)">Review of motor vehicle particulate emissions sampling and measurement: From smoke and filter mass to particle number.</a> Journal of Aerosol Science. 67, 48-86 (2014).</li>
<li>Giechaskiel, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+automotive+nonvolatile+particle+number+emissions+within+the+European+legislative+framework%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Aerosol+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Measurement of automotive nonvolatile particle number emissions within the European legislative framework: a review.</a> Aerosol Science and Technology. 46 (7), 719-749 (2012).</li>
<li>Bainschab, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+sub-23+nanometer+real+driving+particle+number+emissions+using+the+portable+DownToTen+sampling+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Measuring sub-23 nanometer real driving particle number emissions using the portable DownToTen sampling system.</a> Journal of Visualized Experiments. (159), e61287(2020).</li>
<li>Wang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+optical+instrument+for+estimating+size+segregated+aerosol+mass+concentration+in+real+time%5BTitle%5D)+AND+%22Aerosol+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">A novel optical instrument for estimating size segregated aerosol mass concentration in real time.</a> Aerosol Science and Technology. 43 (9), 939-950 (2009).</li>
<li>Axmann, H., Bergmann, A., Eichberger, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+ultrafine+exhaust+particles+using+light+scattering%5BTitle%5D)+AND+%222013+Seventh+International+Conference+on+Sensing+Technology+%28ICST%29.+IEEE%22%5BJournal%5D)">Measurement of ultrafine exhaust particles using light scattering.</a> 2013 Seventh International Conference on Sensing Technology (ICST). IEEE. , 937-941 (2013).</li>
<li>Bermúdez, V., Luján, J. M., Serrano, J. R., Pla, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transient+particle+emission+measurement+with+optical+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Measurement+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Transient particle emission measurement with optical techniques.</a> Measurement Science and Technology. 19 (6), 065404(2008).</li>
<li>Michelsen, H. A., Schulz, C., Smallwood, G. J., Will, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser-induced+incandescence%3A+Particulate+diagnostics+for+combustion%2C+atmospheric%2C+and+industrial+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Energy+and+Combustion+Science%22%5BJournal%5D)">Laser-induced incandescence: Particulate diagnostics for combustion, atmospheric, and industrial applications.</a> Progress in Energy and Combustion Science. 51, 2-48 (2015).</li>
<li>Giechaskiel, B., Cresnoverh, M., Jörgl, H., Bergmann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calibration+and+accuracy+of+a+particle+number+measurement+system%5BTitle%5D)+AND+%22Measurement+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Calibration and accuracy of a particle number measurement system.</a> Measurement Science and Technology. 21 (4), 045102(2010).</li>
<li>Kulkarni, P., Baron, P. A., Willeke, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKulkarni%2C+P+%22Aerosol+Measurement%3A+Principles%2C+Techniques%2C+and+Applications%22">Aerosol Measurement: Principles, Techniques, and Applications</a>. , Wiley. Hoboken, NJ. (2011).</li>
<li>Agarwal, J. K., Sem, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+flow%2C+single-particle-counting+condensation+nucleus+counter%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Aerosol+Science%22%5BJournal%5D)">Continuous flow, single-particle-counting condensation nucleus counter.</a> Journal of Aerosol Science. 11 (4), 343-357 (1980).</li>
<li>Bilby, D., Kubinski, D. J., Maricq, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+amplification+in+an+electrostatic+trap+by+soot+dendrite+growth+and+fragmentation%3A+Application+to+soot+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Aerosol+Science%22%5BJournal%5D)">Current amplification in an electrostatic trap by soot dendrite growth and fragmentation: Application to soot sensors.</a> Journal of Aerosol Science. 98, 41-58 (2016).</li>
<li>Warey, A., Hall, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+characteristics+of+a+new+on-board+engine+exhaust+particulate+matter+sensor%5BTitle%5D)+AND+%22SAE+Transactions%22%5BJournal%5D)">Performance characteristics of a new on-board engine exhaust particulate matter sensor.</a> SAE Transactions. 114 (14), 1489-1497 (2005).</li>
<li>Maricq, M. M., Bilby, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+impact+of+voltage+and+flow+on+the+electrostatic+soot+sensor+and+the+implications+for+its+use+as+a+diesel+particulate+filter+monitor%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Aerosol+Science%22%5BJournal%5D)">The impact of voltage and flow on the electrostatic soot sensor and the implications for its use as a diesel particulate filter monitor.</a> Journal of Aerosol Science. 124, 41-53 (2018).</li>
<li>Diller, T. T., Hall, M. J., Matthews, R. D. Further development of an electronic particulate matter sensor and its application to diesel engine transients. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDiller%2C+TT+%22SAE+Technical+Paper%22">SAE Technical Paper</a>. , (2008).</li>
</ol>

Yazar, Silicon Austria Labs tarafından istihdam edilmektedir ve Graz Teknik Üniversitesi öğrencisidir. Beyan edilecek başka çıkar çatışması yoktur.

Kritik adımlar İşlem sonrası yazdırma Bu protokoldeki hemen hemen her adım, yeni basılmış 3B parçaların son işlenmesi dışında duraklatılabilir veya ertelenebilir (protokol adımı 1.5). Yazıcının UV koruma ekranı açılırsa, son işlem hemen başlamalıdır, aksi takdirde küçük kablo kanalları ve contanın boşluğu tıkanır. Boşluğun hassas bir şekilde oturması, sensörün hava geçirmez bir şekilde kapatılabilmesini sağlar. Bu önemlidir, çünkü sensör akış dalgalanmalarına karşı çok hassastır. Sertleştirme işlemi de önemlidir (protokol adım 1.4); Sıcaklık çok yüksek ayarlanırsa, malzeme çok kırılgan hale gelir ve kelepçe tarafından dış elektrot tutucuya uygulanan kuvvetler altında kırılabilir.
Elektrot üretimi Elektrotların dikkatli bir şekilde kesilmesi ve çapak alınması (protokol adımları 2.2-2.3) çok önemlidir, çünkü elektrot boşluğundaki düzensizlikler elektrik ve hız alanlarında bozulmalara neden olur ve bu da düşük sensör performansına neden olur. En kötü senaryoda, güçlü bir düzensizlik, elektrotların o kadar yaklaşmasına neden olabilir ki, arıza voltajı aşılır ve kısa devre meydana gelir. Bu noktadan itibaren, ölçüm sinyali hakkında hiçbir açıklama yapılamaz ve ölçüm elektroniği hasara eğilimlidir.
Meclis Sensörün montajı (protokol adımları 3.4-3.6) çok önemlidir, çünkü bu elektrot boşluğunu oluşturur. Yukarıda belirtildiği gibi, elektrotlar arasındaki mesafe çok önemlidir; Bu boşluk tüm uzunluk boyunca eşit olarak 1 mm olmalıdır. Bu adımlar önemlidir, çünkü sensördeki elektrik alanını büyük ölçüde değiştirebilirler. Genel biriktirme davranışı ve dendrit oluşumu, elektrik alanındaki değişiklikten etkilenebilir. Bu nedenle, sensör tepkisinin gelen aerosole doğrusal olduğu artık garanti edilemez. Kısa devrenin en kötü senaryosu burada da geçerlidir.
Değişiklik 3D baskı Diğer olası değişiklikler, farklı 3D baskı reçinelerinin kullanılmasıdır. Piyasada sensör muhafazasının yoğunluğunu, esnekliğini, sıcaklık direncini ve gücünü değiştirebilen birçok farklı reçine vardır.
Sensör boyutları Sensör için ilk tasarım kriteri bir emniyet konfigürasyonudur. Elektrotlar arasındaki havanın dielektrik dayanımı 3 mm/kV'dur. Bu uzunluk hiçbir durumda kesilmemelidir. Elektrik potansiyeli ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla parçacık biriktirilir ve bu biriken parçacıklar daha sonra dendritler oluşturmaya eğilimlidir. Elektrotların boyutları, kolayca bulunabilen standart bileşenlerin kullanılabilmesi için seçildi. Yazarlar tarafından bilinen benzer sensörlerin tasarımları, düz bir sensör için aşağıdaki boyutları kullanmıştır: 9 mm genişlik, 2 mm uzunluk, 1 mm boşluk ve 15 mm uzunluk, silindirik bir tasarım için 8,5 mm çapında ve 1,3 mm boşluk12,13. Ayrıca sensörün normal bir atölyede elle üretilebilmesinden de emin olunmalıdır. 1 mm'lik boşluk, sensörün manuel olarak temizlenmesini sağlayan mutlak minimum boşluktur. Burada, 1 kV, güvenlik ve verimli parçacık birikiminin yanı sıra bu aralıktaki voltaj kaynaklarının kullanılabilirliğinin iyi bir uzlaşması olarak kullanılmıştır.
Elektrot -lar Sensör elektrotları arasındaki 1 mm'lik tam mesafe performans için çok önemli olduğundan, bu adıma daha fazla geliştirme çalışması yapılabilir. Örneğin, 3D baskılı fikstür daha da doğru hale getirilebilir veya ekipman mevcutsa, kesme ve çapak alma için basit bir boru kesici yerine bir torna tezgahı kullanılabilir. Başka bir seçenek de boru kesici yerine testere kullanmaktır. Bu durumda, testerenin kenarları daha sonra öğütülmelidir. Bu yöntem boru kesiciden daha az deformasyona neden olur, ancak daha uzun sürer. Epoksi yapıştırıcıya kıyasla, silikon kablolara hareket etmesi için daha fazla alan sağlar ve elektrotları yeniden yerleştirmek daha kolay hale gelir. Bununla birlikte, kabloların hareket etmek için daha fazla alana sahip olması nedeniyle, sensörü kapatmak daha zordur. Bir kerede açılması daha kolay olan vakum kelepçesi yerine, kendi kendine yapılan bir tasarım da mümkündür. Burada, 3D tasarımda sadece bazı vidalar için delikler ve sızdırmazlık kablosu için bir boşluk değiştirilmelidir.
cesaret MFC, aerosolün ne kadarının sensörden emildiğini belirler; geri kalanı, odanın kirlenmesini önlemek için taşmanın sonuna yerleştirilmiş bir HEPA filtresi ile taşma yoluyla boşaltılabilmelidir. MFC yerine daha ucuz bir pompa seçerek, daha yüksek akış dalgalanmaları sensör sinyalini olumsuz yönde etkileyecektir.
Seyreltme köprüsü Şekil 9'da görüldüğü gibi, bir veya daha fazla HEPA filtresine paralel basit bir iğne valfi ile bir seyreltme köprüsü inşa edilebilir. Diğer tasarımlar, iğne valfi yerine tüpü sıkmak için küçük bir mengene içerir. Bu tasarım, tüpün daha kolay temizlenebilmesi avantajına sahiptir. Böyle bir mengene ne kadar çok bobine sahipse, konsantrasyon o kadar ince ayarlanabilir. Bu, özellikle yüksek dinamiklerden kaçınılması gereken kalibrasyon ölçümleri için önemlidir.
Tezgah multimetresi Tezgah multimetresi, doğru akım değerini elde etmek için iç direnç değerine bölünmesi gereken bir voltajı ölçer. Seçilen ölçüm aralığına bağlı olarak (örneğin, 100 V), bu iç direnç değeri değişebilir (örneğin, 1 MΩ). İç direnç değerinin ölçülen tüm değerler için aynı olması için tanımlanmış bir aralık seçmek önemlidir. "Otomatik aralık" seçilirse, iç direnç değeri de izlenmelidir.
Sorun giderme 3D yazıcı Yazıcı durursa, depo son baskının kalıntıları açısından kontrol edilmelidir; mikser sık sık sıkışır. Baskı işleminin ilk dakikalarına dikkat edilmelidir. Tıkanmışsa, bunun nedeni ya doğru dilimleyici ayarlarının yapılmamış olması ya da yeni baskının son işlemden önce UV korumalı koşullar altında saklanmamış olmasıdır. Dilimleyici ayarlarında, akış kanalını ve elektrotlar arasındaki boşluğu hiçbir destek noktası engellememeli ve dosyayı yazıcıya göndermeden önce dahili destek yapıları kutusunun tıklaması kaldırılmalıdır.
Aerosol kaynağı + seyreltme köprüsü Aerosol kaynağı kararsız görünüyorsa, tüm HEPA filtreleri doğru konumda olduklarından ve tıkanmadıklarından emin olmak için kontrol edilmelidir. Ayrıca, aerosol jeneratörü ve referans cihazı, ısınma aşamalarını tamamladıklarından emin olmak için kontrol edilmelidir.
Sensör En yaygın arızalar, yetersiz bir güç kaynağı bağlantısından, sensördeki bir hava sızıntısından veya biriken parçacıkların elektrotlar arasında kurum köprüleri oluşturmasından kaynaklanır. İlk olarak, elektrotlar arasında kurum köprülerinin oluşup oluşmadığını kontrol etmek için sensör açılır. Sensör kablolarının bağlantısını kesmeden ve sensörü açmadan önce güç kaynağı kapatılmalıdır. Kurum köprüleri çıplak gözle kolayca görülebilir ve çok az çabayla çıkarılabilir. Kurum köprülerini çıkarmak için, optik bir temizleme bezi veya tüy bırakmayan pamuklu çubuk kullanmak en iyisidir.
Sensördeki akış davranışını değiştiren bir sızıntının yanı sıra elektrotlardaki daha düşük voltaj, sensör sinyalini değiştirebilir. Bu sorunlardan hangisinin beklenmeyen bir sensör tepkisinden sorumlu olduğunu önceden söylemek mümkün değildir. Bu nedenle, hem sızdırmazlığı hem de voltaj stabilitesini aşağıdaki gibi kontrol etmek önemlidir. İlk olarak, kablodan elektrotlara bağlantı kontrol edilir (protokol adım 4.4). Daha sonra, beklenen voltları sağlayıp sağlamadığını görmek için voltaj kaynağı kontrol edilir. Bir hava kaçağı en iyi sızıntı spreyi ile tanımlanır. Buna ek olarak, sızdırmazlık, protokol adımı 4.4.2'de açıklandığı gibi bir vakum pompası ile de kontrol edilebilir.
Sınırlama Bir elektrostatik sensörün sınırlaması Maricq ve ark.14 tarafından iyi tanımlanmıştır. Çalışmalarında, sensörün performansı için kararlı bir voltaj kaynağının ve kararlı bir sensör akışının önemini vurgulamaktadırlar. Bu nedenle, Şekil 10'da açıklandığı gibi, akış kontrolü için her zaman MFC veya pompalı bir kurulum kullanılmalıdır. Ek olarak, sensörün ilk test sırasında dengeye ulaşması için daha uzun bir zamana ihtiyacı vardır. Elektrotlara stabil bir dendrit popülasyonunun yerleştiği diğer deneylerde, sensörün başlatılması için gereken süre azalır. Bununla birlikte, genellikle sensörün ilk konsantrasyona bağlı olarak çalışması için her zaman bir başlatma süresine ihtiyaç duyduğu unutulmamalıdır.
Bilby ve ark.'da olduğu gibi düz bir tasarımın aksine, sensör kayması bu silindirik düzenlemede önemli bir sorun değildir12. Bununla birlikte, düşük partikül konsantrasyonlarındaki hızlı konsantrasyon değişikliklerinin sensörle algılanması hala zordur. Diller ve ark. ve Maricq ve ark. tarafından belirtildiği gibi, anlamlı bir ölçüm sinyali için, ölçülen değerin ortalaması, deneydeki akışın ne kadar değiştiğine bağlı olarak 2-10 dakika boyunca ortalaması alınır14,15.
2.8 nAm3 / mg'lık bir eğim ve ±1.4 nA'lık bir standart sapma ile, Şekil 11'deki regresyon çizgisinden sapma yüksektir. Sensör doğruluğunun daha iyi anlaşılması için, birkaç deneyin karşılaştırılması önerilir. Tekrarlanan deneyler için, eğim ±1.0 nA'lık bir standart sapma ile 3.5 nAm3 / mg ve ± 0.6 nA'lık bir standart sapma ile 4.9 nAm3 / mg'dır. Ek olarak, sensör voltaj kaynağı açıldığı anda çok yüksek bir okuma verecektir. Bu başlangıç değeri, ölçüm verilerinden filtrelenir.
Burada sunulan yöntemin avantajı açıkça basitlikte, aynı zamanda sensör şeklini farklı ihtiyaçlara uyarlamak için çok yönlü olasılıklarda yatmaktadır. Bu nedenle, kuruma ek olarak, sensör çok çeşitli yüklü parçacıkları algılayabilir ve enerji santrallerinden, orman yangınlarından, endüstrilerden ve otomobillerden partikül madde tespiti gibi çok çeşitli uygulamalar için uygundur. Bu makale, ajanslara, şirketlere, araştırma ekiplerine, vatandaş bilim insanlarına ve partikül maddenin tespiti ile ilgilenen herkese, bu basit sensör yapım kılavuzunu yeniden üretmek ve kendi parçacık dedektörlerini oluşturmak için bir teşvik olmalıdır.

1 μm veya daha küçük boyutlu parçacıkların solunması, insan vücudu üzerinde olumsuz sağlık etkileri açısından yüksek risk oluşturur. Yanma süreçlerinden kaynaklanan çevre kirliliğinin artmasıyla birlikte, nüfusta solunum yolu hastalıkları artmaktadır 1,2,3. Sağlığı teşvik etmek ve kirliliğe karşı koymak için, önce kirlilik kaynaklarını tanımlamak ve kirlilik derecesini ölçmek gerekir. Bu, mevcut parçacık dedektörleri ile yapılabilir. Bununla birlikte, bunlar büyüktür ve çoğu zaman özel veya vatandaş bilimi amaçları için çok pahalıdır.
Ticari olarak temin edilebilen parçacık dedektörlerinin çoğu hantal, çok pahalıdır ve çalıştırılması için ek ekipman gerektirir4. Çoğunun ayrıca birkaç aerosol şartlandırma adımına ihtiyacı vardır. Örneğin, ölçüm prensibi olarak ışık saçılımını kullanan dedektörler için seyreltme gereklidir ve ölçüm aralığı 5,6,7 dalga boyu ile sınırlıdır. Algılama prensibi olarak lazer kaynaklı akkor akkor kullanan parçacık dedektörleri hem yüksek enerjili lazer kaynaklarına hem de enerji tüketen bir soğutma sistemine ihtiyaç duyar8.
Yoğuşma partikül sayaçları kullanan partikül dedektörleri normalde partikül konsantrasyonu ölçümünde altın standart olarak kullanılır; Bunlar ön koşullandırma, seyreltme ve çalışma sıvılarına (örneğin, bütanol) ihtiyaç duyar9,10,11. Bir elektrostatik sensörün avantajları, basit ve kompakt tasarımında ve düşük imalat maliyetlerinde yatmaktadır. Bununla birlikte, yoğuşma partikül sayaçlarına kıyasla, doğruluk konusunda önemli çıkarımlar yapılmalıdır.
Bir elektrostatik sensör bu yöntemlere bir alternatif oluşturur. Elektrostatik sensörler sağlam, hafif, üretimi ucuz olabilir ve gözetimsiz çalıştırılabilir. Bir elektrostatik sensörün en basit şekli, plakaları arasında yüksek elektrik alanı olan paralel plakalı bir kapasitördür. Aerosol iki bakır elektrot arasındaki yüksek voltaj bölgesine taşınırken, doğal olarak yüklü parçacıklar farklı polarite12 elektrotları üzerinde birikir (Şekil 1).
Dendritler elektrotların yüzeyinde, elektrotlar arasında uygulanan yüksek gerilimin alan çizgileri yönünde oluşur ve kontak şarjı ile şarj edilir. Bu dendritlerin parçaları sonunda elektrotları koparır ve yüklerini aktararak zıt polarite ile elektrot üzerinde yeniden birikir. Bu parçalar çok sayıda yük taşır. Elektrot topraklandığından, biriken yük, tezgah multimetresinin iç direncinde voltaj düşüşüne yol açan bir akım üretir. Bu, birim zaman başına ne kadar sık olursa, akım o kadar yüksek olur ve sonuç olarak, voltaj düşüşü o kadar yüksek olur (Şekil 2).
Parçaların yük birikimi ile indüklenen yüksek voltaj nedeniyle, başka amplifikatör elektroniğine gerek yoktur. Dendrit kopma parçacıklarının oluşumu ve bu parçacıkların müteakip yük salınımı doğal bir sinyal amplifikasyonunu temsil eder12. Ortaya çıkan sensör sinyali, parçacık kütle konsantrasyonu ile orantılıdır. Bu sinyal, kullanıma hazır bir tezgah üstü multimetre ile algılanabilir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64844/64844fig01.jpg"> Şekil 1: Sensör şemaları. Aerosol, aerosol girişine akar, sol akış kanalından yayılır ve daha sonra yüksek voltajlı elektrot (iç elektrot) ile ölçüm elektrodu (dış elektrot) arasındaki boşluğa ulaşır. Orada, parçacıklar dendrit büyümesine katkıda bulunur ve daha önce açıklandığı gibi kopmaya katkıda bulunur, böylece sensör tepkisini oluşturur. Daha sonra, parçacıklar sağ akış kanalından daha fazla akar ve sensörü aerosol çıkışında bırakır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/64844fig01large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64844/64844fig02.jpg"> Şekil 2: Fiziksel prensip. Pozitif ve negatif yüklü parçacıkların yanı sıra nötr parçacıklar, zıt kutupluluğun elektrotları arasındaki boşluğa girer. Elektrik alan çizgileri tarafından zıt kutupluluğun elektroduna yönlendirilirler ve yüklerini orada biriktirirler. Daha sonra, bir dendritin parçası olurlar ve ilgili elektrotun yükünü üstlenirler. Alan yoğunluğu, daha fazla parçacığın sıkıştığı dendrit ucunda en yüksektir. Sürükleme kuvveti bağlama kuvvetlerini aştığında, dendritlerin parçaları kopar ve bu da karşı elektrota çarpar ve yüklerini biriktirir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/64844fig02large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Warey ve ark.10'da olduğu gibi silindirik bir tasarımla, kurum köprülerinin oluşma olasılığı en aza indirilebilir. Sensör geometrisi, uygulanan voltaj, gaz akış hızı ve partikül madde konsantrasyonu hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz. Sensör sinyalinin, sensörden akan partikül madde ile korelasyonunu önerirler (denklem 1).
Sensör (V) = 5,7 × 10-5 C V 0 e0,62V × <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/64844/64844eq01.jpg" style="margin: auto;"> (1) 
C, partikül maddenin kütle konsantrasyonudur, V0 uygulanan voltajdır, V egzoz hızıdır, L elektrot uzunluğudur ve S, elektrot boşluğu13'tür.
Bilby ve ark., elektrostatik sensörün altında yatan fiziksel etkinin ayrıntılı çalışmasına odaklanmıştır9. Bu çalışmalar, dendrit bazlı sensörün sinyal amplifikasyonunu açıklamak için optik olarak erişilebilir bir kurulum ve kinetik bir model içeriyordu (bkz. denklem 2 ve 3).
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/64844/64844eq02v2.jpg" style="margin: auto;">(2)
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/64844/64844eq03v2.jpg" style="margin: auto;">(3)
S, 50-100 nm büyüklüğünde 10-100 kurum aglomerasından oluşan bir kurum diskleri yığınını temsil eder; D n, n diskli bir dendriti temsil eder; Br, f disklerinden oluşan bir kopma parçasını belirtir; S ve ki hız sabitleri12'dir.
Bu makale, daha fazla ekipman olmadan yüksek partikül konsantrasyonları için kullanılabilecek basit ama verimli, düşük maliyetli bir parçacık dedektörünün nasıl oluşturulacağı ve test edileceği konusunda bir protokol sunmaktadır. Bu tip elektrostatik sensörler üzerindeki önceki çalışmalar çoğunlukla egzoz ölçümlerine odaklanmıştı. Bu çalışmada, laboratuvar tarafından üretilen kurum parçacıkları test aerosolleri olarak kullanılmıştır. Açıklanan sensör, Warey ve ark. ve Bilby ve ark.12,13'ün önceki çalışmalarına dayanmaktadır.
Sensör gövdesi, stereolitografi tabanlı 3D baskılı bir gövde, bakır tüplerden kesilmiş koaksiyel elektrotlar, bir vakum contası ve bir vakum kelepçesinden oluşur. Bir sensör için vakum contası, kablo, bakır borular ve 3D reçine gibi malzemelerin maliyeti 40 € 'dan azdır. Gerekli ek ekipman bir yüksek voltaj kaynağı, bir USB tezgah multimetresi ve bir lehimleme istasyonudur. Sensörü değerlendirmek için, tanımlanmış bir aerosol kaynağı ve bir referans cihazı da bir kez gereklidir (bkz. Bu protokolde açıklanan sensörün boyutu 10 cm x 7 cm'dir. Bu boyut özellikle deney için seçilmiştir ve yine de önemli ölçüde azaltılabilir (tartışmadaki modifikasyonlar/sensör boyutlarına bakın).
Bu protokol, basit bir düşük maliyetli parçacık sensörünün nasıl oluşturulacağını, test edileceğini ve kullanılacağını açıklar. Protokolün bir şeması Şekil 3'te gösterilmiştir - sensör gövdesinin 3D baskısı ve elektrot üretimi, sensörün montajı, ayrıca test ve sensörün saha uygulamasına bir örnek.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64844/64844fig03.jpg"> Şekil 3: Yöntem için şematik. Protokol dört ana adıma ayrılmıştır. İlk olarak, sensör muhafazası için tüm parçalar yazdırılır. Daha sonra elektrotlar üretilir. Üçüncü adımda, elektrotlar ve vakum contası ile 3D baskılı sensör muhafazası monte edilir. Son adımda, sensör performansı değerlendirilir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/64844fig03large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
3D baskı işleminin en önemli adımları Şekil 4'te gösterilmiştir. İlk başta, baskı için doğru dilimleyici ayarları seçilir. Daha sonra, baskının en önemli kısımları ve 3D baskılı modelin ön işlenmesi tartışılmaktadır. Bu adım için, izopropanol banyosu ve UV sertleştirme cihazı ve düz öğütücü içeren bir reçine 3D yazıcıya ihtiyaç vardır.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64844/64844fig04.jpg"> Şekil 4: 3D baskının şeması. (A) Dilimleyici 3B modeli tasvir edilmiştir; (B) baskı işlemi sırasında yazıcı. Son işlem adımları: (C) yıkama ve (D) UV sertleştirme. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/64844fig04large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Şekil 5 , elektrot üretiminin en önemli adımlarını göstermektedir: elektrotların form şekillendirmesi ve elektrotlara temasın lehimlenmesi. Bu adım için, farklı çaplarda iki bakır boru, bir kumpas, bir boru kesici, düz bir taşlama makinesi, bir mengene, bir lehimleme istasyonu ve lehimleme kalayı, iki farklı renkte izole kablolar, termal koruyucu eldivenler ve bir tel kesiciye ihtiyaç vardır.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64844/64844fig05.jpg"> Şekil 5: Elektrot üretimi . (A) Ölçme, (B) kesme, (C) çapak alma ve (D) elektrotların lehimlenmesi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/64844fig05large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Protokoldeki montaj bölümü, sensörün nasıl monte edildiğini açıklar. En önemli sensör parçaları Şekil 6'da, yani dış elektrot tutucu, akış kanalı ve iç elektrot tutucu olarak gösterilmiştir. Şekil 7 , sensör montajındaki en önemli adımları göstermektedir. Bu adım için epoksi yapıştırıcı, koruyucu giysiler, vakum contası, vakum kelepçesi, güvenlik gözlükleri ve eldivenlere ihtiyaç vardır.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64844/64844fig06.jpg"> Şekil 6: Sensör parçaları . (A) Dış elektrot tutucu, (B) akış kanalı ve (C) iç elektrot tutucu. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/64844fig06large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64844/64844fig07.jpg"> Şekil 7: Sensör tertibatı. Sensör tertibatının tüm adımları gösterilir. A-E, sensörün bir yarısının montajını gösterir. (A) İç elektrot tutucu akış kanalına yapıştırılmıştır. (B) İç elektrot, iç elektrot tutucu üzerine yerleştirilir. (C) Dış elektrot, dış elektrot tutucusuna yerleştirilir. (D) Dış elektrot tutucu, akış kanalı + iç elektrot tutucu tertibatı üzerine yapıştırılır. (E) Vakum sızdırmazlığı, bir sensör yarısının dış elektroduna yapışır ve ardından diğer sensör yarısının aynı ikinci dış elektrodu olan (C)'ye yapışır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/64844fig07large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Test bölümünde, yeni üretilen sensörü bir referans cihazıyla karşılaştırmak için deneyin nasıl ayarlanacağı açıklanmaktadır. Bu adım için, bir tezgah multimetresi, vakum pompası, yüksek voltaj beslemesi, aerosol jeneratörü, seyreltme köprüsü, aerosol tüpleri, Y-fitting, bir kütle akış kontrolörü (MFC), bir aerosol karıştırıcı, bir referans cihazı ve bir pamuklu çubuk gereklidir.

<table><tbody><tr><td><güçlü>Ekipman</güçlü></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>3D yazıcı</td><td>Formlabs</td><td></td><td>3</td></tr><tr><td>Aerosol Karıştırıcı</td><td>ESSKA</td><td>304200812095 95</td><td>mm, çap 8 mm</td></tr><tr><td>Aerosol kurum üreteci</td><td>Jing Aerosol Modeli</td><td></td><td>5201 Tip C miniCAST</td></tr><tr><td>Tezgah Multimetre</td><td>Keysight</td><td></td><td>KEYSIGHT 34465A, 0 - 100 V aralığı, 1 M& Omega; iç direnç</td></tr><tr><td>Seyreltme Köprüsü</td><td>Özel yapım</td><td></td><td>İğne valfi ve paralel olarak HEPA filtresi</td></tr><tr><td>Yüksek voltajlı güç kaynağı</td><td>Stanford Research Systems</td><td></td><td>PS350, 5000 V - 25 W</td></tr><tr><td>Mas akış kontrolörü</td><td>V&ouml; gtlin</td><td>GSC-C3SA-BB26</td><td>Gaz akışı için kırmızı-y, akış aralığı: 0-10 L/dk</td></tr><tr><td>Refence Instument</td><td>AVL</td><td></td><td>MSSplus - AVL Mikro Kurum Sensörü</td></tr><tr><td><güçlü>Malzeme</güçlü></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aerosol tygon tüpleri</td><td>Saint Gobain Sıvı Transfer</td><td></td><td>AAG00012 Çapı 7 mm</td></tr><tr><td>Çift yönlü akış kontrol valfleri serisi RFO</td><td>CAMOZZI</td><td>RFO 383-1/8</td><td>P maksimum 10 bar</td></tr><tr><td>Dikenli bağlantı ile küçültülmüş</td><td>konektör ESSKA</td><td>IQSG120H6000</td><td></td></tr><tr><td>Bakır boru 12 mm</td><td>Obi</td><td>1996602</td><td>Çap 12 mm</td></tr><tr><td>Bakır boru 18 mm</td><td>Obi</td><td>1499441</td><td>Çap 18 mm</td></tr><tr><td>Bakır boru 22 mm</td><td>Obi</td><td>1996628</td><td>Çap 22 mm</td></tr><tr><td>Pamuklu çubuk</td><td>Chemtronics</td><td>48042F</td><td>50 m, 1 mm uç</td></tr><tr><td>Epoksi yapıştırıcı</td><td>RS bileşenleri</td><td>132605</td><td>RS hızlı ayar epoksi</td></tr><tr><td>Hepa Naylon Einweg-Inline-Filter</td><td>Parker</td><td>9933-05-BQ</td><td>Fl&uuml; ssigkeit 5.4SCFM 1/4Zoll, mit G1/4 Anschluss 8,1 bar</td></tr><tr><td>İzole elektrik kablosu</td><td>Nexans</td><td></td><td>Çap 2 mm, iki farklı renk kırmızı ve siyah</td></tr><tr><td>Fotopolimer Reçine</td><td>Formlabs</td><td>851976006196</td><td>1 L&nbsp; Kartuş - Şeffaf (Şeffaf)</td></tr><tr><td>Lehimleme kalay</td><td>Stannol</td><td>574108</td><td></td></tr><tr><td>Tefen polimer Y - bağlantı TEFEN</td><td></td><td>TEF-8357-06-00</td><td></td></tr><tr><td>Termal koruma eldivenleri</td><td>Bir</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vakum kelepçesi</td><td>MISUMI</td><td>FRNWC40</td><td>Kelepçesi</td></tr><tr><td>Vakum contası</td><td>MISUMI</td><td>FRNWR40</td><td>O-ring contalı merkezleme halkası</td></tr><tr><td>< güçlü > Alet< / güçlü ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Kaliper</td><td>Starrett</td><td>DW990</td><td></td></tr><tr><td>Çapak Giderici</td><td>Ruko</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eldiven</td><td>BM Polyoo</td><td></td><td></td></tr><tr><td>İzopropanol banyosu</td><td>Formlabs</td><td>FK-F3-01</td><td>Form 3 bitirme kiti</td></tr><tr><td>PCB yardımcısı</td><td>RS bileşenleri</td><td>221-7531</td><td></td></tr><tr><td>Boru kesici</td><td>Sert</td><td></td><td>35S</td></tr><tr><td>Güvenlik gözlükleri</td><td>3M</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zımpara kağıdı</td><td>Mirka</td><td></td><td>Farklı zımpara kağıdı kalınlıkları 40 - 200</td></tr><tr><td>Lehimleme istasyonu</td><td>Ersa</td><td></td><td>Ersa i-CON 2, 400 &deg; C, 2,2 mm lehim çubuğu</td></tr><tr><td>Düz tanecik</td><td>Dremel</td><td>F013400046</td><td>Dremel 4000</td></tr><tr><td>UV Sertleştirme cihazı</td><td>Formlabs</td><td>FH-CU-01</td><td>Form kürleme</td></tr><tr><td>Vakum pompası</td><td>Mityvac</td><td>MV8000</td><td>Otomotiv Ayar ve Fren Hava Alma Kiti</td></tr><tr><td>Mengene</td><td>Proxxon</td><td>NO 28 132</td><td>MS4,&nbsp; Çene yüksekliği 10 mm, Max. Sıkıştırma genişliği 34 mm</td></tr><tr><td>Tel kesici</td><td>KNIPEX</td><td>7712115</td><td></td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>MFC software</td><td>V&ouml; gtlin</td><td>Red-y</td>Referans Kurulum Yazılımı AVL'yi <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td> Alın <td>Cihazla birlikte verilir: MSSplus</td></tr><tr><td>Slicer yazılımı</td><td>Formlabs</td><td></td><td>Preform İndirme Bağlantısı: https://formlabs.com/de/software/</td></tr></tbody></table>

eklemeli Üretim Özellikli düşük maliyetli partikül dedektörü

Additive Manufacturing-Enabled Low-Cost Particle Detector

1 μm veya daha küçük boyutlu partiküller insan vücudu için ciddi bir sağlık riski oluşturduğundan, partikül emisyonlarının tespiti ve düzenlenmesi büyük önem taşımaktadır. Partikül emisyonlarının büyük bir kısmı taşımacılık sektörü tarafından yayılmaktadır. Ticari olarak temin edilebilen parçacık dedektörlerinin çoğu hantal, çok pahalıdır ve ek ekipmana ihtiyaç duyar. Bu makalede, küçük ve uygun maliyetli bağımsız bir parçacık dedektörü oluşturmak ve test etmek için bir protokol sunulmaktadır. 
Bu makalenin odak noktası, video içeren ayrıntılı inşaat kılavuzunun ve sensör değerlendirme prosedürünün açıklamasında yatmaktadır. Sensörün bilgisayar destekli tasarım modeli ek malzemeye dahil edilmiştir. El kitabı, 3D baskıdan tamamen operasyonel sensöre kadar tüm inşaat adımlarını açıklamaktadır. Sensör yüklü partikülleri algılayabilir ve bu nedenle çok çeşitli uygulamalar için uygundur. Olası bir uygulama alanı, enerji santrallerinden, orman yangınlarından, endüstrilerden ve otomobillerden kurum tespiti olacaktır.

Sensör sinyalinin partikül kütlesi ile tam korelasyonu, partikül yükü dağılımına ve boyut dağılımına ve ayrıca aerosol bileşimine bağlı olarak değişir. Bu nedenle, sensör bir referans cihazı ile belirli bir uygulamaya göre kalibre edilmelidir. Bu bölümde, yeni üretilen sensörün bir referans cihazıyla nasıl karşılaştırılacağı açıklanmaktadır.
Sensörün başlangıç aşaması, seçilen parçacık konsantrasyonuna bağlı olarak yaklaşık 5-10 dakika sürer. Başlangıç aşamasında, sensör sabit bir parçacık konsantrasyonuna maruz kalırken sensör sinyali önemli ölçüde artar. Başlangıç aşamasından sonra, sensör sinyali stabilize olur. Bu aşamada, dendritlerin birikmesi ve parçalanması için bir denge durumuna ulaşılır ve sensör sinyali daha sonra gelen kurum konsantrasyonu ile orantılıdır. Bu başlatma aşamasından sonra, sensör aerosol konsantrasyonundaki herhangi bir değişikliği ölçmeye hazırdır.
Şekil 11'de gösterilen ölçüm verileri, sensörün yukarıda belirtilen denge durumunda olduğu andan itibaren başlar. Sensör akımını amper cinsinden hesaplamak için, volt cinsinden toplanan veriler, doğru akım değerini elde etmek için iç direnç değerine bölünmelidir.
Dikey eksen sensör sinyalini amper cinsinden gösterir ve yatay eksen referans cihazı tarafından ölçülen aerosol konsantrasyonunu mg/m3 cinsinden gösterir. Arsada temsili parametreleri ile doğrusal bir uyum da verilmiştir. Ölçülen verilerin yüksek belirsizliği, seyreltme köprüsü ile konsantrasyonu ayarlarken yüksek dinamiklerden kaynaklanmaktadır. Doğrusal uyum parametreleri, 0.80'lik bir R2 değeri, -0.53 nA'lık bir kesişme ve 1.4 nA'lık bir standart sapma ile 2.80 nAm3 / mg'lık bir eğimdir.
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64844/64844fig11.jpg"> Şekil 11: Olumlu sonuçlar. Sensör sinyali dikey eksende amper cinsinden çizilirken, referans cihazı tarafından mg/m3 cinsinden ölçülen parçacık konsantrasyonu yatay eksende çizilir. Ek olarak, arsaya en önemli parametrelerle doğrusal bir uyum eklenir. Doğrusal uyum parametreleri, 0.80'lik bir R2 değeri, -0.53 nA'lık bir kesişme ve 2.80 nAm3 / mg'lık bir eğimdir. Bu <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/64844fig11large.jpg" target="_blank">şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Parçacıkların elektrotlar arasındaki yolu tıkaması olasılığı da vardır, bu durumda elektrotlar arasında iletken kurum köprüleri oluşur. Kurum iletken bir malzeme olduğundan, bu kurum köprüleri elektrotlar arasında kısa devre oluşturur. Ölçülen sinyal, iletken yolun kalınlığının artmasıyla, voltajın voltmetrenin zarar görebileceği kadar yükseldiği noktaya kadar hızla yükselir. Kurum köprüleri oluşturma deneyi için bir örnek Şekil 12'de görülebilir. Sinyal çok dik sıçramalarda / adımlarda yükselir ve durmaz veya düzleşmez. Dendritler de artık oluşmaz ve sensör artık denge durumunda değildir. Bu durumda, yüksek voltaj kaynağı derhal kapatılmalı, sensör temizlenmeli ve yeni bir ölçüm başlatılmalıdır.
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64844/64844fig12.jpg"> Şekil 12: Negatif sonuç. Ölçüm sırasında kısa devre oluştu. Amper cinsinden sensör sinyali dikey eksende çizilir ve ölçüm süresi yatay eksende çizilir. Sensör sinyali kısıtlama olmaksızın artmaya devam eder. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/64844fig12large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Düz bir çizgi görüntülenirse ve sensör akımı 1 nA'nın üzerindeki bir değere hiç yükselmezse, tartışma bölümündeki sorun giderme talimatlarını izleyin. Sensör, giren aerosolü doğru bir şekilde ölçmek için her zaman denge durumunda olmalıdır; Bu nedenle, deneyin başında yeterince yüksek bir başlangıç aerosol konsantrasyonu sağlanmalıdır.
Ek Dosya 1: Bu dosya, Şekil 7A'da gösterilen akış kanalını kablo delikleriyle yazdırmak için bilgisayar destekli tasarım (CAD) dosyasını temsil eder. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/flow_channel.zip" target="_blank">Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Dosya 2: Bu dosya, Şekil 7A'da gösterilen akış kanalını deliksiz yazdırmak için kullanılan CAD dosyasını temsil eder. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/flow_channel_no_holes.zip" target="_blank">Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Dosya 3: Bu dosya, Şekil 7A'da gösterilen iç elektrot tutucuyu yazdırmak için kullanılan CAD dosyasını temsil eder. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/inner_electrode_holder.zip" target="_blank">Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Dosya 4: Bu dosya, Şekil 7C'de (sağda) gösterilen dış elektrot tutucuyu yazdırmak için kullanılan CAD dosyasını temsil eder. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/outer_electrode_holder.zip" target="_blank">Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Dosya 5: Bu dosya, Şekil 7C'de (solda) gösterilen delikler olmadan akış kanalını yazdırmak için kullanılan CAD dosyasını temsil eder. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/outer_electrode_holder_no_holes.zip" target="_blank">Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Dosya 6: Bu dosya, elektrot ara parçasını yazdırmak için CAD dosyasını temsil eder. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64844/electrode_glue_spacer.zip" target="_blank">Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>

Burada, basit ama verimli düşük maliyetli bir parçacık dedektörünün nasıl oluşturulacağı ve test edileceğine dair bir protokol sunuyoruz.

Eklemeli Üretim Özellikli Düşük Maliyetli Partikül Dedektörü

As particles with a size of 1 &#181;m or smaller pose a severe health risk to the human body, the detection and regulation of particle emissions are of ...

Partikül emisyonlarının tespiti ve düzenlenmesi büyük önem taşımaktadır. Protokol önemlidir çünkü herkesin basit bir parçacık sensörü oluşturmasına, test etmesine ve kullanmasına izin verir. Yöntemin avantajı sadece bu basitlikte değil, aynı zamanda sensör şeklini minimum ekipman ve minimum genel maliyetle farklı ihtiyaçlara uyarlamanın çok yönlü olanaklarında da yatmaktadır.Kuruma ek olarak, sensör yüklü parçacıkların gerçeklerini algılayabilir ve birçok uygulama için uygundur. Örneğin, enerji santralleri için özel metal algılama, endüstrilerdeki orman yangınları ve otomobiller. Elektrotların üretimine başlamak için sırasıyla 18 milimetre ve 22 milimetre çapa sahip iki bakır boru alır.Her iki borunun üstünden dokuz milimetre ölçün ve bu konumları işaretleyin. Çok fazla kuvvet uygulamadan işaretlerde boru kesici kullanarak boruları kesin. Bakır halkaların çapaklarını, üzerlerine çok fazla baskı uygulamadan ve elektrot yüzeylerini çizmeden dikkatlice boşaltın.Bu, sensörlerin performansını etkileyen kritik bir adımdır. Daha sonra, elektrotları lehimlemeden önce, yüzeylerdeki oksitlenmiş bakır tabakadan kurtulmak için bakır halkaları parlatın. Lehimlenecek halkayı bir mengenede kelepçeleyin.Kabloyu halkaya lehimlemeden önce hem bakır halkayı hem de kabloyu önceden kalayın . Kırmızı kabloyu 18 milimetre iç bakır halkaya ve siyah kabloyu 22 milimetre dış bakır halkaya lehimleyin. İç elektrot tutucuyu akış kanalına yapıştırın ve yapıştırıcının sertleşmesi için bir saat bekleyin.Ardından, lehimleme noktası için yeterli alan olduğundan emin olmak için kabloyu kablo kanalı boyunca yönlendirin. 18 milimetrelik iç elektrot halkasını tutucunun üzerine yerleştirin. Ardından, kabloyu kablo kanalından besleyin ve 22 milimetrelik dış elektrot halkasını ilgili tutucuya yerleştirin.Dış elektrot tutucuyu akış kanalına yapıştırın. Ara parçayı iki bakır elektrot arasındaki boşluğa yerleştirin ve yapıştırıcının sertleşmesi için bir saat bekleyin. Tüm kablo kanallarını epoksi yapıştırıcı ile kapatın.Sonra tutkalın sertleşmesi için gece boyunca bekleyin. Ertesi gün, vakum contasını dış elektrotun basılı vanasına yerleştirin. Ardından, iki sensör tarafını birbirine yerleştirdikten sonra, vakum kelepçesi ile sabitleyin.Sensör kurulumunu resimde gösterildiği gibi oluşturun. Bunu yapmak için, önce yüksek voltajlı güç kaynağını yüksek voltaj elektrodunun kırmızı sensör kablosuna bağlayın. Ardından siyah sensör kablosunu tezgahın multimetre voltaj girişine bağlayın.Daha sonra, elektrometre topraklamasını veya GND'yi bir güç kaynağı ile topladıktan sonra, GND multimetre USB kablosunu PC'ye bağlayın. Multimetre PC'ye bağlandıktan sonra, sensörü gösterilen düzene göre aerosol ölçüm kurulumuna dahil edin. Deneye başlamadan önce seyreltme köprüsünün kapalı olduğundan emin olun. Seyreltme köprüsü çıkışını aerosol karıştırıcı girişine ve aerosol karışımının iki çıkışını sensör girişine bağlayın.Sensör çıkışına yüksek verimli bir partikül emici veya HEPA filtresi bağlayın ve HEPA çıkışını kütle akış kontrolörüne veya MFC girişine bağlayın. Bir wye bağlantısı kullanın ve aerosol karıştırıcı çıkışını ve seyreltme hava akışını wye fitting'in bölünmüş ucuna bağlayın. Wye bağlantısının tek ucuna referans cihazı girişini bağlayın.Aerosol jeneratörünü seyreltme köprüsüne bağlayarak deneyi başlatın ve seyreltme köprüsünün kapalı olduğundan emin olun. Referans enstrümanında Ölçü'ye tıklayın. Referans cihaza veri kaydetmeden önce, metreküp başına üç ila beş miligramlık istenen aerosol kütle konsantrasyonuna ulaşılana kadar seyreltme köprüsünü yavaşça açın.Referans cihaz parçacık kütle konsantrasyonunu gözlemleyin. Aerosol kaynağı kararlı olduğunda, sensör güç kaynağını 1.000 voltta açın ve verileri kaydetmeye başlayın. Dendritlerin birikmesi ve parçalanması için bir denge durumuna ulaşıldıktan sonra, sensör sinyali gelen kurum konsantrasyonu ile orantılı hale geldi.Dikey eksen, sensör sinyalini amper cinsinden gösterir ve yatay eksen, referans cihazı tarafından ölçülen aerosol konsantrasyonunu metreküp başına miligram cinsinden gösterir. Arsadan temsili parametreleri ile doğrusal bir uyum hesaplandı. Ayrıca, elektrotlar içinde kurum köprülerinin oluşumu nedeniyle kısa devrenin meydana geldiği bir deney, sinyalin durmadan veya düzleşmeden adım adım dik yükseldiğini gösterdi.Dendritler artık oluşmuyordu ve sensör artık denge durumunda değildi. Elektrotları çok dikkatli bir şekilde imal etmek ve düzgün bir elektrot boşluğu oluşturmak çok önemlidir. Güvenilir bir test ortamı sağlamak için deney düzeneği gösterildiği gibi çoğaltılmalıdır.Bu protokol, ajansları, şirketleri, araştırma ekiplerini ve vatandaş bilim insanlarını bu basit sensör yapısını yeniden üretmeye ve kendi parçacık dedektörlerini oluşturmaya motive etmelidir.

additive-manufacturing-enabled-low-cost-particle-detector

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Bu video, hücresel kontraktilite modülasyon değerlendirmek için microfabricated sonrası dizi dedektörleri (mPADs) imal ve nasıl kullanılacağını göstermektedir.

Microfabricated Post-Dizi-Dedektörleri (mPADs): Mekanik Kuvvetleri yalıtın bir Yaklaşım

Bu video, manyetik nanoparçacık tabanlı bir immünolojik test için bir mikroakışkan sistemi göstermektedir. Algılama sistemi, kanalları içinde manyetik bir tuzak içeren bir mikroakışkan cihaz kullanır. Primer ve peroksidaz konjuge sekonder antikorlara bağlı antijen kaplı manyetik nanopartiküllerden oluşan önceden oluşturulmuş immünokompleksler kanallara sokulur. İmmünokompleksler, harici bir manyetik alan uygulandıktan sonra gözenekli manyetik tuzakta yakalanır. Peroksidazlar tarafından kataliz...

Mikroakışkan Bir Cihaz Kullanan Manyetik Nanopartikül Bazlı Bir İmmünoassay

Düzlemsel örneklerinde manyetik parçacıkların görüntülenmesi için bir tarayıcı manyetik algılama tekniği karıştırma düzlemsel frekansı kullanılarak geliştirilmiştir. parçacıkların doğrusal olmayan nonhysteretic mıknatıslanma manyetik modülasyon ürünleri tepkisi iki frekans uyarım üzerine kaydedilir. İnce biyolojik örneklerin 2D görüntüleri çekmek için kullanılabilir.

Düzlemsel Örnekleri Manyetik tanecikler Görüntüleme Manyetik algılama Tarayıcı Karıştırma frekansı

Damlacık mikroakışkanlarında çok renkli floresan algılama, tipik olarak hacimli ve karmaşık epifloresan mikroskobu tabanlı algılama sistemlerini içerir. Burada, tek bir fotodetektör tarafından toplanan çok renkli verileri geçici olarak kodlamak için bir dizi optik fiber kullanan kompakt ve modüler çok renkli bir algılama şemasını açıklıyoruz.

Damlacık Mikroakiskan için renkli Floresan Algılama Optik Elyaf kullanma

Bu protokol, 30 dakika içinde 10 μL tam kandaki proteinlerin femto molar algılama duyarlılığının nasıl elde edileceğini göstermektedir. Bu, yüksek yüzey alanının yanı sıra gelişmiş sinyal-gürültü oranı için etkili karıştırma ve yıkama sunan bir disk üzerinde laboratuvara entegre edilmiş elektroeğrilmiş nanolifli matlar kullanılarak elde edilebilir.

Tüm Blood adlı ultrasensitive Protein Algılama için Tam Otomatik Santrifüj mikroakışkan Cihazı

plasmonik cımbız katılan bir mikroçip üretim süreci burada sunulmuştur. Mikroçip maksimum sıkıştırma kuvvetinin ölçülmesi için bir tuzak parçacığın görüntülenmesine olanak sağlar.

Bir İzleme Ortamında plasmonik Yakalama ve Nanopartiküller Yayın

Birden mikroakışkan kanallarda parçacıkların algılama ve boyutlandırma multipleks için, kod bölmeli çoklu erişim (CDMA) ile rezistif darbe algılama (RPS) birleştiren entegre bir yüzey elektrot ağı ile mikroakışkan platformu göstermektedir.

Parçacıkların Mekansal Takip için Çoklanmış Elektronik Algılama ile mikroakışkan Platformu

İnşaat ve gerçek zamanlı 3D tek parçacık izleme mikroskop izleme Nano floresan yetenekli probları yüksek diffusive hızları ve düşük foton sayısı oranları bu protokolü ayrıntıları.

Gerçek zamanlı 3D tek parçacık izleme için bir iletişim kuralı

Bu çalışma, bir amplifikasyon mekanizması ve geliştirilmiş bir 3D yazıcı kullanılarak üretilen bir polidimelisiloksane mikroskop oluşan bir gerinim ölçüm sensörü sunar.

Geliştirilmiş 3D Yazıcılı Gerinim Ölçüm Cihazı Üretimi

Mikroakışkanlar, tanısal testlerin geliştirilmesi için güçlü bir araçtır. Bununla birlikte, pahalı ekipman ve malzemelerin yanı sıra zahmetli imalat ve taşıma teknikleri de sıklıkla gereklidir. Burada, manyetik mikro ve nanopartikül bazlı immünotahliller için akrilik bir mikroakışkan cihazın üretim protokolünü düşük maliyetli ve kullanımı kolay bir ortamda detaylandırıyoruz.

Manyetik Nanopartikül Bazlı İmmünoassaylar için Kademeli Bir Kısıtlama ile Mikroakışkan Akrilik Cihazın Bilgisayar Sayısal Kontrol Mikrofrezelenmesi

Keşfedin düşük maliyetli partikül dedektörü yapımını bakır boru elektrotlar ve yüksek voltaj güç kaynağı kullanarak. Bu yöntem, araştırmacılar ve vatandaş bilim insanları için çevresel izleme ve endüstriyel uygulamalarda güvenilir ölçüm sağlar.

Eklemeli Üretim Özellikli Düşük Maliyetli Partikül Dedektörü

Daha fazla video keşfet