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

Författarna tackar Mr Kenta Yamada, Mr Ryota Fujioka och Mr Mizuki Kyoda för deras stöd på experiment och dataanalyser. Detta arbete stöds av JSPS KAKENHI Grant nummer 25630069, Stiftelsen Suzuki, och exakt mätning teknik befordran Foundation, Japan.

1. experiment och förfaranden
Förbereda en optisk järnväg att montera en prov och optik för NIR imaging enligt följande.
<ol><li>
Provberedning. Obs: När du använder vatten eller Vattenhaltigt flytande, göra steg 1.1.1. När du använder en vattenbaserad gel med hög viskositet, göra steg 1.1.2.<ol>
<li>Stål sfär inställningen i vatten.<ol>
<li>Fixa en 2.0 mm diameter stål sfär till slutet av en tunn plast sträng med en liten mängd lim.</li>
			<li>Häng ...

<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>

Tekniken presenteras i denna uppsats är en roman en använder temperaturberoendet av NIR absorption av vatten och presenterar inga betydande svårigheter att ställa in den nödvändiga utrustningen och genomförandet. Det infallande ljuset kan enkelt skapas genom att använda en halogenlampa och en NBPF. Men kan inte lasrar användas, eftersom sammanhängande interferensmönster skulle visas på bilderna. Vanliga optiska linser och glas celler för synligt ljus användning kan användas, eftersom de överför en tillr?...

En teknik för att mäta temperatur nära en liten värmekälla i ett medium krävs i många vetenskapliga forskningsområden och applikationer. Till exempel i forskningen på magnetiska hypertermi, vilket är en metod för behandling av cancer med elektromagnetisk induktion av magnetiska partiklar eller små magnetiska bitar är det kritiskt att exakt förutsäga temperatur fördelningarna genereras av den magnetiska partiklar1,2. Men även om mikrovågsugn3,4, ultraljud5,6,7,8, optoacoustic9, Raman10och magnetisk resonans11 ,12-baserade temperatur mätteknik har forskat och utvecklat, sådan en inre temperatur-distribution kan inte mätas exakt i dagsläget. Hittills har enda-position temperaturer eller temperaturer på några positioner mätts via temperatursensorer, som vid induktion, är icke-magnetiska optisk fiber temperatur sensorer13,14. Alternativt, yttemperaturen hos media har mätts distans via infraröd strålning termometrar att uppskatta den inre temperaturer14. Men när ett medium innehållande en liten värmekälla är en vatten-lager eller en icke-grumlig vattenhaltigt medium, har vi visat att en nära-infraröd teknik (NIR) absorption är användbart för att mäta temperaturer15,16, 17,18,19. Detta dokument presenterar detaljerade protokollet av denna teknik och representativa resultat.
NIR absorption tekniken bygger på principen om temperaturberoende av banden absorption av vatten i regionen NIR. Som visas i figur 1a, ν1 + ν2 + ν3 absorption band av observeras vatten i den 1100-nm till 1250-nm våglängdsområde (λ) och skiftar till kortare våglängder som temperaturen ökar19. Här, ν1 + ν2 + ν3 innebär att detta band motsvarar kombinationen av de tre grundläggande O-H vibrationslägen: symmetriska stretching (ν1), böjning (ν 2), och antisymmetriska sträckning (ν3)20,21. Denna förändring i spektrumet visar att den mest temperaturkänsliga våglängden i bandet är λ ≈ 1150 nm. Andra absorption band vatten uppvisar också liknande beteende med avseende på den temperatur15,16,17,18,20,21. Den ν1 + ν3 bands vatten observerats inom de intervall λ = 1350−1500 nm och dess temperaturberoende visas i figur 1b. I ν1 + ν3 band av vatten är 1412 nm den mest temperaturkänsliga våglängden. Därför är det möjligt att få tvådimensionell (2D) temperatur bilder genom att använda en NIR-kamera bildtagning 2D absorbansen vid λ = 1150 eller 1412 nm. Som absorptionskoefficienten vatten vid λ = 1150 nm är mindre än att vid λ = 1412 nm, våglängden som tidigare är lämplig för cirka 10 mm tjock vattenhaltigt medium, medan den senare är lämplig för cirka 1 mm tjock. Nyligen, med λ = 1150 nm, vi fått temperaturen fördelningarna i en 10 mm tjock vatten lager som innehåller en induktion-uppvärmda 1 mm diameter stål sfär19. Dessutom den temperatur distributioner i en 0,5 mm tjock vatten lager har mätts med hjälp av λ = 1412 nm15,17.
En fördel till NIR-baserade temperatur bildteknik är att det är enkla att installera och implementera eftersom det är en överföring-absorption mätteknik och behöver ingen fluorophore, fosfor eller andra termisk sond. Resolutionen temperatur är dessutom mindre än 0.2 K15,17,19. Sådan bra temperatur resolution inte kan uppnås genom andra överföring teknik som bygger på interferometri, som ofta har använts i värme- och massöverföring studier22,23,24. Vi noterar dock att NIR-baserade temperaturen bildteknik är inte lämplig i fall med betydande lokala temperaturförändring, eftersom avböjningen av ljus orsakade av den stora temperaturgradient blir dominerande19. Denna fråga hänvisas i detta papper när det gäller praktisk användning.
Detta dokument beskriver experiment och förfarandet för NIR-baserade temperatur imaging tekniken för en liten magnetiska sfär uppvärmd via induktion; Dessutom presenteras resultaten av två representativa 2D absorbansen bilder. En bild är av en 2.0 mm diameter stål sfär i ett 10,0 mm tjock vatten lager som fångas vid λ = 1150 nm. Den andra bilden är av en 0,5 mm diameter stål sfär i ett 2.0 mm tjock maltos sirap lager som fångas vid λ = 1412 nm. Detta dokument presenterar också beräkningsmetod och resultat av tredimensionella (3D) radiell fördelningen av temperaturen genom att tillämpa inversen Abel transformering (IAT) 2D absorbansen bilderna. IAT är giltig när en 3D temperaturfördelning antas vara sfäriskt symmetriska som i fallet med en uppvärmd sfär (figur 2)19. Beräkningen av IAT är en multi-Gaussisk funktion passande metod anställd här, eftersom IATs Gaussisk funktioner kan erhållas till analytiskt25,26,27,28,29 och passar väl till monotont avtagande data; Detta inkluderar experiment anställa termisk ledning från en enda värmekälla.

<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

En teknik för att mäta temperaturen på vatten och icke-grumlig vattenmedium kring en induktion-uppvärmda små magnetiska sfär presenteras. Denna teknik använder tredjeparts våglängder av 1150 och 1412 nm, vid vilken absorptionskoefficienten vatten är beroende av temperaturen. Vatten eller en icke-grumlig vattenbaserade gel innehållande en 2,0 mm eller 0,5-mm diameter magnetiska sfär bestrålas med 1150 nm eller 1412 nm infallande ljus, som markerade med hjälp av ett smalt bandpassfilter; Dessutom är tvådimensionell absorbansen bilder, som är de tvärgående projektionerna av absorptionskoefficienten, förvärvat via en nära-infraröd kamera. När den tredimensionella distribution av temperatur kan antas vara sfäriskt symmetriska, beräknas de genom att tillämpa inversen Abel omvandlar absorbans profilerna. Temperaturerna observerades att konsekvent ändra enligt tid och induktion värmeeffekt.

Bilder av ΔAjag(x, z) vid λ = 1150 nm för en 2,0 mm diameter stål sfär i vatten och vid λ = 1412 nm för en 0,5 mm diameter stål sfär i maltos sirap presenteras i figur 5en och Figur 6en, respektive. I båda fallen var området ligger 12 mm under botten av spolen längs sin centrala axel. Figur 5 <stron...

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

En teknik som utnyttjar våglängder av 1150 och 1412 nm att mäta temperaturen på vattnet som omger en induktion-uppvärmda små magnetiska sfär presenteras.

Nära-infraröd temperatur mätteknik för vatten som omger en induktion-uppvärmda små magnetiska sfär

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

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

The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids

Beredningen av elektro Bridges från Polar Dielektriska Vätskor

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

Avancerade Experimentella metoder för låg temperatur Magnetotransport Mätning av nya material

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

Optisk fälla Loading dielektriska mikropartiklar i luft

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

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

En tillgänglig teknik för beredning av ny gjuten MnCuNiFeZnAl legering med överlägsen dämpning kapacitet och hög temperatur

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

Konstruktion och tillverkning av en optisk Fiber gjord av vatten

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

En slumpmässig deplacement mätning genom att kombinera en magnetisk skala och två fiber Bragg galler

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

Mätning av dynamiska kraft agerat på vatten Strider ben hoppar uppåt av 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, ...

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

O-kresol koncentration online mätning baserad på nära infraröd spektroskopi via partiell minst kvadrat regression

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

Method Development for Contactless Resonant Cavity Dielectric Spectroscopic Studies of Cellulosic Paper

Metodutveckling för kontaktlös resonant hålrum dielektriska spektroskopiska studier av cellulosa papper

The current analytical techniques for characterizing printing and graphic arts substrates are largely ex situ and destructive. This limits the amount of ...

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

I Situ yttemperaturmätning i en transportbandugn via Inline Infraröd termografi

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