Die Autoren sind dankbar für die Hilfe des NIST Neutron Imaging Instrument an Wissenschaftler Dr. Daniel Hussey für uns mit Neutronenradiogramme zu unterstützen.

1. Procure nicht maßgefertigte Teile für den Frühling Transportmechanismus <ol><li> Beschaffen Sie die Federn, Gewindestange Bolzen, Muttern und Unterlegscheiben. Diese Elemente sind in der Liste der spezifische Materialien / Ausrüstung aufgeführt. Kaufen Sie die Quellen und Abstandshalter vor dem Kugelhalter herzustellen. Verwenden Sie 18-8 Edelstahl (außer 303), oder vorzugsweise aus rostfreiem Stahl 316, für alle Materialien. </li><li> Procure Rotor. Der Rotor ist ein Kugellager 4,5 mm Durchmesser aus Edelstahl 440C oder E52100 legierter Stahl. </li><li> Beschaffen Sie mit der rechten Eckventil aufgeführt in der Liste der spezifische Materialien / Ausrüstung. </li></ol> 2. Procure Materialien für die Shipping Container <ol><li> Beschaffen Sie den Versandbehälter. Verwenden Sie rotationsgeformten, Polyethylen-Hartschalenkoffer mit geschützten Vertiefungen, da diese die Art der Fälle waren die erfolgreich getestet wurden. Der Fall in die Liste der spezifischen Materialien / Ausrüstung erfüllt die Mindestinnenraumbedarf. </li><li> Procure der Schaum Verpackung. <ol><li> Procure 2 # (32 kg / m 3) Polyurethan (Ester) Schaum. Bestellen Sie genug Esterschaum die Ober- und Unterseite des Transportbehälters zu füllen. Erwerben Sie ein Stück von 5 cm Eierkarton Esterschaum. </li><li> Procure 2 # (PE) Polyethylenschaum, der 7,6 cm dick und hat eine ausreichend große Fläche die Breite und Tiefe des Transportbehälters zu decken. </li></ol></li></ol> 3. Beschaffung und Herstellung von Custom Parts für die Frühling-Transportmechanismus Hinweis: Beispiel Zeichnungen der Zeichnungsteile in diesem Abschnitt beschrieben sind in den angegebenen 2-4. <ol><li> Produzieren und legt Zeichnungen, um benutzerdefinierte Anbieter oder in-house-Shop zur Herstellung des Spinnrotors Lehre (SRG) Fingerhut / Flansch. Kritische Abmessungen sind in Abbildung 2 wiedergegeben. Die benutzerdefinierte Hersteller mit Ultrahochvakuum (UHV) Herstellungstechniken vertraut sein. Der Fingerhut ist relativ einfach, ein zur Herstellung vonnd ist gut innerhalb der Fähigkeit vieler Vakuumkomponente Unternehmen. </li><li> Erwerben Sie die Zinken, die die SRG Kopf an dem Flansch (siehe Abbildung 1) zu halten. Diese können aus der kommerziellen SRG Fingerhut / Flanschanordnung entfernt werden, die mit der SRG elektronische Steuereinheit kommt. Jede Zinke wird anstelle von einer einzigen Schraube (in der Regel eine metrische Sechskantkopf) mit einer Sicherungsscheibe gehalten und kann durch Abschrauben mit dem entsprechenden Schlüssel (wie zum Beispiel eine metrische Sechskantschlüssel) entfernt werden. <ol><li> Alternativ fertigen diese vom selben Anbieter den Fingerhut / Flansch, wie im vorherigen Schritt die Bereitstellung, aber Ultrahochvakuum-Herstellungstechniken nicht befolgt werden müssen. Machen Sie genaue Kopien der kommerziellen SRG Zinken. </li></ol></li><li> Produzieren und legt Zeichnungen für den einfachen Adapter den M6 Bolzen auf der rechten Eckventil zu einem 8-32 all-Gewindebolzen (American Standard-Hardware) zu verbinden. Siehe Abbildung 3. </li><li> Produzieren und legt Zeichnungen für die Herstellung des Kugelhalters. Critical Abmessungen sind in Abbildung 4 angegeben. Fabrizieren den Kugelhalter aus 316L Edelstahl in Übereinstimmung mit UHV Herstellungstechniken. Tack schweißen den Kugelhalter an einem Ende einer Feder. Tack schweißen das andere Ende der Feder an der Pattsituation. Reinigen Sie alle Teile entsprechend der Reinigungsprozedur gegeben in Abschnitt 5. </li><li> Schneiden Sie die 8-32 all-Gewindebolzen bis zu einer Länge von 18 mm und sauber, wie in Abschnitt 5 beschrieben. </li></ol> 4. Herstellung von benutzerdefinierten Foam Cut-out <ol><li> Machen Sie eine Aussparung für die Feder-Transportmechanismus in der PE-Schaum. Folgen den Konturen der Ventilanordnung so nahe wie möglich. Tun Sie dies von Hand mit einem scharfen Teppichmesser; alternativ kann die Kontur professionell von einem Verpackungslieferanten geschnitten werden. </li><li> Verwenden Sie die Abmessungen des Ventils durch den Ventilhersteller gegeben und den Fingerhut / Flanschdimensionen gegeben in Abbildung 2. Schneiden Sie den Raum für den Fingerhut groß genug , um die Zinken (1,5 cm x 3,8 cm) aufzunehmen.</li></ol> 5. Reinigung der Vakuum-Komponenten <ol><li> Reinigen Sie alle Vakuumkomponenten für Ultrahochvakuum (UHV) vor der Montage. Unsere empfohlenen Reinigungsverfahren ist wie folgt. <ol><li> Griff -vakuumteile mit Nitril, Latex oder Vinyl-Handschuhe. Nicht mit bloßen Händen berühren. </li><li> Saubere Teile ein mildes Reinigungsmittel (zB in den Materialien / Geräte-Liste aufgeführt), gelöst in destilliertem oder entionisiertem Wasser und einem fusselfreien Tuch. </li><li> Ort Teile in ein Bad aus einem milden Reinigungsmittel, gelöst in destilliertem oder deionisiertem Wasser und in einen Ultraschallreiniger für 20 min. </li><li> Spülen Sie die Teile gründlich mit destilliertem oder entionisiertem Wasser. </li><li> Deckelteile mit Aceton und in einen Ultraschallreiniger für 20 min. </li><li> Entfernen Sie die Teile aus Aceton. Deckelteile mit Ethanol und in einen Ultraschallreiniger für 20 min. </li><li> Entfernen Sie die Teile aus Ethanol. Gründlich mit destilliertem oder entionisiertem Wasser. </li><li> Brennen Sie die Teiletrocken mit trockenem Stickstoff oder sauberer, trockener Luft. </li><li> Lassen Sie Teile der Luft trocknen auf einem Reinraumqualität fusselfreien Tuch für 24 Stunden. </li></ol></li></ol> 6. Bauen Sie den Frühling-Transportmechanismus <ol><li> Bei der Montage tragen Nitril, Vinyl oder Latex-Handschuhe. Nicht -vakuumteile mit bloßen Händen berühren. </li><li> Sammeln Sie die notwendigen Werkzeuge: Spitzzange, Inbus-Treiber für 8-32 Mutter, Schraubenschlüssel für Adapter, Lineal oder Sattel. Wischen Sie das Lineal / um mit Ethanol; Reinigen Sie alle anderen Werkzeuge, um das Verfahren in Schritt 5 verwendet wird. </li><li> Sammeln Sie die notwendigen Teile: das Ventil, Fingerhut, Kugellager, Kugelhalter / Federpaket, 18 mm lang 8-32 Bolzen, Gewindeadapter, Muttern und Federringe, 3-mm-Inbusschlüssel und Maskierung (Schritt 3.5 zu sehen) Band. Siehe Abbildung 5. </li><li> Frühling-Transportmechanismus Montage: <ol><li> schließen Voll den Winkelventil durch Drehen im Uhrzeigersinn bis zum Anschlag. </li><li> Blick durch die Ventilöffnungen, identifizieren Sie die M6 Bolzen centered auf dem Ventilsitz. </li><li> Schrauben Sie den Adapter eng auf die M6 Bolzen. Legen Sie eine UHV sauber Schraubenschlüssel oder einer Zange durch den Anschluss des Adapters zu erhalten, wie möglichst eng. </li><li> Legen Sie 8-32 Gestüt in das andere Ende des Adapters. Ziehen Sie so eng wie möglich. Die 8-32 Stud wird durch den Adapter und drücken gegen den M6 Bolzen erstrecken. </li><li> Legen Sie Sicherungsscheibe auf 8-32 Bolzen und dann eine Mutter. Ziehen Sie die Mutter mit einem sauberen Socket-Treiber oder einer Zange. Das Ventil kann während dieses Schrittes geschlossen werden leichter zu machen Anziehen. </li><li> Legen Sie eine Mutter auf der 8-32 Stud. Drehen Sie es, bis fast die Mutter am anderen Ende zu berühren. Legen Sie Sicherungsscheibe auf 8-32 Bolzen. </li><li> Bringen Sie Feder / Kugelhalter an der 8-32 durch die Pattsituation Bolzen. Drehen Sie die Pattsituation, bis sie die Sicherungsscheibe berührt. Hinweis: Das folgende Verfahren beschreibt , wie die Längenverstellung der Federanordnung zu überprüfen, siehe Abbildung 6. </li><li> Setzen Sie den Rotor in der benutzerdefinierten Fingerhut und sichern Sie sie mit einem Magneten (von acommercial SRG), indem sie es auf dem Fingerhut Ende Platzierung und Fixierung mit Klebeband. Der Rotor ist nun am Ende der Hülse. </li><li> Schieben Fingerhut über Feder / Kugelhalter, zu stoppen, wenn der Kugelhalter den Ball berührt. Messen der Lücke zwischen dem Ventilflansch und Fingerhut Flansch, wie in 6. <ol><li> Wenn die Lücke im Bereich von 2 mm bis 6 mm, überspringen 6.4.10.2 zu Schritt). Eine nominelle Spalt von 3 mm ist ideal, aber ein Spalt im Bereich von 2 bis 6 mm ausreichend. Ein Spalt kleiner als 2 mm ist nicht akzeptabel. </li><li> Entfernen Fingerhut / Flanschmontage und beiseite stellen. Wenn der Spalt kleiner als 2 mm, drehen Sie das Patt gegen den Uhrzeigersinn, um die Lücke größer. Wenn der Spalt war größer als 6 mm, drehen Sie das Patt im Uhrzeigersinn, um die Lücke zu verkleinern. Gehen Sie zurück zu Schritt 6.4.10. </li></ol></li><li> Entfernen Fingerhut / Flanschmontage und beiseite stellen. Wenn der Spalt kleiner als 2 mm, drehen Sie das Patt gegen den Uhrzeigersinn, um die Lücke größer. Wenn der Spalt war größer als 6 mm, drehen Sie den standoff im Uhrzeigersinn, um die Lücke kleiner. Gehen Sie zurück zu Schritt 6.4.10. </li><li> Ziehen Sie die Mutter gegen die Pattsituation. </li><li> Öffnen Sie das Ventil durch Drehen gegen den Uhrzeigersinn. </li></ol></li><li> Montieren Sie den Flansch: <ol><li> Nehmen Sie den Rotor durch Klebeband und Magnet entfernt und vorsichtig so dass der Rotor aus dem Fingerhut zu rollen. </li><li> Bringen Sie die beiden Zinken an dem Flansch eine Sicherungsscheibe und Schraube durch die Rückseite des benutzerdefinierten Flansch / Fingerhut eingesetzt werden. Die Sicherungsscheibe und Schraube werden durch die kommerzielle SRG zur Verfügung gestellt. Die Sicherungsscheibe und Schrauben brauchen nicht für Ultrahochvakuum gereinigt werden. </li><li> Drehen , um die Zinken so dass sie miteinander quadratisch sind, wie in Abbildung 1 und Abbildung 9. </li><li> Überprüfen Zinken für Geradheit durch die SRG Kopf über den Fingerhut rutscht. Der Kopf sollte auf frei gleiten. </li><li> Geben Sie die beiden eine endgültige Spannschrauben und prüfen Sie für die Ausrichtung wie in Schritt 6.5.3. </li><li> Legen Rotor zurück in die Hülse einD Secure mit dem Magneten und Abdeckband. </li></ol></li><li> Füllen Frühling Transport Montage: <ol><li> Legen Sie Kupfer oder versilbertem Kupfer Dichtung an der Ventilöffnung. </li><li> Setzen Sie den Rotor in die Hülse (falls nicht bereits in Fingerhut aus Schritt 6.5.6). </li><li> Schieben Sie den Flansch / Kauscheinheit über die Feder / Kugelhalter. Orientieren des Flansches derart, daß die Stellschraube in den Zinken wird nach unten gerichtet sein, wenn das Ventil mit der Kammer verbunden ist. </li><li> Mit ¼-28 Schrauben und Muttern, befestigen Sie den Flansch an das Ventil. </li><li> Schließen Sie das Ventil. </li><li> Entfernen Sie den Magneten und Band den Ball zu halten. </li></ol></li></ol> 7. Montieren Sie den Versandbehälter <ol><li> Schneiden Sie die Esterschaum auf die Größe des Transportbehälters. Die Dicke des Schaums wird auf der Höhe des Behälters abhängen. Legen eine Mindestdicke von 7,6 cm von Schaum in der Unterseite. 7 zeigt den Schaumaufbau. </li><li> Setzen Sie den PE-Schaum Ausschnitt oben auf ter Esterschaum. </li><li> Eine Schicht Esterschaum im Deckel. Die Mindestdicke sollte 7,6 cm betragen. Abbildung 8 , um die endgültige Platzierung der Feder-Transportmechanismus zeigt. Verwenden Sie saubere Aluminiumfolie und eine Kunststoff-Endkappe (die mit dem Ventil kam) das offene Ende der Ventilöffnung während des Transports zu schützen. </li></ol> 8. Mit dem Frühling-Transportmechanismus <ol><li> Montage und zur Aussetzung des Rotors: Hinweis: Abbildung 9 zeigt die montierte Federtransportmechanismus mit dem Kopf befestigt. Der erste Schritt ist die federTransportMechanismus aus dem Versandbehälter zu entfernen. Im Folgenden wird angenommen, dass der Leser mit dem Betrieb des Spinnrotormesser vertraut ist. Einzelheiten zum Betrieb der Steuerung kann in der Controller-Anwenderhandbuch. Es wird auch angenommen, der Leser mit Hochvakuumtechnik vertraut ist. <ol><li> Entfernen Sie die Endkappe und Folie aus dem offenen Port des Federtransportmechanismus. Bringen Sie dieOpen-Port mit einem DN 40 (CF 2.75 &quot;) Anschluss an eine Vakuumkammer ein neues Kupfer oder versilbertem Kupfer Dichtung und eine ¼-28 Schraubensatz verwendet wird. Die Ausrichtung des Ventils auf der Ausrichtung der Zinken abhängen wird. Die richtige Orientierung ist in 9 gezeigt. die Zinken mit den Stellschraube nach unten zeigt. Schieben Sie den Kopf über den Fingerhut, die Ausrichtung der Fingerhut sollte innerhalb von 2 ° vertikal sein. Überprüfen Sie Ausrichtung mit einer Ebene. </li><li> Evakuieren der Vakuumkammer auf weniger als 10 -3 Pa. Öffnen Sie langsam die Feder-Transportmechanismus Ventil. </li><li> Bringen Sie den Kopf an die Steuerung. Schalten Sie Controller und setzt die Kugel. </li></ol></li><li> De-Montage des Frühlings-Transportmechanismus <ol><li> De-suspend den Rotor des elektronischen Controller. Schalten Sie Steuerung. </li><li> Schließen Sie die Feder-Transportmechanismus Ventil. </li><li> Entfernen Sie den Kopf. </li><li> Vent Vakuumkammer. </li><li> Entfernen Sie die Feder-Transportmechanismus durch un-Verschrauben des VentilPort aus der Vakuumkammer. </li><li> Legen Sie saubere Folie und eine Kunststoff-Endkappe über den offenen Port des Federtransportmechanismus. Platz federTransportMechanismus in Aussparung im Versandbehälter. </li></ol></li></ol>

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Commercial equipment is identified in this paper to foster understanding and does not imply recommendation or endorsement by the National Institute of Standards and Technology, nor does it necessarily imply that the materials or equipment identified are necessarily the best available for the purpose. The authors have nothing else to disclose.

Das Ziel war, einen federTransportMechanismus mit einer ausreichenden Haltekraft so zu gestalten, dass der Rotor während des Transports immobilisiert bleiben würde. eine robuste Federtransportmechanismus zu entwerfen ist nicht genug, um den Rotor zum Beispiel, weil immobilisiert, um sicherzustellen, bleibt, kann der Mechanismus von hohen Höhe auf eine harte Oberfläche einen enormen Schock erzeugen. Die Kraft auf den Rotor kann stark durch Verpacken des federTransportMechanismus, so dass sie leicht den Schock abbrems...

Der Spinnrotor Messer (SRG) ist ein Hochvakuummeter verwendet , um Unterdrücke in dem Bereich von 1,0 x 10 -4 Pa bis 1,0 Pa bestimmen. Es ist grundlegend ein rotierender Stahlkugel , die zwischen zwei Permanentmagneten aufgehängt ist. Elektromagnete verwendet werden, um zu drehen, oder &quot;Spin-up&quot;, den Ball zu einem gewissen Frequenz (typischerweise 410 Hz); Der Ball wird dann frei rotieren, aber die Drehgeschwindigkeit aufgrund von Kollisionen von Gasmolekülen in dem Vakuumsystem mit der Kugeloberfläche im Laufe der Zeit abnimmt. Vakuum - Druck ist somit im Zusammenhang mit der Verzögerungsrate der Stahlkugel oder Rotor Abbildung 1 zeigt die wesentlichen Elemente der SRG. Den Rotor, Fingerhut, Leiter mit Anschlusskabel und elektronische Steuerung. Der Rotor oder Kugel wird innerhalb der Hülse während des Betriebs enthalten sind, und wird normalerweise nicht behandelt durch noch sichtbar an den SRG Benutzer. Die Hülse ist mit dem Vakuumsystem verbunden. Um die SRG betreiben, wird der Kopf über den Fingerhut gerutscht. DasKopf enthält zwei Permanentmagneten und mehrere Sätze von Drahtspulen für vertikale und horizontale Stabilisierung verwendet, Antreiben des Rotors, und Erfassen der Rotation. Die elektronische Steuerung interpretiert das Signal von der Erfassungsspule, so daß eine Druckmessung durchgeführt werden kann. Für einen Rotor mit idealen Oberflächenbedingungen wird die Verzögerungsrate auf den Vakuumdruck von der Grundlagenphysik bezogen. Um Absolutdruckmessungen machen eine SRG verwenden, einen Kalibrierungsfaktor, als die effektive Akkommodationskoeffizient bekannt ist, muss festgestellt werden. Die effektive Akkommodationskoeffizient hängt von den wirklichen Oberflächenbedingungen des Rotors, wie beispielsweise die Rauhigkeit, adsorbierte Gase und Kratzer. Diese Faktoren dazu neigt, im Laufe seiner Verwendung stabil. Weitere Einzelheiten SRGs können auch in anderen Referenzen zu finden . 1 - 3 Die SRG wird in Anwendungen, bei denen absolute Vakuummessungen erforderlich sind. Zum Beispiel Kalibrierlaboratorien oftverwenden SRGs als absolutes Vakuum-Standard. In diesem Fall werden durch Vergleich ihrer Messwert zu der des SRG Hochvakuummeter kalibriert. Im Gegenzug muss die SRG Standard periodisch den Versand der SRG zu einem primären Kalibrierlabor kalibriert werden, um seine Akkommodationskoeffizient neu bestimmt zu haben. Primäre Kalibrierlaboratorien sind in der Regel den nationalen Metrologieinstituten wie dem National Institute of Standards and Technology (NIST). Das primäre Labor bestimmt die SRG Akkommodationskoeffizient durch seine Lesung zu einem primären Vakuum-Standard zu vergleichen, und gibt dann die SRG auf die &quot;sekundäre&quot; Kalibrierlabor. Die SRG wird auch als Übertragungsstandard für den Vergleich von Standards zwischen Kalibrierlaboratorien oder nationalen Metrologieinstituten eingesetzt. Bei dieser Anwendung wird die SRG im Inland oder international zwischen den verschiedenen Laboratorien transportiert . 4 - 8 Während Sendung können Ereignisse eintreten , die Änderung der Akkommodationskoeffizient. Vor shipment, muss der Rotor sein De-suspendiert und der Kopf entfernt wird; der Rotor ruht dann auf der Innenwand der Muffe. Während des Transports ist die Rotoroberfläche Gegenstand von der mechanischen Wirkung zwischen dem Rotor zu verändern und Fingerhut durch Vibrationen und Stöße, oder die Oberfläche kann aufgrund der Exposition des Rotors auf atmosphärischen Gas und Feuchtigkeit ändern. Diese Änderungen wirken sich auf die langfristige Stabilität des Akkommodationskoeffizient. Idealerweise sollte der Rotor während des Transports im Vakuum und immobilisiert bleiben. Historisch gesehen , wurden als Übertragungsstandards in Schlüsselvergleiche von Vakuum - Normen bei den nationalen Metrologieinstituten verwendet SRGs, wo SRGs international viele Male zwischen den verschiedenen Instituten transportiert werden. 9 während einer frühen Schlüssel Vergleich wurde festgestellt , dass die langfristige Stabilität des SRG Akkommodationskoeffizient durch die Verwendung eines federTransportMechanismus verbessert werden könnte, die sowohl den Rotor immobilisiert und behielt es unter Vakuum dährend Transport. 1,10 Seitdem ist die federTransportMechanismus hat viele Male in internationalen Schlüsselvergleiche verwendet. Eine aktuelle Studie der historischen Daten zeigten , dass 90% dieser Vergleiche Stabilitäten hatte besser als 0,75%, und 70% hatten Stabilitäten von 0,5%. 9 Daher wird ein federTransportMechanismus verwenden, in den meisten Fällen eine Stabilität ergeben , das ist mehr als ausreichend für die meisten Anwendungen. Bisher gab es in der Literatur wenig Anleitung gegeben, wie eine federTransportMechanismus zu bauen. Frühe Versionen dieser Geräte wurden vollständig versagen bekannt, den Rotor zu immobilisieren, aufgrund einer Kombination von unzureichend für Robustheit ausgebildet ist und während des Transports falsch gehandhabt wird. Diese frühen Lehren zeigen, dass es wichtig ist, sowohl eine robuste Federtransportmechanismus zu bauen und ordnungsgemäß verpacken es in einer Weise, die Schock während des Transports minimiert. Diese späteren Zeitpunkt ist kritisch, aber oft ignoriert. Hier werden wir describe die Konstruktion eines robusten Federtransportmechanismus zusätzlich zu einer richtig konstruierten Transportverpackung. Unser Design basiert auf einigen einfachen, getestet technischen Prinzipien, die den Aufbau eines dauerhaften Federtransportpaket ermöglichen, die die Möglichkeit eines Ausfalls während des Transports minimiert. Wir beschreiben auch unsere Tests der Robustheit unserer Design. Weitere Einzelheiten zu den Testmethoden finden Sie in Fedchak et al. (2015). 11

<table><tbody><tr><td>Spring, 3 N/m</td><td>Lee Spring (www.leespring.com)</td><td>LC 042C 18 S316</td><td>Outside diameter 0.240&amp;nbsp;in, Wire Diameter 0.042&amp;nbsp;in, Rate 17.1&amp;nbsp;lb&amp;#8288;/&amp;#8288;in, Free Length 2.25&amp;nbsp;in, Number of Coils 29.3</td></tr><tr><td>8-32 threaded rod, 316 stainless steel</td><td>McMaster-Carr (www.mcmaster.com)</td><td>90575A260</td><td>Type 316 Stainless Steel Fully Threaded Stud 8-32 Thread, 3&quot; Length.&amp;nbsp; Cut to length specified in protocol</td></tr><tr><td>standoffs, 8-32 Screw Size</td><td>McMaster-Carr (www.mcmaster.com)</td><td>91125A140</td><td>18-8 Stainless Steel Female Threaded Round Standoff, 1/4&quot; OD, 1/4&quot; Length, 8-32 Screw Size</td></tr><tr><td>nuts, 8-32</td><td>McMaster-Carr (www.mcmaster.com)</td><td>90205A309</td><td>316 SS Undersized Machine Screw Hex Nut 8-32 Thread Size, 1/4&quot; Width, 3/32&quot; Height</td></tr><tr><td>Split Lock-Washers, 316 Stainless Steel</td><td>McMaster-Carr (www.mcmaster.com)</td><td>92147A425</td><td>Type 316 Stainless Steel Split Lock Washer NO. 8 Screw Size, .3&quot; OD, .04&quot; min Thick</td></tr><tr><td>Steel Rotor</td><td>McMaster-Carr (www.mcmaster.com)</td><td>9292K38</td><td>Bearing-Quality E52100 Alloy Steel, Hardened Ball, 4.5 mm Diameter</td></tr><tr><td>Right-Angle Valve</td><td>VAT Valve (www.vatvalve.com)</td><td>54132-GE02-0001</td><td>Easy-close all-metal angle valve, DN 40 (1.5&quot;)</td></tr><tr><td>Shipping Container</td><td>Allcases, Reekstin &amp;amp; Associates (www.allcases.com)</td><td>REAL1616-1205</td><td>Zinc Hardware w/Zinc Handles, Rotationally Molded, light-weight, high-impact, Polyethylene Case with protected recessed hardware.&amp;nbsp; 15.75&quot; x 15.88&quot; x 16.45&quot;</td></tr><tr><td>Ester Foam</td><td>Carry Cases Plus (www.carrycasesplus.com)</td><td>ES-PAD 3&quot; Thick</td><td>3&quot; Thick, 2&amp;nbsp;lb Charcoal Ester Foam Pad, 24&quot; x 27&quot;.</td></tr><tr><td>Ester Foam</td><td>Carry Cases Plus (www.carrycasesplus.com)</td><td>ES-PAD 1&quot; Thick</td><td>1&quot; Thick, 2&amp;nbsp;lb Charcoal Ester Foam Pad, 24&quot; x 27&quot;.</td></tr><tr><td>Egg-carton ester foam</td><td>Carry Cases Plus (www.carrycasesplus.com)</td><td>ES-CONV</td><td>ES-CONV, 2&amp;nbsp;lb, 24&quot; x 27&quot; x 1 1/2&quot;.&amp;nbsp; &quot;egg-crate&quot; ester foam.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Foam Cutout, PE foam</td><td>Willard Packaging Co. (www.willardpackaging.com)</td><td></td><td>Custom Foam Cutout.</td></tr><tr><td>Spinning Rotor Gauge&amp;nbsp;</td><td>MKS Instruments (www.mks.com)</td><td>SRG-3</td><td>Controller, head, and thimble.&amp;nbsp; Custom thimble must be used for the spring-transport mechanism</td></tr><tr><td>Custom thimble</td><td>MDC vacuum Inc. (www.mdcvacuum.com)</td><td></td><td>drawing must be submitted for custom part</td></tr><tr><td>Detergent</td><td>Fisher Scientific Co (www.fischersci.com)</td><td>04-320-4</td><td>Sparkleen 1 Detergent</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Fisher Scientific Co (www.fischersci.com)</td><td>A18-S4</td><td>Acetone (Certified ACS)</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Warner-Graham Company (www.warnergraham.com)</td><td>190 proof USP</td><td>190 Proof USP ethyl alcohol</td></tr><tr><td>Bolt set for valve</td><td>Kurt J. Lesker (www.lesker.com)</td><td>TBS25028125P</td><td>B,N&amp;amp;W set, 12 point, (25)1/4-28 x 1.25&quot;, for 2.75&quot; thru, silver plat</td></tr><tr><td>Silver-plated copper gaskets</td><td>Kurt J. Lesker (www.lesker.com)</td><td>GA-0275LBNSP</td><td></td></tr><tr><td>Spring Assembly (welding)</td><td>Omley Industries, Inc. (www.omley.com)</td><td>N/A</td><td>The machine work and welding were done in NIST&#039;s shop. However, Omley industries was used as an alternative for welding the spring assembly.</td></tr></tbody></table>

how to build a vacuum spring-transport package for spinning rotor gauges

Der Spinnrotor Messer (SRG) ist ein Hochvakuummeters oft als Sekundär- oder Übertragungsstandard für die Vakuumdrücke im Bereich von 1,0 x 10 -4 Pa bis 1,0 Pa verwendet wird . Bei dieser Anwendung werden die SRGs häufig Laboratorien transportiert für Kalibrierung. Ereignisse können während des Transports auftreten, die der Rotoroberfläche Bedingungen verändern, wodurch die Kalibrierungsfaktor zu verändern. Um die Stabilität der Kalibrierung, eine Federtransportmechanismus gewährleistet wird häufig verwendet, um den Rotor zu immobilisieren und halten sie unter Vakuum während des Transports. Es ist auch wichtig, um die federTransportMechanismus Verpackung so ausgelegt transportieren das Risiko einer Beschädigung zu minimieren, während des Transports. In diesem Manuskript wird eine detaillierte Beschreibung gegeben, wie eine robuste Federtransportmechanismus und Transportbehälter zu bauen. Zusammen bilden sie eine federTransportVerpackung. Die Feder-Transportverpackungsdesign wurde mit Drop-Tests getestet und die Leistung wurde als hervorragend. Die vorliegende Feder-transport Mechanismus Design hält die immobilisierte Rotors , wenn Erschütterungen von mehreren hundert g (g = 9,8 m / s 2 und ist die Erdbeschleunigung) erfährt, während der Transportbehälter gewährleistet , daß der Mechanismus nicht Schocks erfahren mehr als etwa 100 g während gemeinsame Versand Pannen (wie von Industriestandards definiert).

Alle Komponenten der kommerziellen SRG sind in Abbildung 1 dargestellt. Dies beinhaltet den Rotor, Fingerhut, Leiter der Permanentmagnete und Drahtspulen verwendet für die Aufhängung und Pick - up, und die elektronische Steuerung enthält. Die kleine Feder dargestellt (Abbildung 1c) wird verwendet , um den Ball in der Hülse zu halten; diese Haltefeder in der Federtransportmechanismus nicht verwendet. Die kommerzielle Controller und Kopf sind in der Fe...

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How to Build a Vacuum Spring-transport Package for Spinning Rotor Gauges

Wie baue ich eine Vakuum-Frühling-Transport Paket für Spinnrotor Gauges

Here we describe how to build a robust spring-transport mechanism for a spinning rotor gauge. This device securely immobilizes the rotor and keeps it under vacuum during transportation. We also describe packaging that minimizes the risk of damage during transport. Tests show our design works for typical shocks during transport.

The spinning rotor gauge (SRG) is a high-vacuum gauge often used as a secondary or transfer standard for vacuum pressures in the range of 1.0 x 10-4 Pa to ...

how-to-build-vacuum-spring-transport-package-for-spinning-rotor

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Engineering

9.1K Aufrufe.  National Institute of Science and Technology. Here we describe how to build a robust spring-transport mechanism for a spinning rotor gauge. This device securely immobilizes the rotor and keeps it under vacuum during transportation. We also describe packaging that minimizes the risk of damage during transport. Tests show our design works for typical shocks during transport.

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High-Sensitivity Nuclear Magnetic Resonance at Giga-Pascal Pressures: A New Tool for Probing Electronic and Chemical Properties of Condensed Matter under Extreme Conditions

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is one of the most important techniques for the study of condensed matter systems, their chemical structure, and their electronic properties. The application of high pressure enables one to synthesize new materials, but the response of known materials to high pressure is a very useful tool for studying their electronic structure and developing theories. For example, high-pressure synthesis might be at the origin of life; and understanding the behavior of small molecules under extreme pressure will tell us more about fundamental processes in our universe. It is no wonder that there has always been great interest in having NMR available at high pressures. Unfortunately, the desired pressures are often well into the Giga-Pascal (GPa) range and require special anvil cell devices where only very small, secluded volumes are available. This has restricted the use of NMR almost entirely in the past, and only recently, a new approach to high-sensitivity GPa NMR, which has a resonating micro-coil inside the sample chamber, was put forward. This approach enables us to achieve high sensitivity with experiments that bring the power of NMR to Giga-Pascal pressure condensed matter research. First applications, the detection of a topological electronic transition in ordinary aluminum metal and the closing of the pseudo-gap in high-temperature superconductivity, show the power of such an approach. Meanwhile, the range of achievable pressures was increased tremendously with a new generation of anvil cells (up to 10.1 GPa), that fit standard-bore NMR magnets. This approach might become a new, important tool for the investigation of many condensed matter systems, in chemistry, geochemistry, and in physics, since we can now watch structural changes with the eyes of a very versatile probe.

Nuclear magnetic resonance is one of the most important spectroscopic tools. Here, the development of a new approach under high pressure, currently up to 10.1 GPa, is presented. This opens a new window into condensed matter physics and chemistry, where high-pressure research is of great importance.

High-Sensitivity Nuclear Magnetic Resonance bei Giga-Pascal Drücke: ein neues Instrument zur Sondierung elektronischen und chemischen Eigenschaften von kondensierter Materie unter extremen Bedingungen

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is one of the most important techniques for the study of condensed matter systems, their chemical structure, and their ...

Forschung

Ingenieurwesen

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their behavior for single stages of a process or even an entire process. For the simulation with occurring particle-particle and particle-wall contacts, the value of the coefficient of restitution is required. It can be determined experimentally. The coefficient of restitution depends on several parameters like the impact velocity. Especially for fine particles the impact velocity depends on the air pressure and under atmospheric pressure high impact velocities cannot be reached. For this, a new experimental setup for free-fall tests under vacuum conditions is developed. The coefficient of restitution is determined with the impact and rebound velocity which are detected by a high-speed camera. To not hinder the view, the vacuum chamber is made of glass. Also a new release mechanism to drop one single particle under vacuum conditions is constructed. Due to that, all properties of the particle can be characterized beforehand.

The coefficient of restitution is a parameter that describes the loss of kinetic energy during collision. Here, a free-fall setup under vacuum conditions is developed to be able to determine the coefficient of restitution parameter for particles in micrometer range with high impact velocities.

Entwicklung eines Versuchsaufbau zur Messung des Restitutionskoeffizienten unter Vakuumbedingungen

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

Measurement of Outgassing Rates of Steels

Steels are commonly used materials in the fabrication of vacuum systems because of their good mechanical, corrosion, and vacuum properties. A variety of steels meet the criterion of low outgassing required for high or ultrahigh vacuum applications. However, a given material can present different outgassing rates depending on its manufacturing process or the various pretreatment processes involved during the fabrication. Thus, the measurement of outgassing rates is highly desirable for a specific vacuum application. For this reason, the rate-of-pressure rise (RoR) method is often used to measure the outgassing of hydrogen after bakeout. In this article, a detailed description of the design and execution of the experimental protocol involved in the RoR method is provided. The RoR method uses a spinning rotor gauge to minimize errors that stem from outgassing or the pumping action of a vacuum gauge. The outgassing rates of two ordinary steels (stainless steel and mild steel) were measured. The measurements were made before and after the heat pretreatment of the steels. The heat pretreatment of steels was performed to reduce the outgassing. Extremely low rates of outgassing (on the order of 10&#8722;11 Pa m3 sec&#8722;1 m&#8722;2) can be routinely measured using relatively small samples.

A protocol for the measurement of outgassing rates of hydrogen from ordinary steel vacuum chambers using the rate-of-pressure rise method is presented.

Die Messung der Ausgasraten von Stahl

Steels are commonly used materials in the fabrication of vacuum systems because of their good mechanical, corrosion, and vacuum properties. A variety of ...

Measuring the Densities of Aqueous Glasses at Cryogenic Temperatures

We demonstrate a method for determining the vitreous phase cryogenic temperature densities of aqueous mixtures, and other samples that require rapid cooling, to prepare the desired cryogenic temperature phase. Microliter to picoliter size drops are cooled by projection into a liquid nitrogen-argon (N2-Ar) mixture. The cryogenic temperature phase of the drop is evaluated using a visual assay that correlates with X-ray diffraction measurements. The density of the liquid N2-Ar mixture is adjusted by adding N2 or Ar until the drop becomes neutrally buoyant. The density of this mixture and thus of the drop is determined using a test mass and Archimedes principle. With appropriate care in drop preparation, management of gas above the liquid cryogen mixture to minimize icing, and regular mixing of the cryogenic mixture to prevent density stratification and phase separation, densities accurate to &#60;0.5% of drops as small as 50 pL can readily be determined. Measurements on aqueous cryoprotectant mixtures provide insight into cryoprotectant action, and provide quantitative data to facilitate thermal contraction matching in biological cryopreservation.

A protocol for determining the vitreous phase densities of micro- to pico-liter size drops of aqueous mixtures at cryogenic temperatures is described.

Messung der Dichte von wässrigen Gläsern bei kryogenen Temperaturen

We demonstrate a method for determining the vitreous phase cryogenic temperature densities of aqueous mixtures, and other samples that require rapid ...

Fabrication and Implantation of Miniature Dual-element Strain Gages for Measuring In Vivo Gastrointestinal Contractions in Rodents.

Gastrointestinal dysfunction remains a major cause of morbidity and mortality. Indeed, gastrointestinal (GI) motility in health and disease remains an area of productive research with over 1,400 published animal studies in just the last 5 years. Numerous techniques have been developed for quantifying smooth muscle activity of the stomach, small intestine, and colon. In vitro and ex vivo techniques offer powerful tools for mechanistic studies of GI function, but outside the context of the integrated systems inherent to an intact organism. Typically, measuring in vivo smooth muscle contractions of the stomach has involved an anesthetized preparation coupled with the introduction of a surgically placed pressure sensor, a static pressure load such as a mildly inflated balloon or by distending the stomach with fluid under barostatically-controlled feedback. Yet many of these approaches present unique disadvantages regarding both the interpretation of results as well as applicability for in vivo use in conscious experimental animal models. The use of dual element strain gages that have been affixed to the serosal surface of the GI tract has offered numerous experimental advantages, which may continue to outweigh the disadvantages. Since these gages are not commercially available, this video presentation provides a detailed, step-by-step guide to the fabrication of the current design of these gages. The strain gage described in this protocol is a design for recording gastric motility in rats. This design has been modified for recording smooth muscle activity along the entire GI tract and requires only subtle variation in the overall fabrication. Representative data from the entire GI tract are included as well as discussion of analysis methods, data interpretation and presentation.

Fabrication and Implantation of Miniature Dual-element Strain Gages for Measuring In Vivo Gastrointestinal Contractions in Rodents.

The in vivo measurement of smooth muscle contractions along the gastrointestinal tract of laboratory animals remains a powerful, though underutilized, technique. Flexible, dual element strain gages are not commercially available and require fabrication. This protocol describes the construction of reliable, inexpensive strain gages for acute or chronic implantation in rodents.

Herstellung und Implantation von Miniatur-Zweielement Dehnungsmessstreifen für Mess<em&gt; In Vivo</em&gt; Magen-Darm-Kontraktionen in Nagetiere.

Gastrointestinal dysfunction remains a major cause of morbidity and mortality. Indeed, gastrointestinal (GI) motility in health and disease remains an ...

Biotechnik

Magnet Assisted Composite Manufacturing: A Flexible New Technique for Achieving High Consolidation Pressure in Vacuum Bag/Lay-Up Processes

This work demonstrates a protocol to improve the quality of composite laminates fabricated by wet lay-up vacuum bag processes using the recently developed magnet assisted composite manufacturing (MACM) technique. In this technique, permanent magnets are utilized to apply a sufficiently high consolidation pressure during the curing stage. To enhance the intensity of the magnetic field, and thus, to increase the magnetic compaction pressure, the magnets are placed on a magnetic top plate. First, the entire procedure of preparing the composite lay-up on a magnetic bottom steel plate using the conventional wet lay-up vacuum bag process is described. Second, placement of a set of Neodymium-Iron-Boron permanent magnets, arranged in alternating polarity, on the vacuum bag is illustrated. Next, the experimental procedures to measure the magnetic compaction pressure and volume fractions of the composite constituents are presented. Finally, methods used to characterize microstructure and mechanical properties of composite laminates are discussed in detail. The results prove the effectiveness of the MACM method in improving the quality of wet lay-up vacuum bag laminates. This method does not require large capital investment for tooling or equipment and can also be used to consolidate geometrically complex composite parts by placing the magnets on a matching top mold positioned on the vacuum bag.

A new technique for applying consolidation pressure on the vacuum bag lay-up to fabricate composite laminates is described. The goal of this protocol is to develop a simple, cost-effective technique to improve the quality of laminates fabricated by the wet lay-up vacuum bag method.

Magnet unterstützt Composite Fertigung: Eine Flexible neue Technik für die Erreichung hoher Konsolidierungsdruck im Vakuum Tasche/Lay-Up-Prozesse

This work demonstrates a protocol to improve the quality of composite laminates fabricated by wet lay-up vacuum bag processes using the recently developed ...

Building Langmuir Probes and Emissive Probes for Plasma Potential Measurements in Low Pressure, Low Temperature Plasmas

Langmuir probes have long been used in experimental plasma physics research as the primary diagnostic for particle fluxes (i.e., electron and ion fluxes) and their local spatial concentrations, for electron temperatures, and for electrostatic plasma potential measurements, since its invention by Langmuir in the early 1920s. Emissive probes are used for measuring plasma potentials. The protocols exhibited in this work serve to demonstrate how these probes may be built for use in a vacuum chamber in which a plasma discharge may be confined and sustained. This involves vacuum techniques for building what is essentially an electrical feedthrough, one that is rotatable and translatable. Certainly, complete Langmuir probe systems may be purchased, but they can also be built by the user at considerable cost savings, and at the same time be more directly adapted to their use in a particular experiment. We describe the use of Langmuir probes and emissive probes in mapping the electrostatic plasma potential from the body of the plasma up to the sheath region of a plasma boundary, which in these experiments&#160;is created by a negatively biased electrode immersed within the plasma, in order to compare the two diagnostic techniques and assess their relative advantages and weaknesses. Although Langmuir probes have the advantage of measuring the plasma density and electron temperature most accurately, emissive probes can measure electrostatic plasma potentials more accurately throughout the plasma, up to and including the sheath region.

The main goal of this work is to make it easier for research groups unfamiliar with Langmuir probes and emissive probes to use them as plasma diagnostics, especially near plasma boundaries. We do this by demonstrating how to build the probes from readily available materials and supplies.

Bau von Langmuir-Sonden und Emissionssonden für Plasmapotentialmessungen in Niederdruck- und Niedertemperaturplasmen

Langmuir probes have long been used in experimental plasma physics research as the primary diagnostic for particle fluxes (i.e., electron and ion fluxes) ...

High-Temperature and High-Pressure In situ Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy represents an important technique to understand the structure and bonding environments of molecules. There exists a drive to characterize materials under conditions relevant to the chemical process of interest. To address this, in situ high-temperature, high-pressure MAS NMR methods have been developed to enable the observation of chemical interactions over a range of pressures (vacuum to several hundred bar) and temperatures (well below 0 &#176;C to 250 &#176;C). Further, the chemical identity of the samples can be comprised of solids, liquids, and gases or mixtures of the three. The method incorporates all-zirconia NMR rotors (sample holder for MAS NMR) which can be sealed using a threaded cap to compress an O-ring. This rotor exhibits great chemical resistance, temperature compatibility, low NMR background, and can withstand high pressures. These combined factors enable it to be utilized in a wide range of system combinations, which in turn permit its use in diverse fields as carbon sequestration, catalysis, material science, geochemistry, and biology. The flexibility of this technique makes it an attractive option for scientists from numerous disciplines.

The molecular structures and dynamics of solids, liquids, gases, and mixtures are of critical interest to diverse scientific fields. High-temperature, high-pressure in situ MAS NMR enables detection of the chemical environment of constituents in mixed phase systems under tightly controlled chemical environments.

Hochtemperatur- und Hochdruck-In-situ-Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy represents an important technique to understand the structure and bonding environments of molecules. There ...

Chemie

Fabrication of Small Caliber Stent-grafts Using Electrospinning and Balloon Expandable Bare Metal Stents

Stent-grafts are widely used for the treatment of various conditions such as aortic lesions, aneurysms, emboli due to coronary intervention procedures and perforations in vasculature. Such stent-grafts are manufactured by covering a stent with a polymer membrane. An ideal stent-graft should have a biocompatible stent covered by a porous, thromboresistant, and biocompatible polymer membrane which mimics the extracellular matrix thereby promoting injury site healing. The goal of this protocol is to manufacture a small caliber stent-graft by encapsulating a balloon expandable stent within two layers of electrospun polyurethane nanofibers. Electrospinning of polyurethane has been shown to assist in healing by mimicking native extracellular matrix, thereby promoting endothelialization. Electrospinning polyurethane nanofibers on a slowly rotating mandrel enabled us to precisely control the thickness of the nanofibrous membrane, which is essential to achieve a small caliber balloon expandable stent-graft. Mechanical validation by crimping and expansion of the stent-graft has shown that the nanofibrous polyurethane membrane is sufficiently flexible to crimp and expand while staying patent without showing any signs of tearing or delamination. Furthermore, stent-grafts fabricated using the methods described here are capable of being implanted using a coronary intervention procedure using standard size guide catheters.

In the protocol, we present a method to manufacture a small caliber stent-graft by sandwiching a balloon expandable stent between two electrospun nanofibrous polyurethane layers.

Die Herstellung von Kleinkaliber Stentgrafts Mit Elektrospinnen und Balloon Expandable Bare Metal Stents

Stent-grafts are widely used for the treatment of various conditions such as aortic lesions, aneurysms, emboli due to coronary intervention procedures and ...

Medizin

Combining 3D-Printing and Electrospinning to Manufacture Biomimetic Heart Valve Leaflets

Electrospinning has become a widely used technique in cardiovascular tissue engineering as it offers the possibility to create (micro-)fibrous scaffolds with adjustable properties. The aim of this study was to create multilayered scaffolds mimicking the architectural fiber characteristics of human heart valve leaflets using conductive 3D-printed collectors.
Models of aortic valve cusps were created using commercial computer-aided design (CAD) software. Conductive polylactic acid was used to fabricate 3D-printed leaflet templates. These cusp negatives were integrated into a specifically designed, rotating electrospinning mandrel. Three layers of polyurethane were spun onto the collector, mimicking the fiber orientation of human heart valves. Surface and fiber structure was assessed with a scanning electron microscope (SEM). The application of fluorescent dye additionally permitted the microscopic visualization of the multilayered fiber structure. Tensile testing was performed to assess the biomechanical properties of the scaffolds.
3D-printing of essential parts for the electrospinning rig was possible in a short time for a low budget. The aortic valve cusps created following this protocol were three-layered, with a fiber diameter of 4.1 &#177; 1.6 &#181;m. SEM imaging revealed an even distribution of fibers. Fluorescence microscopy revealed individual layers with differently aligned fibers, with each layer precisely reaching the desired fiber configuration. The produced scaffolds showed high tensile strength, especially along the direction of alignment. The printing files for the different collectors are available as Supplemental File 1, Supplemental File 2, Supplemental File 3, Supplemental File 4, and Supplemental File 5.
With a highly specialized setup and workflow protocol, it is possible to mimic tissues with complex fiber structures over multiple layers. Spinning directly on 3D-printed collectors creates considerable flexibility in manufacturing 3D shapes at low production costs.

The presented method offers an innovative way for engineering biomimetic fiber structures in three-dimensional (3D) scaffolds (e.g., heart valve leaflets). 3D-printed, conductive geometries were used to determine shape and dimensions. Fiber orientation and characteristics were individually adjustable for each layer. Multiple samples could be manufactured in one setup.

Kombination von 3D-Druck und Elektrospinnen zur Herstellung biomimetischer Herzklappenbroschüren

Electrospinning has become a widely used technique in cardiovascular tissue engineering as it offers the possibility to create (micro-)fibrous scaffolds ...