Name: near-infrared temperature measurement technique for water surrounding an induction-heated small magnetic sphere
Uploaded: 2018-04-30T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 52 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Near-Infrared Temperature Measurement Technique for Water Surrounding an Induction-heated Small Magnetic Sphere at JoVE.com

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

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

<ol>
	<li>Moros, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physics of Thermal Therapy. , (2012).</li><li>P&#233;rigo, E. G., Hemery, G., Sandre, O., Ortega, D., Garaio, E., Plazaola, F., Teran, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fundamentals+and+advances+in+magnetic+hyperthermia.">Fundamentals and advances in magnetic hyperthermia.</a> Appl Phys Rev. 2, 041302 (2015).</li><li>Bardati, F., Marrocco, G., Tognolatti, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-dependent+microwave+radiometry+for+the+measurement+of+temperature+in+medical+applications.">Time-dependent microwave radiometry for the measurement of temperature in medical applications.</a> IEEE Trans Microwave Theo Tech. 52, 1917-1924 (2004).</li><li>Levick, A., Land, D., Hand, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+of+microwave+radiometry+for+measuring+the+internal+temperature+profile+of+human+tissue.">Validation of microwave radiometry for measuring the internal temperature profile of human tissue.</a> Meas Sci Technol. 22, 065801 (2011).</li><li>Daniels, M. J., Varghese, T., Madsen, E. L., Zagzebski, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+ultrasound-based+temperature+imaging+for+monitoring+radiofrequency+heating-phantom+results.">Non-invasive ultrasound-based temperature imaging for monitoring radiofrequency heating-phantom results.</a> Phys Med Biol. 52, 4827 (2007).</li><li>Daniels, M. J., Varghese, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+frame+selection+for+in+vivo+ultrasound+temperature+estimation+during+radiofrequency+ablation.">Dynamic frame selection for in vivo ultrasound temperature estimation during radiofrequency ablation.</a> Phys Med Biol. 55, 4735 (2010).</li><li>Seo, C. H., Shi, Y., Huang, S. -. W., Kim, K., O'Donnell, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+strain+imaging:+A+review.">Thermal strain imaging: A review.</a> Interface Focus. 1, 649-664 (2011).</li><li>Bayat, M., Ballard, J. R., Ebbini, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound+thermography:+A+new+temperature+reconstruction+model+and+in+vivo+results.">Ultrasound thermography: A new temperature reconstruction model and in vivo results.</a> AIP Conf Proc. 1821, 060004 (2017).</li><li>Petrova, E., Liopo, A., Nadvoretskiy, V., Ermilov, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+technique+for+real-time+temperature+monitoring+during+cryotherapy+of+lesions.">Imaging technique for real-time temperature monitoring during cryotherapy of lesions.</a> J Biomed Opt. 21, 116007 (2016).</li><li>Gardner, B., Matousek, P., Stone, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+spatially+offset+Raman+spectroscopy+(T-SORS):+Subsurface+chemically+specific+measurement+of+temperature+in+turbid+media+using+anti-Stokes+spatially+offset+Raman+spectroscopy.">Temperature spatially offset Raman spectroscopy (T-SORS): Subsurface chemically specific measurement of temperature in turbid media using anti-Stokes spatially offset Raman spectroscopy.</a> Anal Chem. 88, 832-837 (2016).</li><li>Yoshioka, Y., Oikawa, H., Ehara, S., Inoue, T., Ogawa, A., Kanbara, Y., Kubokawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+measurement+of+temperature+and+fractional+dissociation+of+imidazole+in+human+lower+leg+muscles+using+1H-nuclear+magnetic+resonance+spectroscopy.">Noninvasive measurement of temperature and fractional dissociation of imidazole in human lower leg muscles using 1H-nuclear magnetic resonance spectroscopy.</a> J Appl Physiol. 98, 282-287 (2004).</li><li>Galiana, G., Branca, R. T., Jenista, E. R., Warren, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accurate+temperature+imaging+based+on+intermolecular+coherences+in+magnetic+resonance.">Accurate temperature imaging based on intermolecular coherences in magnetic resonance.</a> Science. 322, 421-424 (2008).</li><li>Rapoport, E., Pleshivtseva, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optimal Control of Induction Heating Processes. , (2006).</li><li>Luc&#237;a, O., Maussion, P., Dede, E. J., Burd&#237;o, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+heating+technology+and+its+applications:+Past+developments,+current+technology,+and+future+challenges.">Induction heating technology and its applications: Past developments, current technology, and future challenges.</a> IEEE Trans Ind Electron. 61, 2509-2520 (2014).</li><li>Kakuta, N., Kondo, K., Ozaki, A., Arimoto, H., Yamada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+imaging+of+sub-millimeter-thick+water+using+a+near-infrared+camera.">Temperature imaging of sub-millimeter-thick water using a near-infrared camera.</a> Int J Heat Mass Trans. 52, 4221-4228 (2009).</li><li>Kakuta, N., Fukuhara, Y., Kondo, K., Arimoto, H., Yamada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+imaging+of+water+in+a+microchannel+using+thermal+sensitivity+of+near-infrared+absorption.">Temperature imaging of water in a microchannel using thermal sensitivity of near-infrared absorption.</a> Lab Chip. 11, 3479-3486 (2011).</li><li>Kakuta, N., Kondo, K., Arimoto, H., Yamada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstruction+of+cross-sectional+temperature+distributions+of+water+around+a+thin+heating+wire+by+inverse+Abel+transform+of+near-infrared+absorption+images.">Reconstruction of cross-sectional temperature distributions of water around a thin heating wire by inverse Abel transform of near-infrared absorption images.</a> Int J Heat Mass Trans. 77, 852-859 (2014).</li><li>Kakuta, N., Yamashita, H., Kawashima, D., Kondo, K., Arimoto, H., Yamada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+imaging+of+temperature+and+concentration+of+ethanol-water+mixtures+in+microchannel+using+near-infrared+dual-wavelength+absorption+technique.">Simultaneous imaging of temperature and concentration of ethanol-water mixtures in microchannel using near-infrared dual-wavelength absorption technique.</a> Meas Sci Technol. 27, 115401 (2016).</li><li>Kakuta, N., Nishijima, K., Kondo, K., Yamada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-infrared+measurement+of+water+temperature+near+a+1-mm-diameter+magnetic+sphere+and+its+heat+generation+rate+under+induction+heating.">Near-infrared measurement of water temperature near a 1-mm-diameter magnetic sphere and its heat generation rate under induction heating.</a> J Appl Phys. 122, 044901 (2017).</li><li>Libnau, F. O., Kvalheim, O. M., Christy, A. A., Toft, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectra+of+water+in+the+near-+and+mid-infrared+region.">Spectra of water in the near- and mid-infrared region.</a> Vib Spectrosc. 7, 243-254 (1994).</li><li>Siesler, H. W., Ozaki, Y., Kawata, S., Heise, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Near-Infared Spectroscopy. , (2002).</li><li>Shakher, C., Nirala, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+on+refractive+index+and+temperature+profile+measurements+using+laser-based+interferometric+techniques.">A review on refractive index and temperature profile measurements using laser-based interferometric techniques.</a> Opt Laser Eng. 31, 455-491 (1999).</li><li>Assebana, A., Lallemanda, M., Saulniera, J. -. B., Fominb, N., Lavinskaja, E., Merzkirchc, W., Vitkinc, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+speckle+photography+and+speckle+tomography+in+heat+transfer+studies.">Digital speckle photography and speckle tomography in heat transfer studies.</a> Opt Laser Technol. 32, 583-592 (2000).</li><li>Ambrosini, D., Paoletti, D., Spagnolo, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+free-convective+onset+on+a+horizontal+wire+using+speckle+pattern+interferometry.">Study of free-convective onset on a horizontal wire using speckle pattern interferometry.</a> Int J Heat Mass Trans. 46, 4145-4155 (2003).</li><li>Bracewell, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Fourier Transform and Its Applications. , (2000).</li><li>Yoder, L. M., Barker, J. R., Lorenz, K. T., Chandler, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+imaging+the+recoil+energy+distribution+following+vibrational+predissociation+of+triplet+state+pyrazine-Ar+van+der+Waals+clusters.">Ion imaging the recoil energy distribution following vibrational predissociation of triplet state pyrazine-Ar van der Waals clusters.</a> Chem Phys Lett. 302, 602-608 (1999).</li><li>De Colle, F., de Burgo, C., Raga, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnostics+of+inhomogeneous+stellar+jets:+convolution+effects+and+data+reconstruction.">Diagnostics of inhomogeneous stellar jets: convolution effects and data reconstruction.</a> Astron Astrophys. 485, 765-772 (2008).</li><li>Green, K. M., Borr&#225;s, M. C., Woskov, P. P., Flores, G. J., Hadidi, K., Thomas, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+excitation+temperature+profiles+in+an+air+microwave+plasma+torch.">Electronic excitation temperature profiles in an air microwave plasma torch.</a> IEEE Trans Plasma Sci. 29, 399-406 (2001).</li><li>Bendinelli, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abel+integral+equation+inversion+and+deconvolution+by+multi-Gaussian+approximation.">Abel integral equation inversion and deconvolution by multi-Gaussian approximation.</a> Astrophys J. 366, 599-604 (1991).</li><li>Dorband, B., Muller, H., Gross, H., Gross, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vol.+5+Metrology+of+Optical+Components+and+Systems.">Vol. 5 Metrology of Optical Components and Systems.</a> Handbook of Optical System. , (2012).</li><li>Sheikholeslami, M., Rokni, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulation+of+nanofluid+heat+transfer+in+presence+of+magnetic+field:+A+review.">Simulation of nanofluid heat transfer in presence of magnetic field: A review.</a> Int J Heat Mass Trans. 115, 1203-1233 (2017).</li><li>H&#228;feli, U., Sch&#252;tt, W., Teller, J., Zborowski, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers. , (2013).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

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

An erratum was issued for: <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/video/57407/near-infrared-temperature-measurement-technique-for-water-surrounding">Near-Infrared Temperature Measurement Technique for Water Surrounding an Induction-heated Small Magnetic Sphere</a>. The Protocol section was updated.
In 2.2.7, the temperature coefficient of water, &#945;f, for &#955; = 1150 nm has been corrected from:
4.0 x 10-3 K-1 mm-1
to:
2.8&#160;x 10-4&#160;K-1&#160;mm-1

An erratum was issued for: <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/video/57407/near-infrared-temperature-measurement-technique-for-water-surrounding">Near-Infrared Temperature Measurement Technique for Water Surrounding an Induction-heated Small Magnetic Sphere</a>. The Protocol section was updated.

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

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

<table><tbody><tr><td>Induction heating system</td><td>CEIA, Italy</td><td>SPW900/56</td><td>780 kHz, 5.6 kW (max).</td></tr><tr><td>Coil</td><td>SA-Japan</td><td>custom</td><td>Water-cooled copper tube; two-turn; outer dia. 28 mm.</td></tr><tr><td>Water chiller</td><td>Matsumoto Kikai, Japan</td><td>MP-401CT</td><td></td></tr><tr><td>Halogen lamp</td><td>Hayashi Watch-Works, Japan</td><td>LA-150UE-A</td><td></td></tr><tr><td>Narrow bandpass filter for &amp;lambda; = 1150 nm</td><td>Andover</td><td>115FS10-25</td><td>Full width at half-maximum (FWHM): 10 nm.</td></tr><tr><td>Narrow bandpass filter for &amp;lambda; = 1412 nm</td><td>Andover</td><td>semi-custom</td><td>Full width at half-maximum (FWHM): 10 nm.</td></tr><tr><td>Bandpass filter for &amp;lambda; = 850&amp;minus;1300 nm</td><td>Spectrogon</td><td>SP-1300</td><td></td></tr><tr><td>Bandpass filter for &amp;lambda; = 1100&amp;minus;2000 nm</td><td>Spectrogon</td><td>SP-2000</td><td></td></tr><tr><td>NIR camera</td><td>FLIR Systems</td><td>Alpha NIR</td><td>InGaAs</td></tr><tr><td>Image acquisition software</td><td>FLIR Systems</td><td>IRvista</td><td></td></tr><tr><td>Image processing software</td><td>NIH</td><td>ImageJ</td><td>ver. 1.51r</td></tr><tr><td>Image processing software</td><td>MathWorks</td><td>Matlab</td><td>ver. 2016a</td></tr><tr><td>Telecentric lens</td><td>Edmond Optics</td><td>55350-L</td><td>X1</td></tr><tr><td>Steel sphere (0.5 mm dia.)</td><td>Kobe Steel, Japan</td><td></td><td>Fe-1.5Cr-1.0C-0.4Mn (wt %)</td></tr><tr><td>Steel sphere (2.0 mm dia.)</td><td>Kobe Steel, Japan</td><td></td><td>Fe-1.5Cr-1.0C-0.4Mn (wt %)</td></tr><tr><td>Maltose syrup as aqueous gel</td><td>Sonton, Japan</td><td>Mizuame</td><td>Food product</td></tr></tbody></table>

near-infrared temperature measurement technique for water surrounding an induction-heated small magnetic sphere

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

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

Watch this Scientific Journal Video about Near-Infrared Temperature Measurement Technique for Water Surrounding an Induction-heated Small Magnetic Sphere at JoVE.com

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

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

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

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

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

Universidad de Cartagena UDEC

Education

Research

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Engineering

Chemistry

Mechanical Engineering

Unit 1

Units, Dimensions, and Measurements

Physics Basics

Electronic Structure of Atoms

SCIENTISTS IN ACTION

8.0K Görüntüleme.  Tokyo Metropolitan University. Bir indüksiyon ısıtmalı manyetik küre küçük çevreleyen su sıcaklığı ölçmek için 1150 Ve 1412 nm dalga boyu kullanan bir yöntem sunulur.

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

Method for Simultaneous fMRI/EEG Data Collection during a Focused Attention Suggestion for Differential Thermal Sensation

In the present work, we demonstrate a method for concurrent collection of EEG/fMRI data. In our setup, EEG data are collected using a high-density 256-channel sensor net. The EEG amplifier itself is contained in a field isolation containment system (FICS), and MRI clock signals are synchronized with EEG data collection for subsequent MR artifact characterization and removal. We demonstrate this method first for resting state data collection. Thereafter, we demonstrate a protocol for EEG/fMRI data recording, while subjects listen to a tape asking them to visualize that their left hand is immersed in a cold-water bath and referred to, here, as the cold glove paradigm. Thermal differentials between each hand are measured throughout EEG/fMRI data collection using an MR compatible temperature sensor that we developed for this purpose. We collect cold glove EEG/fMRI data along with simultaneous differential hand temperature measurements both before and after hypnotic induction. Between pre and post sessions, single modality EEG data are collected during the hypnotic induction and depth assessment process. Our representative results demonstrate that significant changes in the EEG power spectrum can be measured during hypnotic induction, and that hand temperature changes during the cold glove paradigm can be detected rapidly using our MR compatible differential thermometry device.

We present a protocol for concurrent collection of EEG/fMRI data, and synchronized MR clock signal recording. We demonstrate this method using a unique paradigm whereby subjects receive &#x2018;cold glove&#x2019; instructions during scanning, and EEG/fMRI data are recorded along with hand temperature measurements both before and after hypnotic induction.

Diferansiyel Termal His için Odaklanmış Dikkat Önerisi Sırasında Eşzamanlı fMRI/EEG Veri Toplama Yöntemi

In the present work, we demonstrate a method for concurrent collection of EEG/fMRI data. In our setup, EEG data are collected using a high-density ...

Davranış

Ultrasound Velocity Measurement in a Liquid Metal Electrode

A growing number of electrochemical technologies depend on fluid flow, and often that fluid is opaque. Measuring the flow of an opaque fluid is inherently more difficult than measuring the flow of a transparent fluid, since optical methods are not applicable. Ultrasound can be used to measure the velocity of an opaque fluid, not only at isolated points, but at hundreds or thousands of points arrayed along lines, with good temporal resolution. When applied to a liquid metal electrode, ultrasound velocimetry involves additional challenges: high temperature, chemical activity, and electrical conductivity. Here we describe the experimental apparatus and methods that overcome these challenges and allow the measurement of flow in a liquid metal electrode, as it conducts current, at operating temperature. Temperature is regulated within &#177;2 &#176;C using a Proportional-Integral-Derivative (PID) controller that powers a custom-built furnace. Chemical activity is managed by choosing vessel materials carefully and enclosing the experimental setup in an argon-filled glovebox. Finally, unintended electrical paths are carefully prevented. An automated system logs control settings and experimental measurements, using hardware trigger signals to synchronize devices. This apparatus and these methods can produce measurements that are impossible with other techniques, and allow optimization and control of electrochemical technologies like liquid metal batteries.

Ultrasound velocimetry is used to study mixing by fluid flow in liquid metal electrodes. The focus of this manuscript is to illustrate the methods used for making precise, spatially-resolved ultrasound measurements while limiting oxidation and controlling and monitoring temperature, applied current, and the heater power being supplied.

Sıvı Metal Elektrot Ultrason Hızı Ölçümü

A growing number of electrochemical technologies depend on fluid flow, and often that fluid is opaque. Measuring the flow of an opaque fluid is inherently ...

Mühendislik

Thermal Measurement Techniques in Analytical Microfluidic Devices

Thermal measurement techniques have been used for many applications such as thermal characterization of materials and chemical reaction detection. Micromachining techniques allow reduction of the thermal mass of fabricated structures and introduce the possibility to perform high sensitivity thermal measurements in the micro-scale and nano-scale devices. Combining thermal measurement techniques with microfluidic devices allows performing different analytical measurements with low sample consumption and reduced measurement time by integrating the miniaturized system on a single chip. The procedures of thermal measurement techniques for particle detection, material characterization, and chemical detection are introduced in this paper.

Here, we present three protocols for thermal measurements in microfluidic devices.

Analitik mikroakışkan Cihazlar Termal Ölçme Teknikleri

Thermal measurement techniques have been used for many applications such as thermal characterization of materials and chemical reaction detection. ...

High-resolution Thermal Micro-imaging Using Europium Chelate Luminescent Coatings

Micro-electronic devices often undergo significant self-heating when biased to their typical operating conditions. This paper describes a convenient optical micro-imaging technique which can be used to map and quantify such behavior. Europium thenoyltrifluoroacetonate (EuTFC) has a 612 nm luminescence line whose activation efficiency drops strongly with increasing temperature, due to T-dependent interactions between the Eu3+ ion and the organic chelating compound. This material may be readily coated on to a sample surface by thermal sublimation in vacuum. When the coating is excited with ultraviolet light (337 nm) an optical micro-image of the 612 nm luminescent response can be converted directly into a map of the sample surface temperature. This technique offers spatial resolution limited only by the microscope optics (about 1 micron) and time resolution limited by the speed of the camera employed. It offers the additional advantages of only requiring comparatively simple and non-specialized equipment, and giving a quantitative probe of sample temperature.

Europium thenoyltrifluoroacetonate (EuTFC) has an optical luminescence line at 612 nm, whose activation efficiency decreases strongly with temperature. If a sample coated with a thin film of this material is micro-imaged, the 612 nm luminescent response intensity may be converted into a direct map of sample surface temperature.

Öropiyum Şelat Lüminesans Kaplamaları Kullanma yüksek çözünürlüklü Termal Mikro görüntüleme

Micro-electronic devices often undergo significant self-heating when biased to their typical operating conditions. This paper describes a convenient ...

Measurements of Local Instantaneous Convective Heat Transfer in a Pipe - Single and Two-phase Flow

This manuscript provides step by step description of the manufacturing process of a test section designed to measure the local instantaneous heat transfer coefficient as a function of the liquid flow rate in a transparent pipe. With certain amendments, the approach is extended to gas-liquid flows, with a particular emphasis on the effect of a single elongated (Taylor) air bubble on heat transfer enhancement. A non-invasive thermography technique is applied to measure the instantaneous temperature of a thin metal foil heated electrically. The foil is glued to cover a narrow slot cut in the pipe. The thermal inertia of the foil is small enough to detect the variation in the instantaneous foil temperature. The test section can be moved along the pipe and is long enough to cover a considerable part of the growing thermal boundary layer.
At the beginning of each experimental run, a steady state with a constant water flow rate and heat flux to the foil is attained and serves as the reference. The Taylor bubble is then injected into the pipe. The heat transfer coefficient variations due to the passage of a Taylor bubble propagating in a vertical pipe is measured as function of the distance of the measuring point from the bottom of the moving Taylor bubble. Thus, the results represent the local heat transfer coefficients. Multiple independent runs preformed under identical conditions allow accumulating sufficient data to calculate reliable ensemble-averaged results on the transient convective heat transfer. In order to perform this in a frame of reference moving with the bubble, the location of the bubble along the pipe has to be known at all times. Detailed description of measurements of the length and of the translational velocity of the Taylor bubbles by optical probes is presented.

This manuscript describes methods aimed at measuring the local instantaneous convective heat transfer coefficients in a single or two-phase pipe flow. A simple optical method to determine the length and the propagation velocity of an elongated (Taylor) air bubble moving at a constant velocity is also presented.

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

This manuscript provides step by step description of the manufacturing process of a test section designed to measure the local instantaneous heat transfer ...

Uncoupling Coriolis Force and Rotating Buoyancy Effects on Full-Field Heat Transfer Properties of a Rotating Channel

An experimental method for exploring the heat transfer characteristics of an axially rotating channel is proposed. The governing flow parameters that characterize the transport phenomena in a rotating channel are identified via the parametric analysis of the momentum and energy equations referring to a rotating frame of reference. Based on these dimensionless flow equations, an experimental strategy that links the design of the test module, the experimental program and the data analysis is formulated with the attempt to reveal the isolated Coriolis-force and buoyancy effects on heat transfer performances. The effects of Coriolis force and rotating buoyancy are illustrated using the selective results measured from rotating channels with various geometries. While the Coriolis-force and rotating-buoyancy impacts share several common features among the various rotating channels, the unique heat transfer signatures are found in association with the flow direction, the channel shape and the arrangement of heat transfer enhancement devices. Regardless of the flow configurations of the rotating channels, the presented experimental method enables the development of physically consistent heat transfer correlations that permit the evaluation of isolated and interdependent Coriolis-force and rotating-buoyancy effects on the heat transfer properties of rotating channels.

Here, we present an experimental method for decoupling the interdependent Coriolis-force and rotating-buoyancy effects on full-field heat transfer distributions of a rotating channel.

Uncoupling Coriolis kuvveti ve tam-alan ısı üzerinde dönen yüzdürme etkileri dönen bir kanal özelliklerini aktarma

An experimental method for exploring the heat transfer characteristics of an axially rotating channel is proposed. The governing flow parameters that ...

Infrared Degenerate Four-wave Mixing with Upconversion Detection for Quantitative Gas Sensing

We present a protocol for performing gas spectroscopy using infrared degenerated four-wave mixing (IR-DFWM), for the quantitative detection of gas species in the ppm-to-single-percent range. The main purpose of the method is the spatially resolved detection of low-concentration species, which have no transitions in the visible or near-IR spectral range that could be used for detection. IR-DFWM is a nonintrusive method, which is a great advantage in combustion research, as inserting a probe into a flame can change it drastically. The IR-DFWM is combined with upconversion detection. This detection scheme uses sum-frequency generation to move the IR-DFWM signal from the mid-IR to the near-IR region, to take advantage of the superior noise characteristics of silicon-based detectors. This process also rejects most of the thermal background radiation. The focus of the protocol presented here is on the proper alignment of the IR-DFWM optics and on how to align an intracavity upconversion detection system.

Here, we present a protocol to perform sensitive, spatially resolved gas spectroscopy in the mid-infrared region, using degenerate four-wave mixing combined with upconversion detection.

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

We present a protocol for performing gas spectroscopy using infrared degenerated four-wave mixing (IR-DFWM), for the quantitative detection of gas species ...

In Situ Surface Temperature Measurement in a Conveyor Belt Furnace via Inline Infrared Thermography

Measuring the surface temperature of objects that are processed in conveyor belt furnaces is an important tool in process control and quality assurance. Currently, the surface temperature of objects processed in conveyor belt furnaces is typically measured via thermocouples. However, infrared (IR) thermography presents multiple advantages compared to thermocouple measurements, as it is a contactless, real-time, and spatially resolved method. Here, as a representative proof-of-concept example, an inline thermography system is successfully installed into an IR lamp powered solar firing furnace, which is used for the contact firing process of industrial Si solar cells. This protocol describes how to install an IR camera into a conveyor belt furnace, conduct a customer correction of a factory calibrated IR camera, and perform the evaluation of spatial surface temperature distribution on a target object.

This protocol describes how to install an infrared camera into a conveyor belt furnace, conduct a customer correction of a factory calibrated IR camera, and evaluate the spatial surface temperature distribution of an object of interest. The example objects are industrial silicon solar cells.

Sıralı Kızılötesi Termografi ile Konveyör Bant Fırınında Situ Yüzey Sıcaklığı Ölçümü

Measuring the surface temperature of objects that are processed in conveyor belt furnaces is an important tool in process control and quality assurance. ...

Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

This paper elaborates the sample preparation protocols required to obtain optimal domain patterns using the Bitter method, focusing on the extra steps compared to standard metallographic sample preparation procedures. The paper proposes a novel bespoke rig for dynamic domain imaging with in situ BH (magnetic hysteresis) measurements and elaborates the protocols for the sensor preparation and the use of the rig to ensure accurate BH measurement. The protocols for static and ordinary dynamic domain imaging (without in situ BH measurements) are also presented. The reported method takes advantage of the convenience and high sensitivity of the traditional Bitter method and enables in situ BH measurement without interrupting or interfering with the domain wall movement processes. This facilitates establishing a direct and quantitative link between the domain wall movement processes&#8211;microstructural feature interactions in ferritic steels with their BH loops. This method is anticipated to become a useful tool for the fundamental study of microstructure&#8211;magnetic property relationships in steels and to help interpret the electromagnetic sensor signals for non-destructive evaluation of steel microstructures.

Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

This paper elaborates the sample and sensor preparation procedures and the protocols for using the test rig particularly for dynamic domain imaging with in situ BH measurements in order to achieve optimal domain pattern quality and accurate BH measurements.

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

This paper elaborates the sample preparation protocols required to obtain optimal domain patterns using the Bitter method, focusing on the extra steps ...

Biyomühendislik

Magnetic-, Acoustic-, and Optical-Triple-Responsive Microbubbles for Magnetic Hyperthermia and Pothotothermal Combination Cancer Therapy

The precision delivery of anti-cancer agents which aim for targeted and deep-penetrated delivery as well as a controlled release at the tumor site has been challenged. Here, we fabricate iron oxide nanoparticle shelled microbubbles (NSMs) through self-assembly, synergizing magnetic, acoustic, and optical responsiveness in one nanotherapeutic platform. Iron oxide nanoparticles serve as both magnetic and photothermal agents. Once intravenously injected, NSMs can be magnetically guided to the tumor site. Ultrasound triggers the release of iron oxide nanoparticles, facilitating the penetration of nanoparticles deep into the tumor due to the cavitation effect of microbubbles. Thereafter, magnetic hyperthermia and photothermal therapy can be performed on the tumor for combinational cancer therapy, a solution for cancer resistance due to the tumor heterogeneity. In this protocol, the synthesis and characterization of NSMs including structural, chemical, magnetic and acoustic properties were performed. In addition, the anti-cancer efficacy by thermal therapy was investigated using in vitro cell cultures. The proposed delivery strategy and combination therapy holds great promise in cancer treatment to improve both delivery and anticancer efficacies.

Presented here is a protocol for the fabrication of iron oxide nanoparticle-shelled microbubbles (NSMs) through self-assembly, synergizing magnetic, acoustic, and optical responsiveness in one nanotherapeutic platform for magnetic hyperthermia and photothermal combination cancer therapy.

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

The precision delivery of anti-cancer agents which aim for targeted and deep-penetrated delivery as well as a controlled release at the tumor site has ...