Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1299
Модифицированный голографический интерференционный микроскоп для исследования фазовых объектов
Статья научная
В статье показывается, что введение новых элементов в схему голографического интерференционного микроскопа для исследования фазовых микрообъектов позволяет более эффективно производить регулировку и перестройку микроскопа. Приводится математическое описание микроскопа и методика его настройки.
Бесплатно
Модифицированный масс-рефлектрон
Статья научная
В статье анализируется новая электронно-оптическая схема трехкомпонентного масс-рефлектрона. Она состоит из двух дрейфовых промежутков, разделенных двойным электрическим слоем, и одинарного плоского электростатического зеркала-компенсатора. В реальной конструкции двойной слой заменяется двумя близко расположенными сеточками, исполненными в виде системы параллельных металлических нитей. Данная схема обеспечивает третий порядок фокусировки по энергии при низком уровне аберраций 4-го порядка. В работе развивается последовательная аналитическая теория такого модифицированного масс-рефлектрона и показывается, что по отношению к общей схеме рефлектронов с тройным зеркалом предлагаемый вариант является оптимальным.
Бесплатно
Модуляционный микрокалориметр КГМ3100
Статья научная
Создан отечественный модуляционный дифференциальный сканирующий микрокалориметр КГМ3100. В нем использована температурная модуляция, основанная на последовательности коротких интервалов нагрева и изотермических интервалов во всем интересующем диапазоне температур. Этот метод модуляции распространен в мировой практике, так как обеспечивает понятный и быстрый результат измерений. Температурный перепад по радиусу золотых калориметрических камер диаметром 10 мм не превышает при скорости нагрева до 2.5 К/мин, а температурный перепад по толщине образца меньше 0.1 К, что практически не вносит погрешность в результаты измерений. На калориметре выполнены измерения тепловой мощности процессов, содержащих кинетическую составляющую, и процессов, не содержащих эту составляющую. КГМ3100 обеспечивает возможность использования образцов увеличенной массы для работы на низких скоростях сканирования, что увеличивает измеряемый тепловой поток. Это позволяет расширить круг исследовательских задач за счет повышения отношения сигнал/шум при измерениях на данном калориметре, что выгодно отличает его от современных аналогов.
Бесплатно
Модуляционный нанокалориметр в исследованиях термической денатурации белков
Статья научная
Сделан экспериментальный образец модуляционного нанокалориметра. Прибор имеет следующие характеристики: чувствительность 50 нВт, стабильность базовой линии 50 нВт в течение 3-5 ч, быстродействие 60 с. Нанокалориметр выполняет прецизионные измерения тепловой мощности в разбавленных растворах белков в модуляционном режиме StepScan, основанном на последовательности коротких интервалов нагрева (охлаждения) и изотермических интервалов в заданном диапазоне температур. Приведенная функциональная схема калориметра дополнена экспериментальной оценкой величины температурных перепадов по длине калориметрической камеры при нагреве ее со скоростью 0.2 К/мин. Оценка сделана по данным плавления температурного репера в калориметрической камере. В качестве репера использован 1 мг галлия. Показано, что разность между температурой верхней и нижней частей камер не превышает 0.02 К. Таким образом, экспериментально подтверждено, что используемая система нагрева калориметрических камер обеспечивает их равномерный нагрев по всей длине, поскольку полученный температурный перепад меньше абсолютной погрешности измерения на калориметре температуры образца. Все современные сканирующие микрокалориметры ведущих зарубежных фирм уступают разработанному калориметру, т. к. не обеспечивают работу в модуляционном режиме. Калориметр является компьютеризированным прибором. Для него разработано ПО, обеспечивающее работу калориметра и расчет полного теплового потока, а также кинетической и реверсивной частей полного теплового потока, что подтверждено экспериментальными данными. Выполнено исследование термической денатурации овальбумина и лизоцима. Показано, что модуляционная нанокалориметрия позволяет качественно разграничить различные механизмы термической денатурации белка.
Бесплатно
Статья научная
Предложен, теоретически исследован и экспериментально опробован новый метод модуляции скорости ионного пучка в газонаполненном транспортирующем интерфейсе времяпролетного масс-спектрометра с целью повышения эффективности его рабочего цикла.
Бесплатно
Мониторинг деформационного состояния ответственных и технически сложных объектов
Статья
В работе изложены результаты кооперации научного института с предприятиями малого бизнеса с целью разработки перспективной аппаратуры для мониторинга деформационных процессов ответственных и технически сложных объектов. Аппаратура прошла многолетние испытания на объектах гидроэнергетики, горнодобывающих предприятиях и гражданских строительных объектах. В настоящей статье приводятся краткие сведения о приборах и примеры результатов их применения.
Бесплатно
Монополь как ортогональный ускоритель для времяпролетного анализатора
Статья научная
В работе рассмотрены теоретические основы применения неоднородного электростатического поля в ортогональном ускорителе времяпролётного масс-спектрометра. На примере времяпролетного масс-спектрометра МХ-5303, разработанного в Институте аналитического приборостроения РАН, показано, что использование монополя в схеме ортогонального ускорителя позволяет почти в два раза поднять разрешающую способность прибора.
Бесплатно
Монохроматор для масс-спектрометрических ионных источников
Статья научная
В работе рассмотрена возможность реализации нового типа монохроматора потока ионов, испускаемых масс-спектрометрическими ионными источниками с широким энергетическим раcпределением. Монохроматизация потока ионов осуществляется путем преобразования энергетического спектра частиц в высоком вакууме за счет ударного воздействия коротких электрических импульсов на ионы в пространственно неоднородном поле с последующим формированием пучка ионов в электростатическом поле иммерсионной линзы. Математическое моделирование работы модели монохроматора показывает ее реализуемость как компактного и эффективного устройства для решения проблемы монохроматизации в масс-спектрометрии.
Бесплатно
Мощные акустические антенные решетки для атмосферных приложений
Статья научная
Приведено описание и показано применение мощных излучающих антенных решеток в различных атмосферных приложениях, таких как распространение звуковых волн, оповещение и звуковое вещание, акустическое воздействие на биообъекты, акустическое зондирование атмосферы. Приведены характеристики изделий наиболее известных зарубежных производителей. Рассмотрены отечественные разработки и исследования мощных акустических антенных решеток. Приведены их характеристики.
Бесплатно
Мощные лазерные диоды с длиной волны излучения 808 нм. 3. Пути повышения мощности излучения
Статья научная
Данная работа продолжает серию обзоров по механизмам ограничения мощности излучения полупроводниковых лазерных диодов [1, 2] и рассматривает возможные пути повышения мощности. Среди них наиболее эффективные: использование лазерных гетероструктур с расширенным волноводом, защита зеркал резонатора и улучшение отвода тепла от активной области лазера. В статье обсуждаются возможные подходы, развитые в каждом из указанных выше направлений, и дается оценка эффективности или перспективности рассмотренных подходов.
Бесплатно
Статья обзорная
В работе приведен обзор термических механизмов, ограничивающих выходную мощность излучения лазерных диодов. Хотя акцент данного исследования и сделан на лазерах с длиной волны излучения 808 нм, рассматриваемые механизмы имеют общий характер и работают в широком диапазоне длин волн. Катастрофическое разрушение зеркал резонатора и сублинейность ватт-амперных характеристик являются двумя наиболее общими механизмами ограничения выходной мощности лазеров. В статье обсуждается природа и основные особенности процесса катастрофического разрушения зеркал в мощных лазерных диодах. В свою очередь сублинейность ватт-амперных характеристик определяется факторами, среди которых наиболее важными являются увеличение порогового тока лазера, уменьшение его дифференциальной квантовой эффективности с температурой, а также утечка носителей из гетероструктуры и их последующая безызлучательная рекомбинация на омических контактах. Обзор литературы иллюстрируется результатами моделирования работы лазерных гетероструктур.
Бесплатно
Статья обзорная
В продолжение работы [1] в данной статье представлен обзор нетермических механизмов, ограничивающих выходную мощность излучения лазерных диодов. Эти механизмы разделены на две группы: на связанные с накоплением носителей в волноводных слоях лазерной структуры при токах, превышающих пороговое значение, и на связанные с неравновесностью электронов и дырок в активной области лазера, вызванной значительным уменьшением времен жизни носителей за счет стимулированного излучения. Рассмотрена конкуренция термических и нетермических механизмов ограничения мощности при импульсной и непрерывной накачках.
Бесплатно
Мультиволновой осветитель для микрофотометрических исследований одиночных клеток
Статья научная
Разработана конструкторская документация и построен опытный образец мультиволнового осветителя, использование которого обеспечивает более высокую чувствительность и точность при микрофотометрических исследованиях одиночных клеток по сравнению с современными промышленными аналогами. Относительное улучшение характеристик разработанного осветителя было достигнуто за счет использования излучающих полупроводниковых диодов в качестве источников, что позволило существенно снизить уровень фонового излучения и девиации интенсивности возбуждающего света по сравнению с ламповыми источниками. Управление длиной волны излучения осветителя — аналоговое, управление зажиганием диодов — по TTL-порту. Программа управления на компьютере через USB-порт позволяет пользователю устанавливать требуемые величины токов излучающих диодов и параметры портов осветителя, а также обеспечивает сохранение всех установок в файл.
Бесплатно
Мультиплексная аналитическая система для определения ДНК методом ПЦР в реальном времени
Статья научная
Разработана микрочиповая аналитическая система для проведения полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (ПЦР-РВ) с одновременным детектированием флуоресценции двух красителей, которая позволяет проводить несколько ПЦР-РВ в одном микрореакторе (мультиплексная ПЦР-РВ). Микрочип выполнен в виде пластины из теплопроводного материала и содержит 16 или 30 микрореакторов объемом 1-2 мкл, покрываемых слоем герметизирующей жидкости, что обеспечивает возможность прямого ввода проб в микрореакторы. Разработана методика модификации поверхности микрочипов, выполненных из кремния и алюминия, для создания гидрофильной зоны внутри микрореакторов и гидрофобной зоны за их границами, что позволяет надежно удерживать пробу внутри микрореакторов при термоциклировании, предотвращает ингибирование ПЦР и взаимное перемешивание проб. Продемонстрированы аналитические возможности созданной микрочиповой системы с использованием коммерчески доступных мультиплексных ПЦР-РВ-тест-систем на примере определения ДНК генетически-модифицированных организмов (ГМО) и показаны ее преимущества для создания системы экспрессного скрининга ГМО, обладающей высоким быстродействием (20 мин для выявления наличия или отсутствия ГМО), низким расходом реагентов ПЦР-тест-системы (1-2 мкл смеси, что в 15-30 раз меньше стандартных пробирок), малым числом операций при вводе проб в микрореакторы и повышенной надежностью результатов ПЦР-анализа за счет использования мультиплексных тест-систем с внутренним контролем, что делает систему привлекательной для широкого применения на практике.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена проблемам микроминиатюризации в биоаналитике. Рассмотрены современные системы, реализующие микрометоды молекулярного биоузнавания. Особенное внимание уделено микрофлюидным чип-анализаторам (МФЧА). Проводится сравнительный анализ методов мультиплексной микродиагностики.
Бесплатно
Мультифазометрический способ определения направления на источник радиоизлучения
Статья научная
Предложена технология радиопеленгования, адекватная тенденциям уровня развития средств радиоизлучений с возможностями перспективных реализаций для определения направлений на источник кратковременных излучений.
Бесплатно
НАУЧНЫЕ ПРИБОРЫ И ИНСТРУМЕНТЫ КАК ОСОБЫЙ ВИД АРТЕФАКТОВ
Статья научная
История артефактов — произведенных человеком предметов — так же велика, как и история человечества. Среди большого разнообразия артефактов важное место с самого начала занимали инструменты и несколько позже — приборы. Развитие социума всегда сопровождалось и сопровождается необходимостью увеличения возможностей этих артефактов и их усложнением. Все артефакты подобного рода — это экстрасоматические органы, дополнение к органам телесным и умственным, это инструменты, созданные для повышения способности решать определенные проблемы. С развитием технологий их возможности стали настолько большими, что возник вопрос, превышают ли они возможности человеческого мозга. Особенно этот вопрос актуален для такой разновидности инструментов, которые созданы для помощи мозгу, —обучающихся компьютерных программ искусственного интеллекта. Чтобы понять это, нужно обратиться к истокам науки, когда закладывались основы методологии и общие принципы получения умственного продукта. Этот результат имеет особенность — он часто воспринимается антропоморфно, перенося свойства экспериментатора на результат его деятельности. Это особенно актуально для сложных приборов и инструментов. В статье показана природа взаимоотношений человека и инструмента как его искусственного экстрасоматического органа.
Бесплатно
Статья научная
Проведена адаптация известных методик к выполнению селективного низкотемпературного измерения концентрации водорода в составе многокомпонентных горючих газовых смесей и к их практическому применению в газоаналитической технике. Предложенный подход позволяет проводить измерения концентрации водорода как в водородно-углеводородных смесях, так и в водородно-воздушных смесях в широком диапазоне температур от 20 до 200 ºС. Показано, что методика на основе измерения количества теплоты, выделяющейся при сгорании известного объема водорода, является более точной по сравнению с традиционным методом измерения концентрации водорода путем измерения отклика термокаталитического сенсора.
Бесплатно
НОВЫЙ МЕТОД И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК УГЛЕВОДОРОДОВ
Статья научная
В работе рассматривается проблема утечек в инфраструктуре логистики и хранения углеводородных веществ. Предложен новый метод обнаружения утечек углеводородных жидкостей на основе детектирования изменения концентрации углеводородов. Разработаны новый тип углеводородного сенсора и детектирующее цифровое устройство для построения многоканальной беспроводной системы обнаружения местоположения утечек углеводородов.
Бесплатно
На пути к новому поколению аналитических приборов
Статья
В данном разделе очередного выпуска журнала "Научное приборостроение" помещены материалы одного из заседаний семинара (С.-Петербург, 3 марта 2005 г.). Вступительное слово председателя семинара акад. Ю.А. Золотова.
Бесплатно
