המחברים מודים מר יאמאדה קנטה, מר ריוטה אקדמיית אוראן, מר מיזוקי Kyoda על התמיכה שלהם על ניסויים, ניתוח נתונים. עבודה זו נתמכה על ידי JSPS KAKENHI גרנט מספר 25630069, קרן סוזוקי, ולא מדוייקת המדידה טכנולוגיה קידום קרן, יפן.

1. הגדרת הניסוי והליכים
הכן של רכבת אופטי כדי לטעון לדוגמה, אופטיקה ניר הדמיה כדלקמן.
<ol><li>
הכנת הדוגמא. הערה: בעת שימוש מים או נוזל מימית, שלב 1.1.1. בעת שימוש ג'ל מימית עם צמיגות גבוהה, שלב 1.1.2.<ol>
<li>כדור פלדה הגדרת במים.<ol>
<li>לתקן את כדור פלדה בקוטר-מ מ- 2.0 בסוף מחרוזת פלסטיק דק באמצעות כמות קטנה של דבק.</li>
			<li>לתלות את גלגל פלדה במרכז התא זכוכית מלבני עם מרחק אופטי של 10.0 מ מ, רוחב של 10 מ מ, בגובה של 45 מ מ (איור 3).</li>
			<li>שופכים מים מסוננים לתוך התא בזהירות כדי לא לייצר בועות אוויר. הערה: כדור פלדה ניתן גם לתקן עד לקצה מוט פלסטיק דק עם כמות קטנה של דבק19.</li>
		</ol>
</li>
		<li>כדור פלדה הגדרת ג'ל מימית.<ol>
<li>חום ג'ל מימית להפחתת צמיגות שלה כך. זה מספיק נמוך כדי שפכו בצורה חלקה.</li>
			<li>באמצעות מזרק, שופכים את ג'ל מימית לתא זכוכית מלבני עם מרחק אופטי של 2.0 מ מ, רוחב של 10 מ מ, בגובה של 45 מ"מ עד חצי מלא ולהשאיר לה להתקרר.</li>
			<li>מניחים כדור פלדה בקוטר 0.5-מ מ במרכז השטח ג'ל.</li>
			<li>למלא את התא ג'ל מימית. הערה: ספירות גדול (> דייה ~ 1 מ מ) לא אמור לשמש עם ג'ל כי הם יעברו על-ידי כוחות הכבידה ו/או מגנטית במהלך חימום השראתי.</li>
		</ol>
</li>
		<li>להגדיר את התא בעל פלסטיק, לעלות אותו על המעקה אופטי (איור 3).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הכנת ניר מערכת הדמיה.
	<ol>
<li>להכין מנורת הלוגן עם מדריך אור סיבים, ולתקן סוף המדריך אור סיבים עם בעל על המעקה אופטי.</li>
		<li>במקום מסנן bandpass צר (NBPF) עם להדמיה לשיא בגיל λ = 1150 nm או λ = 1412 nm בין המדריך אור סיבים לבין התא (איור 3).</li>
		<li>Interpose מסנן bandpass אחר (bpf) צר, אשר טווח אורך גל השידור הוא רחב יותר מזה של NBPF, בין המנורה הלוגן של NBPF. הערה: BPF נחוץ כדי למנוע נזק תרמי NBPF כי הוא מקבל את האור ישירות.</li>
		<li>Interpose של iris diaphragm(s) בנתיב האור בין המחזיק NBPF ותא כדי להפחית את האור תועה (איור 3).</li>
		<li>להגדיר מצלמה ניר כדי לזהות את האור דרך התא (איור 3). חבר את המצלמה דרך כבל העברת נתונים ללוח גרפי מותקן בתוך המחשב האישי (PC) עם תמונה רכישת תוכנה.</li>
		<li>הגדר עדשה telecentric בין התא לבין המצלמה (איור 3). הערה: עדשת המצלמה משותף יכול גם לשמש. אולם, עדשה telecentric הוא יותר טוב מבחינת גילוי סלקטיבי של המקבילה אור לריי הראשי עבור IAT וצמצום ההשפעה של עקיפה. הערה: NBPF ואת BPF לא יוצבו בין התא לבין המצלמה, כי בעשותו כן, טמפרטורת המים יגדל באמצעות קליטה ישירה של אור בעוצמה גבוהה מנורת הלוגן.</li>
		<li>תדליק את המצלמה ניר ולהפעיל את התוכנה רכישת התמונה.</li>
		<li>להדליק את מנורת הלוגן ולהתאים את כוחה פלט התבוננות בתמונה המוצגת על הצג (איור 4).</li>
		<li>התאם את ציר, את המיקום ואת המיקוד של העדשה telecentric כדי לקבל תמונה בסדר של הספרה פלדה. הערה: אם ההתאמה אינה שלמה, דפוסי העוצמה לא סדיר יופיע, המוביל absorbances שגוי.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הכנת מערכת חימום אינדוקציה.
	<ol>
<li>הכן של אינדוקציה חימום מערכת המורכבת גנרטור בתדירות גבוהה (הספק מרבי: 5.6 kW; תדירות: 780 kHz), סליל water-cooled, chiller מים. הערה: אינדוקציה חימום מערכת ציפוי פליז, ריתוך, הלחמה חלקי מתכת קטן מתאים למטרה זו; ראה טבלה של חומרים.</li>
		<li>במידת האפשר, לטעון את הגליל על במה מטלטלין XYZ כדי לשנות את מיקומה.</li>
		<li>מקם את הגליל ליד התא כך המרחק בין המרכז סליל לספרה פלדה הוא כ- 15 מ מ (איור 3). ודא כי ישנם ללא חלקי מתכת אחרים ליד הגליל. הערה: המרחק צריך להיות מותאם בהתאם אינדוקציה חימום כוח ואת גודל כדור.</li>
		<li>הפיצו מים לקירור.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
ייבוא תמונות, חימום השראתי.
	<ol>
<li>לחץ על "התחל" על התוכנה רכישת התמונה כדי לאחסן התמונות ברצף.</li>
		<li>לחץ על "התחל"-אינדוקציה חימום תוכנת השליטה להתחיל את חימום השראתי.</li>
		<li>לאחר מספר שניות (בהתאם לתנאים מטרה), לחץ על "stop" על התוכנה רכישת התמונה.</li>
		<li>לחץ על "stop" על חימום תוכנת בקרת אינדוקציה.</li>
		<li>שמור את התמונות המאוחסנות חנותם רצף TIFF (או תבנית אחרת לא דחוסות) על התוכנה רכישת התמונה. הערה: אם הטמפרטורה גבוהה מספיק, ההשפעה של סטיה קלה יופיעו על תמונה7. אינדוקציה חימום חשמל בטח ירד כראוי למרות ניסויים כזה כי עליית הטמפרטורה ליד הספרה הוא פחות מ כ 10 K, אשר יכול להיות אישרו בשלבים פרוטוקול הבאים עבור הערכת טמפרטורה.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. תמונה עיבוד והשערוך טמפרטורה
הערה: התמונות השמורות רציפים מיוצגים כמו אניאני(x, z), איפה המספר מסגרת רציפים . קואורדינטות, x, y, z, r, ו- r' מוגדרים כפי הם הצביעו על איור 2; z הוא חיובי בכיוון ההפוך הכבידה. קווי המתאר של פרוטוקול בשלבים הבאים מומחש גם תוספת1.
<ol><li>
ספיגת התמונה הבנייה.
	<ol>
<li>פתוח אניאני(x, z) עם התמונה בתוכנת עיבוד.</li>
		<li>להפחית רעשים אניאני(x, z) על ידי יישום 3 × 3 פיקסלים בממוצע.</li>
		<li>יצירת תמונה ממוצעת של אניאני(x, z) יסתיים. אני = 1 אל 5 (או יותר) לפני חימום, ולהגדיר אותו כתמונה להתייחסות, אניr(x, z). הערה: בממוצע זה מפחית את רעש כדי לקבל תמונה אמינה יותר מאשר פריים אחד של תמונה.</li>
		<li>לבנות את התמונות רציפים של ההבדל ספיגת, Δאני(x, z), באמצעות המשוואה הבאה: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq1.jpg">(1) הערה: ΔAאני(x, z) הוא הוריאציה של ספיגת, אני(x, z), החל ספיגת הפניה, -r(x, z), לפני חימום, והוא נגזר15,16,17,18,19כדלקמן: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq2.jpg">(2) ? איפה אני0 האינטנסיביות של התקרית אור אל התא.</li>
		<li>לצבוע את Δאני תמונות בעזרת מפה בצבע המתאים של כגון כחול-כדי-אדום. הערה: קובץ ה-script הפקודה להפעלת צעדים 2.1.2 דרך 2.1.5 עבור ImageJ מוצג נספח2.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הערכת טמפרטורה.
	<ol>
<li>בחר את תקופת הזמן במהלך Δ אילוAאני(x, z) הוא באופן מעגלי סימטרי ביחס למרכז של הספרה על ידי התבוננות באופן חזותי את התמונות. הערה: סימטריה מעגלית שבור בעיקר על ידי הסעה חינם. הדין אנליטית המבוססת על תמונה של הסעה חינם המתרחשים הוא הציג את הקודם. עבודה19; עם זאת, למעשה, הדין חזותית יעילה.</li>
		<li>לחלץ את ΔAאני(rʹ, θ באמצעות) הנתונים לאורך קווים רדיאליים 360 (Δθ באמצעות = 1˚) על Δאני(x, z) התמונות.</li>
		<li>אל תכלול Δאני(rʹ, θ באמצעות) הנתונים בתוך מעגל בסביבתו (Δrʹ≈ 0.2 מ מ). הערה: הנתונים הם anomalously מאוד קטנות או גדולות בסביבה בעיקר בשל התנועה קלה של הספרה.</li>
		<li>Δ הממוצעאני(rʹ, θ באמצעות) מעל θ באמצעות כדי לקבוע את הפרופיל קו, Δאני(rʹ). הערה: קובץ ה-script הפקודה להפעלת צעדים 2.2.2 דרך 2.2.4 עבור ImageJ מוצג בנספח 3.</li>
		<li>משוער ΔAאני(rʹ) הנתונים על-ידי הפונקציה מולטי-Gaussian הבאים: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq3.jpg">(3) היכן j היא הגורם שקלול σj הוא הפרמטר פיזור, R הוא המספר המירבי של rʹ איפה ΔAאני(R) = 0 ניתן להניח.</li>
		<li>חישוב ההפרש מקדם הספיגה, Δממוצעאני(r), על ידי החלפת את שהושג N j, σj לתוך IAT הבאים של הציוד (3): <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq4.jpg">(4) ? איפה erf פונקציית השגיאה.</li>
		<li>המרת Δממוצעאני(r) טמפרטורה באמצעות המשוואה הבאה: <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/57407/57407eq5.jpg">(5) עם המקדמים הטמפרטורה של המים, αf, אשר 4.0 × 10-3 K-1 מ מ-1 עבור λ = nm 115019 ו- 4.1 × 10-3 K-1 מ מ-1 עבור λ = 1412 nm17. הערה: קובץ ה-script הפקודה להפעלת צעדים 2.2.5 דרך 2.2.7 מוצג תוספת 4, שבו הוא מועסק17,19 אלגוריתם הריבועים הפחותים לא לינארית לבנברג-Marquardt עבור שלב 2.2.5.</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>

המחברים אין לחשוף.

הטכניקה שהוצגו במאמר זה הוא ספר אחד באמצעות התלות בטמפרטורה של ניר הספיגה של המים ומציגה ללא קושי משמעותי בהגדרת את הציוד הנדרש ויישום. התקרית אור יכול להיות מיוצר בקלות באמצעות מנורת הלוגן של NBPF. עם זאת, לייזרים לא ניתן להשתמש, בגלל הפרעות מגובשת דפוסי יופיע על התמונות. נפוצה בעדשות אופטי?...

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

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

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

טכניקה כדי למדוד את הטמפרטורה ליד מקור חום קטן בתוך מדיום נדרש שדות מחקר מדעי ויישומים רבים. לדוגמה, במחקר על מכת חום מגנטי, אשר היא שיטה טיפול בסרטן באמצעות השראה אלקטרומגנטית של חלקיקים מגנטיים או חתיכות קטנות מגנטי, זה קריטי לחזות במדויק את ההפצות בטמפרטורה שנוצרו על-ידי המגנטי חלקיקים1,2. עם זאת, למרות במיקרוגל3,4, אולטרסאונד5,6,7,8, optoacoustic9, ראמאן10ותהודה מגנטית11 ,12-טכניקות מדידה המבוססת על טמפרטורה יש כבר חקר ופיתח, חלוקה הטמפרטורה הפנימית מעין לא ניתן למדוד באופן מדויק בזמן הנוכחי. עד כה, טמפרטורות יחיד-מיקום או טמפרטורות-כמה תפקידים נמדדו באמצעות חיישני טמפרטורה, אשר, במקרה של חימום השראתי, הם סיבים אופטיים מגנטיים טמפרטורה חיישנים13,14. לחלופין, הטמפרטורות המשטח של מדיה נמדדו מרחוק באמצעות מדחום קרינה אינפרא אדום כדי להעריך את הטמפרטורה הפנימית14. אולם, כאשר למדיום המכיל מקור חום קטן שכבת מים או מדיום מימית שאינה עכורים, הראו כי-סגול (ניר) הקליטה טכניקה שימושית למדוד את טמפרטורת15,16, 17,18,19. מאמר זה מציג פרוטוקול מפורט של זו טכניקה ותוצאות נציג.
ניר הקליטה הטכניקה מבוססת על עקרון התלות בטמפרטורה של הלהקות ספיגה של מים באזור ניר. כפי שמוצג באיור 1a, ν1 + ν2 + ν3 הקליטה הלהקה של מים הוא ציין את 1100 ננומטר טווח אורך הגל 1250-nm (λ), משמרות על מנת באורכי גל קצרים יותר כמו הטמפרטורה מגביר19. כאן, ν1 + ν2 + ν3 אמצעי שמתאים הלהקה הזאת השילוב של מצבי רטט O-H היסוד שלוש: סימטרי מתיחה (ν1), כיפוף (ν 2), ו אנטי-סימטרי מתיחה (ν3)20,21. שינוי זה בספקטרום מציין אורך הגל הרגיש ביותר בלהקה λ ≈ 1150 ננומטר. להקות אחרות ספיגה של מים גם שהפגינו התנהגות דומה ביחס טמפרטורה15,16,17,18,20,21. Ν1 + νהלהקה3 המים נשמרים ב- טווח λ = 1350−1500 ננומטר ותלות הטמפרטורה שלו מוצגות באיור איור 1b. Ν1 + νהלהקה3 של מים, 1412 ננומטר הוא אורך הגל הרגיש ביותר. לכן ניתן לקבל תמונות דו-ממדיות טמפרטורה (2D) באמצעות מצלמה ניר כדי ללכוד תמונות ספיגת 2D- λ = nm 1150 או 1412. כמו מקדם ספיגה של מים- λ = 1150 ננומטר הוא קטן יותר- λ = 1412 ננומטר, אורך הגל לשעבר הוא מתאים כ 10-מ מעבה מדיה מימית, בזמן האחרון הוא מתאים כ 1-מ מעבה אלה. לאחרונה, באמצעות λ = 1150 nm, השגנו את הפצות הטמפרטורה בשכבת מים 10-מ מעבה המכיל של אינדוקציה המחוממת כדור פלדה בקוטר 1 מ"מ19. יתר על כן, ההפצות הטמפרטורה בשכבת מים 0.5-מ מעבה נמדדו באמצעות λ = 1412 nm15,17.
יש יתרון הטמפרטורה מבוסס-ניר הדמיה הטכניקה היא שזה פשוט להגדיר וליישם מפני זה היא טכניקה מדידה הקליטה-שידור וזקוק. אין fluorophore, זרחן או אחרים בדיקה תרמית. בנוסף, את הרזולוציה הטמפרטורה שלה נמצא פחות מ 0.2 K15,17,19. החלטה כזו טמפרטורה טוב אינה יכולה להיות מושגת על ידי שידור טכניקות אחרות מבוסס על אינטרפרומטריה, אשר לעיתים קרובות השתמשו מיוחמות ועל העברת המוני מחקרים22,23,24. נציין, עם זאת, כי הטמפרטורה מבוסס-ניר הדמיה טכניקה אינה מתאימה במקרים עם שינוי הטמפרטורה המקומית ניכר, כי הסטה של אור הנגרמת על ידי מעבר הצבע טמפרטורה גדול הופך להיות דומיננטי19. העניין הזה נקרא בעיתון הזה מבחינת שימוש מעשי.
מאמר זה מתאר את הגדרת הניסוי של נוהל מבוסס-ניר טמפרטורה טכניקת דימות עבור כדור מגנטי קטן מחוממים באמצעות אינדוקציה; בנוסף, הוא מציג את התוצאות של שתי תמונות נציג ספיגת 2D. תמונה אחת היא של כדור פלדה בקוטר-מ מ- 2.0 בשכבת מים 10.0-מ מעבה שנלכד- λ = 1150 ננומטר. התמונה השנייה היא של כדור פלדה בקוטר 0.5 מ מבשכבת סירופ מלטוז 2.0 מ מבעובי שנלכד- λ = 1412 ננומטר. מאמר זה מציג גם את שיטת החישוב ואת התוצאות של תלת מימד (3D) מוקדי חלוקת טמפרטורה על-ידי החלת ההופכי הבל שינוי צורה (IAT) לתמונות ספיגת 2D. IAT בתוקף כאשר התפלגות טמפרטורה 3D ההנחה תהיה סימטרית כדורית כמו במקרה של כדור מחוממת (איור 2)19. לחישוב IAT, פונקציה מולטי-Gaussian התאמת שיטת מועסק כאן, כי IATs של פונקציות לפי עקומת גאוס ניתן להשיג בצורה אנליטית25,26,27,28,29 ובכושר טוב להפחתת מונוטוני נתונים; זה כולל ניסויים העסקת הולכה תרמית ממקור החום יחיד.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:727px;" width="727">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Induction heating system</td>
			<td style="width:208px;">CEIA, Italy</td>
			<td style="width:119px;">SPW900/56</td>
			<td style="width:167px;">780 kHz, 5.6 kW (max).</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Coil</td>
			<td style="width:208px;">SA-Japan</td>
			<td style="width:119px;">custom</td>
			<td>Water-cooled copper tube; two-turn; outer dia. 28 mm.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Water chiller</td>
			<td style="width:208px;">Matsumoto Kikai, Japan</td>
			<td style="width:119px;">MP-401CT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:233px;">Halogen lamp</td>
			<td style="width:208px;">Hayashi Watch-Works, Japan</td>
			<td style="width:119px;">LA-150UE-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:233px;">Narrow bandpass filter for &#955; = 1150 nm</td>
			<td style="width:208px;">Andover</td>
			<td style="width:119px;">115FS10-25</td>
			<td>Full width at half-maximum (FWHM): 10 nm.</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:233px;">Narrow bandpass filter for &#955; = 1412 nm</td>
			<td style="width:208px;">Andover</td>
			<td style="width:119px;">semi-custom</td>
			<td>Full width at half-maximum (FWHM): 10 nm.</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:233px;">Bandpass filter for &#955; = 850&#8722;1300 nm</td>
			<td style="width:208px;">Spectrogon</td>
			<td style="width:119px;">SP-1300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:233px;">Bandpass filter for &#955; = 1100&#8722;2000 nm</td>
			<td style="width:208px;">Spectrogon</td>
			<td style="width:119px;">SP-2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">NIR camera</td>
			<td style="width:208px;">FLIR Systems</td>
			<td style="width:119px;">Alpha NIR</td>
			<td>InGaAs</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Image acquisition software</td>
			<td style="width:208px;">FLIR Systems</td>
			<td style="width:119px;">IRvista</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Image processing software</td>
			<td style="width:208px;">NIH</td>
			<td style="width:119px;">ImageJ</td>
			<td>ver. 1.51r</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Image processing software</td>
			<td style="width:208px;">MathWorks</td>
			<td style="width:119px;">Matlab</td>
			<td>ver. 2016a</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Telecentric lens</td>
			<td style="width:208px;">Edmond Optics</td>
			<td style="width:119px;">55350-L</td>
			<td>X1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Steel sphere (0.5 mm dia.)</td>
			<td style="width:208px;">Kobe Steel, Japan</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Fe-1.5Cr-1.0C-0.4Mn (wt %)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Steel sphere (2.0 mm dia.)</td>
			<td style="width:208px;">Kobe Steel, Japan</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Fe-1.5Cr-1.0C-0.4Mn (wt %)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Maltose syrup as aqueous gel</td>
			<td style="width:208px;">Sonton, Japan</td>
			<td style="width:119px;">Mizuame</td>
			<td>Food product</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

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

טכניקה כדי למדוד את הטמפרטורה של המים ומדיה מימית שאינה עכורים המקיפים של אינדוקציה המחוממת קטן מגנטי כדור מוצג. שיטה זו משתמשת אורכי גל של nm 1150, 1412, שבו מקדם ספיגה של מים היא תלויה בטמפרטורה. מים או שאינם עכורים ג'ל מימית המכילה כדור מגנטי 2.0 מ מ או 0.5-מ מקוטר הוא מוקרן 1150 nm או 1412 אור התקרית ננומטר, ככל שנבחר באמצעות מסנן bandpass צרים; בנוסף, תמונות ספיגת דו מימדי, אשר ההשתקפויות רוחבי של מקדם הספיגה, נרכשים באמצעות מצלמה אינפרא אדום. כאשר ניתן להניח, חלוקות תלת מימדי של הטמפרטורה להיות סימטרי כדורית, הם מוערך על-ידי החלת ההופכי שהבל הופכת הפרופילים ספיגת. הטמפרטורות נצפו באופן עקבי לשנות בהתאם את אינדוקציה חימום חשמל וזמן.

תמונות של ΔAאני(x, z)- λ = nm 1150 עבור כדור פלדה בקוטר-מ מ- 2.0 במים ו- λ = 1412 nm עבור כדור פלדה בקוטר 0.5 מ מסירופ מלטוז מוצגים באיור 5 ו איור 6, בהתאמה. בשני המקרים, הייתה הספרה 12 מ מ מתחת לתחתית של הסליל ל?...

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

טכניקה ניצול אורכי גל של nm 1150, 1412 כדי למדוד את הטמפרטורה של המים המקיפים של אינדוקציה המחוממת קטן מגנטי כדור מוצג.

בטכניקת מדידת טמפרטורה אינפרא אדום המקיפים של אינדוקציה המחוממת קטן מגנטי כדור מים

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

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 Views.  Tokyo Metropolitan University. טכניקה ניצול אורכי גל של nm 1150, 1412 כדי למדוד את הטמפרטורה של המים המקיפים של אינדוקציה המחוממת קטן מגנטי כדור מוצג.

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

The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and polar dielectric liquids. These bridges are unique from capillary bridges in that they exhibit extensibility beyond a few millimeters, have complex bi-directional mass transfer patterns, and emit non-Planck infrared radiation. A number of common solvents can form such bridges as well as low conductivity solutions and colloidal suspensions. The macroscopic behavior is governed by electrohydrodynamics and provides a means of studying fluid flow phenomena without the presence of rigid walls. Prior to the onset of a liquid bridge several important phenomena can be observed including advancing meniscus height (electrowetting), bulk fluid circulation (the Sumoto effect), and the ejection of charged droplets (electrospray). The interaction between surface, polarization, and displacement forces can be directly examined by varying applied voltage and bridge length. The electric field, assisted by gravity, stabilizes the liquid bridge against Rayleigh-Plateau instabilities. Construction of basic apparatus for both vertical and horizontal orientation along with operational examples, including thermographic images, for three liquids (e.g., water, DMSO, and glycerol) is presented.

Horizontal and vertical electrohydrodynamic liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields and polar dielectric liquids. The construction of basic apparatus and operational examples, including thermographic images, for three liquids (e.g., water, DMSO, and glycerol) is presented.

הכנת גשרי Electrohydrodynamic מנוזלי דיאלקטרי פולאר

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and ...

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film synthesis) for the purpose of exploratory materials research. Certain materials pose a challenge wherein the traditional bulk Hall bar device fabrication method is insufficient to produce a measureable device for sample transport measurement, principally because the single crystal size is too small to attach wire leads to the sample in a Hall bar configuration. This can be, for example, because the first batch of a new material synthesized yields very small single crystals or because flakes of samples of one to very few monolayers are desired. In order to enable rapid characterization of materials that may be carried out in parallel with improvements to their growth methodology, a method of device fabrication for very small samples has been devised to permit the characterization of novel materials as soon as a preliminary batch has been produced. A slight variation of this methodology is applicable to producing devices using exfoliated samples of two-dimensional materials such as graphene, hexagonal boron nitride (hBN), and transition metal dichalcogenides (TMDs), as well as multilayer heterostructures of such materials. Here we present detailed protocols for the experimental device fabrication of fragments and flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate and subsequent measurement in a commercial superconducting magnet, dry helium close-cycle cryostat magnetotransport system at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

We describe the methodology of mechanical exfoliation and deposition of flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate, fabrication of experimental device structures for transport experimentation, and the magnetotransport measurement in a dry helium close-cycle cryostat at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

שיטות ניסיוניות מתקדמות לטמפרטורה נמוכה Magnetotransport מדידה של חומרים חדשים

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

Optical Trap Loading of Dielectric Microparticles In Air

We demonstrate a method to trap a selected dielectric microparticle in air using radiation pressure from a single-beam gradient optical trap. Randomly scattered dielectric microparticles adhered to a glass substrate are momentarily detached using ultrasonic vibrations generated by a piezoelectric transducer (PZT). Then, the optical beam focused on a selected particle lifts it up to the optical trap while the vibrationally excited microparticles fall back to the substrate. A particle may be trapped at the nominal focus of the trapping beam or at a position above the focus (referred to here as the levitation position) where gravity provides the restoring force. After the measurement, the trapped particle can be placed at a desired position on the substrate in a controlled manner. 
In this protocol, an experimental procedure for selective optical trap loading in air is outlined. First, the experimental setup is briefly introduced. Second, the design and fabrication of a PZT holder and a sample enclosure are illustrated in detail. The optical trap loading of a selected microparticle is then demonstrated with step-by-step instructions including sample preparation, launching into the trap, and use of electrostatic force to excite particle motion in the trap and measure charge. Finally, we present recorded particle trajectories of Brownian and ballistic motions of a trapped microparticle in air. These trajectories can be used to measure stiffness or to verify optical alignment through time domain and frequency domain analysis. Selective trap loading enables optical tweezers to track a particle and its changes over repeated trap loadings in a reversible manner, thereby enabling studies of particle-surface interaction.

A protocol for launching and stably trapping selected dielectric microparticles in air is presented.

טוען מלכודת אופטית של דיאלקטרי microparticles באוויר

We demonstrate a method to trap a selected dielectric microparticle in air using radiation pressure from a single-beam gradient optical trap. Randomly ...

Standardized Method for Measuring Collection Efficiency from Wipe-sampling of Trace Explosives

One of the limiting steps to detecting traces of explosives at screening venues is effective collection of the sample. Wipe-sampling is the most common procedure for collecting traces of explosives, and standardized measurements of collection efficiency are needed to evaluate and optimize sampling protocols. The approach described here is designed to provide this measurement infrastructure, and controls most of the factors known to be relevant to wipe-sampling. Three critical factors (the applied force, travel distance, and travel speed) are controlled using an automated device. Test surfaces are chosen based on similarity to the screening environment, and the wipes can be made from any material considered for use in wipe-sampling. Particle samples of the explosive 1,3,5-trinitroperhydro-1,3,5-triazine (RDX) are applied in a fixed location on the surface using a dry-transfer technique. The particle samples, recently developed to simulate residues made after handling explosives, are produced by inkjet printing of RDX solutions onto polytetrafluoroethylene (PTFE) substrates. Collection efficiency is measured by extracting collected explosive from the wipe, and then related to critical sampling factors and the selection of wipe material and test surface. These measurements are meant to guide the development of sampling protocols at screening venues, where speed and throughput are primary considerations.

Optimized sampling protocols and the development of new wipe materials can be facilitated by standardized measurements of collection efficiency from wipe-sampling. Our approach for sampling trace explosives uses an automated device to control speed, force, and distance during wipe-sampling followed by extraction of collected explosives.

שיטה סטנדרטית למדידת יעילות גבייה נגב-דגימה של חומרי נפץ Trace

One of the limiting steps to detecting traces of explosives at screening venues is effective collection of the sample. Wipe-sampling is the most common ...

Micro/Nano-scale Strain Distribution Measurement from Sampling Moir&#233; Fringes

This work describes the measurement procedure and principles of a sampling moir&#233; technique for full-field micro/nano-scale deformation measurements. The developed technique can be performed in two ways: using the reconstructed multiplication moir&#233; method or the spatial phase-shifting sampling moir&#233; method. When the specimen grid pitch is around 2 pixels, 2-pixel sampling moir&#233; fringes are generated to reconstruct a multiplication moir&#233; pattern for a deformation measurement. Both the displacement and strain sensitivities are twice as high as in the traditional scanning moir&#233; method in the same wide field of view. When the specimen grid pitch is around or greater than 3 pixels, multi-pixel sampling moir&#233; fringes are generated, and a spatial phase-shifting technique is combined for a full-field deformation measurement. The strain measurement accuracy is significantly improved, and automatic batch measurement is easily achievable. Both methods can measure the two-dimensional (2D) strain distributions from a single-shot grid image without rotating the specimen or scanning lines, as in traditional moir&#233; techniques. As examples, the 2D displacement and strain distributions, including the shear strains of two carbon fiber-reinforced plastic specimens, were measured in three-point bending tests. The proposed technique is expected to play an important role in the non-destructive quantitative evaluations of mechanical properties, crack occurrences, and residual stresses of a variety of materials.

A sampling moir&#233; technique featuring 2-pixel and multi-pixel sampling methods for high-accuracy strain distribution measurements at the micro/nano-scale is presented here.

מיקרו / ננו בקנה מידה זן הפצה מדידה מדגימה Moiré שוליים

This work describes the measurement procedure and principles of a sampling moir&#233; technique for full-field micro/nano-scale deformation measurements. ...

An Available Technique for Preparation of New Cast MnCuNiFeZnAl Alloy with Superior Damping Capacity and High Service Temperature

Manganese (Mn)-copper (Cu)-based alloys have been found to have&#160;damping capacity and can be used to reduce harmful vibrations and noise effectively. M2052 (Mn-20Cu-5Ni-2Fe, at%) is an important branch of Mn-Cu-based alloys, which possesses both excellent damping capacity and processability. In recent decades, lots of studies have been carried out on the performance optimization of M2052, improving the damping capacity, mechanical properties, corrosion resistance, and service temperature, etc. The major methods of performance optimization are alloying, heat treatment, pretreatment, and different ways of molding etc., among which alloying, as well as adopting a reasonable heat treatment, is the simplest and most effective method to obtain perfect and comprehensive performance. To obtain the M2052 alloy with excellent performance for casting molding, we propose to add Zn and Al to the MnCuNiFe alloy matrix and use a variety of heat treatment methods for a comparison in the microstructure, damping capacity, and service temperature. Thus, a new type of cast-aged Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (at.%) alloy with&#160;superior damping capacity and high service temperature is obtained by an optimized heat treatment method. Compared with the forging technique, cast molding is simpler and more efficient, and the damping capacity of this as-cast alloy is excellent. Therefore, there is a suitable reason to think that it is a good choice for engineering applications.

Here we present a protocol to obtain a novel Mn-Cu-based alloy with excellent comprehensive performances by a high-quality smelting technology and reasonable heat treatment methods.

טכניקת זמינים עבור הכנת יצוקה MnCuNiFeZnAl סגסוגת חדשה עם הממונה דעיכת טמפרטורה ושירות קיבולת גבוהה

Manganese (Mn)-copper (Cu)-based alloys have been found to have&#160;damping capacity and can be used to reduce harmful vibrations and noise effectively. ...

Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water

In this report, an optical fiber of which the core is made solely of water, while the cladding is air, is designed and manufactured. In contrast with solid-cladding devices, capillary oscillations are not restricted, allowing the fiber walls to move and vibrate. The fiber is constructed by a high direct current (DC) voltage of several thousand volts (kV) between two water reservoirs that creates a floating water thread, known as a water bridge. Through the choice of micropipettes, it is possible to control the maximal diameter and length of the fiber. Optical fiber couplers, at both sides of the bridge, activate it as an optical waveguide, allowing researchers to monitor the water fiber capillary body waves through transmission modulation and, therefore, deducing changes in surface tension.
Co-confining two important wave types, capillary and electromagnetic, opens a new path of research in the interactions between light and liquid-wall devices. Water-walled microdevices are a million times softer than their solid counterparts, accordingly improving the response to minute forces.

This protocol describes the design and manufacture of a water bridge and its activation as a water fiber. The experiment demonstrates that capillary resonances of the water fiber modulate its optical transmission.

עיצוב, ייצור של סיב אופטי עשויים מים

In this report, an optical fiber of which the core is made solely of water, while the cladding is air, is designed and manufactured. In contrast with ...

A Random-displacement Measurement by Combining a Magnetic Scale and Two Fiber Bragg Gratings

Long-distance displacement measurements using optical fibers have always been a challenge in both basic research and industrial production. We developed and characterized a temperature-independent fiber Bragg grating (FBG)-based random-displacement sensor that adopts a magnetic scale as a novel transferring mechanism. By detecting shifts of two FBG center wavelengths, a full-range measurement can be obtained with a magnetic scale. For identification of the clockwise and counterclockwise rotation direction of the motor (in fact, the direction of movement of the object to be tested), there is a sinusoidal relationship between the displacement and the center wavelength shift of the FBG; as the anticlockwise rotation alternates, the center wavelength shift of the second FBG detector shows a leading phase difference of around 90&#176; (+90&#176;). As the clockwise rotation alternates, the center wavelength shift of the second FBG displays a lagging phase difference of around 90&#176; (-90&#176;). At the same time, the two FBG-based sensors are temperature independent. If there is some need for a remote monitor without any electromagnetic interference, this striking approach makes them a useful tool for determining the random displacement. This methodology is appropriate for industrial production. As the structure of the whole system is relatively simple, this displacement sensor can be used in commercial production. In addition to it being a displacement sensor, it can be used to measure other parameters, such as velocity and acceleration.

A protocol to create a full-range linear displacement sensor, combining two packaged fiber Bragg grating detectors with a magnetic scale, is presented.

מדידת הזחה אקראית על-ידי שילוב סולם מגנטי ושני בראג בלגים

Long-distance displacement measurements using optical fibers have always been a challenge in both basic research and industrial production. We developed ...

Measurement of Dynamic Force Acted on Water Strider Leg Jumping Upward by the PVDF Film Sensor

This study aimed to make an explanation for the phenomenon in nature that water strider usually jumps or glides on the water surface easily but quickly, with its peak locomotion speed reaching 150 cm/s. First of all, we observed the microstructure and hierarchy of water strider legs using the scanning electron microscope. On the basis of the observed morphology of the legs, a theoretical model of the detachment from water surface was established, which explained water striders' capability to slide on water surface effortlessly in terms of energy reduction. Secondly, a dynamic force measurement system was devised using the PVDF film sensor with excellent sensitivity, which could detect the whole interaction process. Subsequently, a single leg in contact with water was pulled upward at different speeds, and the adhesion force was measured at the same time. The results of the departing experiment suggested a deep understanding of the fast jumping of water striders.

The protocol here is dedicated to investigating the free and quick maneuvering of water strider on water surface. The protocol includes observing the microstructure of legs and measuring the adhesion force when departing from water surface at different speeds.

מדידה של כוח דינמי פעל על רגל מים "צעדן" קופץ מעלה על ידי חיישן סרט PVDF

This study aimed to make an explanation for the phenomenon in nature that water strider usually jumps or glides on the water surface easily but quickly, ...

O-cresol Concentration Online Measurement Based On Near Infrared Spectroscopy Via Partial Least Square Regression

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the prediction of the components in industrial processes. The ability to record spectra for solid and liquid samples without any pretreatment is advantageous and the method is widely used. However, the disadvantages of analyzing high-dimensional near-infrared spectral data include information redundancy and multicollinearity of the spectral data. Thus, we propose to use partial least squares regression method, which has traditionally been used to reduce the data dimensionality and eliminate the collinearity between the original features. We implement the method for predicting the o-cresol concentration during the production of polyphenylene ether. The proposed approach offers the following advantages over component regression prediction methods: 1) partial least squares regression solves the multicollinearity problem of the independent variables and effectively avoids overfitting, which occurs in a regression analysis due to the high correlation between the independent variables; 2) the use of the near-infrared spectra results in high accuracy because it is a non-destructive and non-polluting method to obtain information at microscopic and molecular scales.

The protocol describes a method of predicting o-cresol concentration during the production of polyphenylene ether using near-infrared spectroscopy and partial least squares regression. To describe the process more clearly and completely, an example of predicting the o-cresol concentration during the production of polyphenylene is used to clarify the steps.

O-cresol ריכוז באינטרנט מדידה מבוסס על הקרוב ספקטרוסקופית אינפרא אדום דרך רגרסיה חלקית לפחות מרובע

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the ...