Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1399
Статья научная
В термоэлектрических устройствах (ТЭУ) с отводом тепла в виде излучения вместо теплоты Пельтье энергия на горячих спаях преобразуется в фотоны. Это позволяет изменить длину ветвей и изготовить ТЭУ в виде тонкопленочной структуры. В результате уровень всех тепловыделений вместе с паразитными явлениями в спаях и проводниках оказывается меньше холодильного эффекта.
Бесплатно
Статья обзорная
Направленная клеточная миграция играет важную роль в физиологических процессах, например таких как защита организма от инфекций и вирусов, заживление ран, метастазирования рака и др. Клеточная миграция зависит в том числе и от воздействия на клетки градиентов концентраций химических веществ. Не так давно микрофлюидные устройства начали применяться для изучения миграции клеток. Подобные устройства позволяют прецизионно конфигурировать и управлять градиентами химических веществ, открывая новые возможности при изучении сложных механизмов взаимодействия клеток как внутри популяции, так и с окружающей средой. Обзор посвящен достижениям, связанным с разработкой микрофлюидных устройств для изучения влияния градиентов химических веществ на клеточную миграцию, классификации данных устройств, а также сравнению их с "традиционными" подходами, применяемыми в клеточной биологии
Бесплатно
Транспортировка ионов в источниках с ионизацией при атмосферном давлении. I. Субстантивная геометрия
Статья научная
Проведено экспериментальное изучение и численное моделирование влияния геометрических и электрических параметров источников ионов с ионизацией при атмосферном давлении на транспортировку ионов от места ионообразования до входа в вакуумный интерфейс анализатора. Показана возможность эффективного управления потоком ионов с минимально возможными потерями в плотном газе. Выяснено, что основным источником потери ионов при транспортировке в покоящемся газе является движение по силовым линиям электрического поля замыкающихся, в частности, на краях отверстий электродов в источнике ионов. Влияние на поток ионов рассеяния в плотном газе и объемного заряда второстепенно в исследованной геометрии источника ионов и условиях.
Бесплатно
Транспортировка ионов в источниках с ионизацией при атмосферном давлении. II. Инверсная геометрия
Статья научная
Данная работа является продолжением в основном экспериментальных исследований источников ионов с ионизацией при атмосферном давлении - электроспрей и коронный разряд. Рассмотрен вариант источника ионов, когда игла с коронным разрядом или капилляр с мениском распыляемой жидкости выступают за плоскость противоэлектрода - такую геометрию источника ионов можно назвать инверсной. Проведено экспериментальное изучение и численное моделирование влияния геометрических и электрических параметров источников ионов с ионизацией при атмосферном давлении для инверсной геометрии на транспортировку ионов от места ионообразования до входа в вакуумный интерфейс анализатора. Показана возможность увеличения отбора тока ионов из первичного потока заряженных частиц в несколько раз по сравнению с традиционной геометрией при минимально возможных потерях в плотном газе. Влияние на поток ионов рассеяния в плотном газе и объемного заряда второстепенно в исследованной геометрии источника ионов и условиях.
Бесплатно
Требования к системам измерения характеристик радиоактивных веществ и радиоактивных отходов
Статья научная
В статье рассмотрены основные требования к системам измерения характеристик радиоактивных веществ и радиоактивных отходов. Показана необходимость совершенствования алгоритмов обработки данных измерений в силу специфики измеряемых характеристик.
Бесплатно
Третья международная конференция «Приборостроение в экологии и безопасности человека» (ПЭБЧ'02)
Другой
Международная конференция ПЭБЧ'02 прошла в Санкт-Петербурге в ГУАП с 4 по 6 ноября 2002 г. В работе конференции приняли участие президент Международного общества приборостроителей (ISA, The Instrumentation, Systems and Automation Society), Pier Giuseppe Zani, ректор ГУАП, Оводенко А.А., представители Парламента РФ, представители Совета Министров Северных стран (Дания, Норвегия, Швеция, Финляндия), руководители проектных, научно-исследовательских, инжиниринговых и финансовых организаций, ученые, инженеры и предприниматели России, стран дальнего и ближнего зарубежья, а также представители Правительств Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Всего в конференции приняло участие более 150 человек. Дается краткая информация о конференции и ее решениях.
Бесплатно
Статья научная
Лабораторные биореакторы малого объема (до 5 л) являются удобным и эффективным инструментом для проведения биотехнологических процессов, тематика которых весьма разнообразна. Главной целью их использования являются углубленное изучение особенностей процессов, проводимых в контролируемых условиях, а также их дальнейшая оптимизация и масштабирование. В данной работе предложен лабораторный биореактор малого объема ЛБ-1 (1.5 л), перемешивание в котором осуществляется за счет возвратного тока жидкой фазы между двумя цилиндрическими емкостями под действием сжатого воздуха (перколяция). При этом насыщение питательной среды газами происходит в пленке жидкости на поверхности емкостей и твердотельных носителей. Массообменные характеристики позволяют классифицировать ЛБ-1 как пленочный биореактор колонного типа, который может быть использован для культивирования микроорганизмов, чувствительных к механическому воздействию, а также для иммобилизованных омываемых культур. Кроме того, был разработан погружной теплообменник, особенности работы которого выявлены с помощью численного моделирования процесса термостатирования. На основе результатов гидродинамического моделирования был разработан паростерилизуемый крестообразный разъем с перегородкой для асептического отбора проб.
Бесплатно
УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕФРАКТИВНЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР МАЙКЕЛЬСОНА
Статья
В ряде применений интерферометра Майкельсона (ИМ), в частности при его использовании в лазерном резонаторе, необходима высокая стабильность фазовых характеристик. В настоящей работе проведено экспериментальное сравнение двух конфигураций интерферометров, один из которых построен по классической схеме, а второй — по рефрактивной схеме, имеющей повышенную устойчивость к разъюстировкам и случайным флуктуациям параметров окружающей среды. Обсуждается возможность применения управляемого рефрактивного ИМ в схеме лазерного резонатора для генерации ультракоротких лазерных импульсов.
Бесплатно
УСТРОЙСТВА POINT-OF-CARE (POC): КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
Статья научная
В обзоре представлена классификация устройств point-of-care (POC), обсуждены основные характеристики устройств и требования, предъявляемые к ним. Рассмотрены различия между методом POC-тестирования и лабораторным методом анализа. Приведены примеры устройств, подходящих под определение POC для диагностики инфекционных заболеваний.
Бесплатно
Удаление нестационарного шума из экспериментальных данных
Статья научная
В статье приводится двухступенчатый метод очистки данных от шума, дисперсия которого изменяется в случайные моменты времени. На первом этапе на основе предложенного метода кластеризации вейвлет-коэффициентов, вычисленных по максимально накладывающемуся дискретному вейвлет-преобразованию, определяются участки шума с кусочно-постоянной дисперсией. На втором этапе производится расчет модифицированных порогов для каждого участка с последующим пороговым удалением шума. Предлагаемый подход по сравнению с традиционными методами очистки от шума, в которых порог рассчитывается по всей выборке данных, позволяет значительно эффективнее удалять локальный шум.
Бесплатно
Статья научная
Эффективная подводная связь в Арктике критически важна в условиях ледовой обстановки. В данной статье рассматривается новый подход к повышению эффективности передачи гидроакустического сигнала в присутствии ледяного покрова. Предлагается использовать изгибные колебания льда для преобразования реактивной энергии, создаваемой низкочастотными излучателями, в активную, способную распространяться в дальнем поле. Построена теоретическая модель акустического взаимодействия сферического излучателя с ледяным покровом, проведены расчеты резонансных условий возбуждения изгибных волн, подтверждающие рост передаваемой мощности в 3–4 раза. Отмечается новизна метода, основанного на фазовом согласовании изгибных и продольных волн. Метод применим в системах подледной связи, навигации и мониторинга в районах Арктики.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена возможность повышения чувствительности, разрешающей способности и улучшения формы ионных пиков при работе квадрупольного масс-анализатора с ионами низких энергий без применения предфильтров. Экспериментально показано, что это достигается увеличением по определенному закону скорости ввода ионов во входное краевое поле масс-анализатора при сохранении исходной рабочей скорости ионов внутри масс-анализатора. Так, для ионов с массой 502 а.е.м. с рабочей энергией 5 эВ за счет увеличения скорости ввода этих ионов в краевое поле анализатора примерно в 2.5 раза по сравнению с рабочей скоростью достигалось увеличение чувствительности на 360 % при сохранении исходной разрешающей способности, либо увеличение разрешающей способности примерно в 2 раза при сохранении исходной чувствительности с одновременным улучшением формы ионных пиков в масс-спектрах.
Бесплатно
Ультразвуковая дезинтеграция микроорганизмов с использованием волокнистого наполнителя
Статья научная
В этой статье представлены результаты исследования процесса дезинтеграции микроорганизмов с использованием волокнистого наполнителя в объеме дезинтеграционной камеры. Ультразвуковая дезинтеграция клеток Esherihia coli и Methilocystis echinoides в проточной камере ультразвукового дезинтегратора, заполненной стеклянным волокном с силированной поверхностью и объемом волокна 0.1-0.7 от объема камеры, обеспечила более высокую степень дезинтеграции, выход белка, активность ферментов по сравнению с дезинтеграцией без волокнистого наполнителя при одинаковых значениях остальных условий и режимов дезинтеграции. Снижается электрическая мощность, затрачиваемая на дезинтеграцию.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлена теоретическая модель, позволяющая оценить характеристики акустического проточного фильтра для фракционирования микрочастиц и основанная на анализе совместного действия акустической радиационной силы, силы Стокса и силы тяжести на удерживание частиц в ультразвуковом поле. Рассмотрен случай вертикально установленной ультразвуковой камеры при наложении ультразвукового поля параллельно направлению потока. Согласно данной модели, можно обеспечить фракционирование природных неорганических частиц, плотность которых меняется в широком диапазоне (1500-9000 кг·м^-3), отклонение размеров частиц от заданных значений в случае подачи раствора сверху не превышает ± 5 %. Отмечается, что существует потенциальная возможность применения метода для фракционирования частиц не только по размеру, но и по плотности.
Бесплатно
Статья научная
Создана модель проточного ультразвукового (УЗ) фракционирования и определены условия ее адекватного применения для фракционирования одно- и двухкомпонентных частиц взвешенного вещества природных вод с неорганическими компонентами разной природы. Выполнено численное моделирование процесса фракционирования по размерам неорганических и гетерогенных частиц (неорганический компонент + гуминовые вещества) при параллельном наложении УЗ поля и потока в вертикально расположенной камере при разных схемах организации потока для широкого диапазона параметров поля (1÷4.5 МГц, 1÷20 Дж·м-3). Расчеты выполнены для частиц с плотностью 1200÷ 9000 кг·м-3 при объемном содержании неорганической основы от 1.0 до 0.0, т. е. охватывают весь диапазон реальных составов частиц. Разработаны алгоритмы выбора оптимальных параметров УЗ поля и скоростей потока для фракционирования смесей частиц разной природы и состава по физическим свойствам компонентов. Рассчитаны предельно достижимые параметры разделения частиц по размеру. Показано, что метод можно использовать - в зависимости от условий (параметров поля и схемы организации потока) - для последовательного многоступенчатого разделения частиц по размеру, для одноступенчатого выделения узких фракций частиц, для фракционирования частиц по плотности и по природе. Определены оптимальные условия для решения разных задач фракционирования. Предложен метод интегральной оценки качественного состава природных вод по характеру распределения слоев частиц разной природы в ультразвуковом поле стоячей волны в статическом режиме.
Бесплатно
Универсальная модель для расчета динамики ионов в плотном газе и сильных электрических полях
Статья научная
Представлена расчетная модель, позволяющая моделировать динамику ионов в плотном газе в электрических полях. Метод основан на комбинации направленного движения иона в вязкой среде и диффузионной составляющей. Сравнение результатов тестовых расчетов, полученных с помощью предложенного метода, с результатами, полученными по модели с учетом индивидуальных столкновений ионов с молекулами газа и модифицированной статистической диффузионной модели, показывает применимость метода в широком диапазоне давлений газа и величин поля.
Бесплатно
Универсальный измеритель содержания О2 в воздухе, жидкостях и биологических тканях
Статья научная
Описан измеритель содержания кислорода, который является универсальным прибором для измерения парциальных давлений и содержания О2 в воздухе, жидких средах и биологических тканях. Он может быть использован для измерения этих параметров различными датчиками с высокой точностью в больших пределах их изменений. Одновременно прибор позволяет контролировать характеристики датчиков и условия проведения экспериментов. Сетевое и автономное питание, а также малые габариты позволяют использовать его как в стационарных, так и в экспедиционных условиях при проведении биологических, медицинских, экологических и химических исследований.
Бесплатно
Уникальные научные установки Института электрофизики УРО РАН
Статья научная
В работе приводятся перспективные разработки ИЭФ УрО РАН в области создания мощного импульсного оборудования, способного генерировать пикосекундные потоки заряженных частиц, напряжение с пиковой мощностью 6 ГВт при длительности импульса 7 нс, а также рентгеновское излучение со значительно сниженной дозой облучения. С помощью созданного оборудования реализованы такие методы синтеза порошков, как электрический взрыв проволоки и лазерное испарение, а также магнитно-импульсное прессование таких порошков.
Бесплатно
Управление микропотоками вещества в канале микрофлюидного чипа с помощью регулируемых тепловых полей
Статья научная
Рассматривается способ регулирования микропотоков вещества при помощи управляемых тепловых полей в микроканалах чипа при электрофоретическом разделении пробы. Анализируется вклад различных эффектов (тепловое действие электрических полей, конвекция, температуропроводность и т.д.) в процесс нагревания вещества в канале. Рассмотрены возможные реализации этого способа управления от простейшего - термостабилизации микроканала до подключения следящей системы с обратной связью по регистрации выхода различных компонентов. Описанный способ управления сравнивается с традиционными, такими как выбор геометрии канала, ввод микрореактора с регистрацией продукта, модификация поверхности канала и т.д.
Бесплатно
Статья научная
Упрощение трипсинового гидролизата протеома E. coli при поиске пептидов РНК-полимеразы достигнуто путем применения гельпроникающей хроматографии. В результате анализа методом времяпролетной масс-спектрометрии с электрораспылительной ионизацией полученных при хроматографии фракций идентифицированы пептиды, наличие которых свидетельствует о присутствии РНК-полимеразы в исходном суммарном белке.
Бесплатно
