عبدالله اسلامی مجد
-
به دلیل محدودیت روش های شناسایی مرسوم زیست شناسی، روش های مبتنی بر طیف سنجی فروشکست القایی لیزری در مشخصه یابی جنس، گونه و سویه باکتری های مختلف در فاز ایستای رشد استفاده شده است. با توجه به اهمیت روزافزون مسایل مبتلابه بیولوژیک، مشخصه یابی، شناسایی و طبقه بندی نمونه های باکتری موردتوجه پژوهشگران در حوزه نظامی، صنعتی و پزشکی قرارگرفته است. در این مقاله، باهدف پایش تغییرات ساختار عنصری باکتری در فرآیند رشد، عناصر تشکیل دهنده دو فاز رشد نمایی و ایستای باکتری اشرشیا کلی بر اساس این روش طیف سنجی بررسی و مقایسه شد. در این آزمایش از لیزر Nd:YAG باانرژی پالس mJ 100، طیف سنج و آشکارساز CCD استفاده شد. سویه صنعتی باکتری گرم منفی BL21 Escherichia coli انتخاب شد. باکتری در سه زمان مختلف در طی فرآیند رشد در محیط کشت، به ترتیب در چگالی اپتیکی 4/0 و 8/0 (فاز رشد نمایی) و چگالی اپتیکی2/1 (فاز رشد ایستا) انتخاب و بعد از فریزدرای، تحت فشار به شکل قرص درآمد. با در نظر گرفتن ساختار شیمیایی باکتری اشرشیا کلی عناصر فسفر، کربن، کلسیم، سدیم، منیزیم، پتاسیم، اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن در طیف نمونه ها موردتوجه قرار گرفت. یافته ها نشان داد، باکتری اشرشیا کلی در فرآیند رشد، الگوهای متفاوتی از ترکیب عنصری قابل تشخیص در ساختار خود دارد. پیش بینی می شود با توجه به تغییر ترکیب عناصر ساختاری باکتری در فازهای رشد، استفاده از این روش طیف سنجی نیز برای شناسایی باکتری، وابسته به فاز رشد خواهد بود. نتایج این مطالعه نشان داد، این روش، می تواند نقش موثری در تکامل روش های پلی فازی تعیین هویت باکتری ها، تعیین ترکیب محیط کشت و همچنین بهینه سازی و ارزیابی شرایط تولید محصول در این سویه صنعتی داشته باشد.
کلید واژگان: اشرشیا کلی, طیف سنجی فروشکست القایی لیزری, فاز رشد نمایی, فسفر, کربن, کلسیم, منیزیمDue to the limitations of conventional biological identification methods, spectroscopic methods, including laser induced breakdown spectroscopy, have been used to characterize the genus, species and strains of different bacteria in the static phase of growth. Due to the increading importance of biological problems, the characterization, detection and classification of bacterial specimens has been considered by researchers in the military, industrial and medical fields. In this paper, in order to monitor the changes in the elemental structure of bacteria in the growth process, the constituent elements of the two phases of exponential and static growth of Escherichia coli were studied and compared based on this spectroscopic method. In this experiment, Nd: YAG laser with 100 mJ pulse energy, spectrometer and CCD detector were used. The industrial strain of gram-negative Escherichia coli BL21 bacteria was selected. Bacteria were selected at three different times (2.5, 4 and 6 hours after inoculation) during the growth process in broth, at optical density of 0.4 and 0.8 (exponential growth phase) and optical density of 1.2 (Static growth phase), respectively, and after dry freezing, under pressure has been pressed into tablets. Considering the chemical structure of Escherichia coli, the elements of phosphorus, carbon, calcium, sodium, magnesium, potassium, oxygen, nitrogen and hydrogen were considered in the sample. The results showed that Escherichia coli bacteria in the growth process have different patterns of recognizable elemental composition in its structure in the growth process. It is predicted that due to the change in the composition of structural elements of bacteria in growth phases, the use of this spectroscopic method to identify bacteria will be dependent on the growth phase. The results of this study showed that this method can play an effective role in the development of polyphasic methods to indentify bacteria, determine the composition of the culture medium as well as optimizing and evaluating the production conditions in this industrial strain.
Keywords: Calcium, Carbon, Escherichia coli, Exponential Growth Phase, Laser Induced Breakdown Spectroscopy, Magnesium, Phosphorus -
در این مقاله یک آنتن شبهاپتیک تصویربردار موج میلیمتری در فرکانس مرکزی 94 گیگاهرتز در باند W طراحی شده است. سامانه تصویربردار طراحی شده جهت تشخیص اشیای فلزی در فاصله 5 متری به تفکیکپذیری کمتر از 30 میلیمتر نیاز دارد. این سامانه غیرفعال شامل ترکیبی از یک عدسی دیالکتریک (اپتیک اولیه) جهت کانونی کردن تابش و یک هورن هرمی (اپتیک ثانویه) با دیوارههای فلزی بازشونده برای هدایت و تزویج مناسب تابش کانونی شده، به آشکارساز است. پارامترهای کلی این سامانه با استفاده از روش اپتیک هندسی محاسبه شده است. در ادامه ترکیبی از روش باریکه گاوسی و ماتریس انتقال پرتو ABCD برای تجزیه وتحلیل آنتن عدسی جهت یافتن محل و اندازه هورن تغذیه استفاده شده است. از نرمافزار قدرتمند طراحی اپتیکی ZEMAX برای طراحی عدسی و تصدیق نتایج طراحی بر اساس ردیابی پرتو استفاده شده است. در طراحی و شبیهسازی عدسی دیالکتریک، ماده پلیاتیلن بسیار چگال (HDPE) با قطر دهانه 650 میلیمتر به کار رفته است. سپس یک هورن هرمی بهینه با بهره 9/18 دسیبل در فرکانس مرکزی 94 گیگاهرتز طراحی شده است. شبیهسازی هورن و بررسی نتایج آن با استفاده از نرمافزارهای تجاری FEKO و CST انجام شد. نتایج شبیهسازی آنتن هورن هرمی نشان میدهد که ترکیب آن با عدسی دیالکتریک مناسب است و روش تلفیقی (اپتیک هندسی، باریکه گاوسی و ماتریس ABCD) برای طراحی سامانه شبهاپتیک شامل عدسی و هورن برای تصویربرداری با الزامات موردنظر دقیق، ساده و کارآمد است.
کلید واژگان: تصویربرداری موج میلیمتری, آنتن شبه اپتیک, طراحی اپتیکی و روش باریکه ی گاوسیIn this paper, a quasi-optical millimeter wave imaging antenna at central frequency of 94 GHz in W-band is designed. The designed imaging system requires resolution less than 30 mm at distance of 5 meters to recognize metal objects. This passive system consists of a combination of a dielectric lens (primary optics) to focus the radiation and a pyramidal horn (secondary optics) with open metal walls to properly direct and couple the focal radiation to the detector. The general parameters of this system are calculated using the geometrical optics method. Then the combination of Gaussian beam method and ABCD ray transfer matrix is used to analyze the lens antenna to find the location and size of the feeding horn. The powerful optical design software ZEMAX was used to design the lens and to verify the design results based on ray tracing. The designed dielectric lens is made of High Density Polyethylene (HDPE) with a diameter of 650 mm. Then, an optimized pyramidal horn with gain of 18.9 dB at center frequency of 94 GHz is designed. The simulation of the horn and investigation of its results performed using the FEKO and CST commercial softwares. The simulation results of the pyramid horn antenna indicate that its combination with dielectric lens is appropriate and the hybrid method (geometrical optics, Gaussian beam and ABCD matrix) to design the quasi-optical system, including the lens and the horn antenna for imaging with considered requirements, is accurate, simple and efficient.
Keywords: Millimetre Wave Imaging, Quasi-Optic Antenna, Optical Design, Gaussian Beam Method -
در این مقاله، یک هورن با پروفایل گاوسی و دیواره دندانهدار در فرکانس مرکزی 94 گیگاهرتز طراحی و شبیهسازی شده است و با هورن مسطح طراحی شده با پروفایل گاوسی مقایسه شده است. آنتن هورن پیشنهاد شده شامل یک بخش دندانهدار عادی (مبدل مد و بخش فازی) و بخشی با پروفایل گاوسی است. آنتن هورن پروفایل گاوسی گذار هموارتری از موجبر تا دهانه را فراهم میکند، که تطبیق بین آنتن و فضای آزاد را بهبود میبخشد. این تطبیق بهتر، الگوی تابشی بهتر و پهنای باند بیشتری فراهم میکند و بازدهی کل سامانه را افزایش میدهد. هورن دندانهدار نیز پراش لبه کم، تقارن الگوی بهبودیافته و قطبش عرضی کاهش یافته دارد، زیرا دندانه ها شرایط مرزی یکسانی برای میدان های الکتریکی و مغناطیسی ایجاد میکنند. تقارن الگوی هورن گاوسی دندانهدار طراحی شده در صفحات متعامد E و H، پهنای باند وسیع و همچنین سطوح گلبرگ جانبی پایین آن باعث میشود تا نماینده مناسبی جهت استفاده در تغذیه سامانه تصویربردار موج میلیمتری در باند W باشد.کلید واژگان: شبه اپتیک, تصویربردار موج میلیمتری, هورن پروفایل, هورن گاوسی, هورن دندانهدار, الگوی تابشی متقارنDesign and Simulation of a Gaussian Corrugated Horn in the W Band for Millimeter Wave Imaging SystemIn this paper, a Gaussian corrugated profile horn is designed, simulated and compared with a Gaussian profile horn with flat wall, at central frequency of 94 GHz. The proposed horn antenna consists of a corrugated section(mode converter and phase section) and a Gaussian profile section. The Gaussian profile Horn Antenna provides a smooth transition from waveguide to aperture, which improves matching between antenna and free space. This ensures better matching, better radiation pattern, more bandwidth and increases overall system efficiency. The corrugated horn also has low edge diffraction, improved pattern symmetry, and reduced transverse polarization, because these corrugations create same boundary conditions for electric and magnetic fields. The symmetry pattern on the E and H orthogonal planes, the broad bandwidth as well as low sidelobes of this designed corrugated Gaussian profile horn, make it a good representative for use as a feed in millimeter wave imaging system in W band.Keywords: Quasi-optics, Millimeter wave imaging, Profile horn, Gaussian horn, Corrugated horn, Symmetrical radiation pattern
-
هدایت لیزری، یکی از روش های متداول در هدایت تسلیحات است. این روش به دلیل دقت بالا و امکان نقطه زنی، به طور وسیعی در جنگ های نوین مورداستفاده قرار می گیرد. قسمت اصلی این تسلیحات، جستجوگر لیزری آن هست که با توجه به باریکه های بازتابی از هدف، هدایت تسلیحات تا اصابت به هدف را بر عهده می گیرد. در پدافند این نوع از تسلیحات، لیزر بازتابی دومی برای فریب به طرف جستجوگر ارسال می گردد تا باعث انحراف مسیر تسلیحات از مسیر اصلی به سمت هدف کاذب گردد. در این مقاله برای به دست آوردن مشخصات لیزر فریب، ابتدا رفتار آشکارساز تسلیحات جستجوگر لیزری شبیه سازی شد. سپس سامانه تسترآشکارساز، طراحی و پیاده سازی گردید. بر اساس شبیه سازی و آزمون های انجام شده، اطلاعاتی در مورد ابعاد توان و زمان ارسال باریکه لیزر فریب به دست آمد و مشخص شد که تغییر ابعاد باریکه لیزر فریب نسبت به باریکه اصلی هیچ تاثیری بر عملکرد آشکارساز ندارد و برای فریب آشکارساز تسلیحات هدایت شونده لیزری، تنها توان باریکه لیزر فریب را نسبت به باریکه لیزر اصلی باید افزایش داد. از طرف دیگر هرچه ارسال باریکه لیزر فریب در مراحل ابتدایی حمله صورت گیرد، احتمال موفقیت عملیات فریب بیشتر است. در حالتی که توان باریکه اصلی و فریب برابر باشد، انحراف کلی آشکارساز به اندازه متوسط انحراف هر یک از باریکه ها بستگی دارد. اگر نسبت توان باریکه فریب به باریکه اصلی از سه برابر بیشتر باشد، آشکارساز بیشتر تحت تاثیر باریکه فریب عمل می کند.کلید واژگان: پدافند لیزری, تسلیحات جستجوگر لیزری, جستجوگر لیزری, آشکارساز چهار قسمتی, آزمونگر آشکارساز چهار قسمتیLaser guidance, is one of the most common methods in guided weapons. Due to the high precision of this method and its spot-shaped collision ability, it is widely used in modern warfare. The main part of these weapons is laser seeker, which can guide the weapons to hit the target, based on the beams reflected from it. As a defensive action toward these weapons, and in order to deceive and distract the weapons route from its main paths and orientation toward the false target, a second reflective laser can be used. In this article, in order to achieve the specifications of the deceptive laser, first, the behavior of laser-guided weapons detector is simulated, then the detector testing system is designed and implemented. Based on simulations and tests, information on the dimensions, power, and time of laser beam decoding was obtained as follows. Changing the laser beam's dimensions of deception relative to the main beam has no effect on the detector's performance. To deceive the laser-guided weapon detector, only the laser beam power should increase the deception to the original laser beam.The more the laser beam decrypts in the early stages of the attack, the more likely it is to deception the operation. In the case where the power of the main beam and the deception beam is equal, the total deviation of the detector depends on the average deviation of each of the beams. If the laser beam's ratio of deception to the original laser beam is tripled, the detector will be more affected by the deception laser. 1- Changing the dimension of the deception spot rather than that of main spot has no effect on the performance of the detector.2-In order to deceive the laser- guided missile detector, the power of deception spot should only increase with the power of the main spot.3-If sending the deception spot takes place in the early stages of the attack, the deception operation is more likely to succeed. 4-In case the power of the main spot and deception are equal, the total deviation of the detector depends on the average deviation of each of the spots relative to the detector center. 5- If the power of deception spot is more than three times as much as that of the main spot, the detector is further affected by the deception spot.Keywords: Laser Defense, Laser-guided missile, Laser seeker, four-part detector, Four quadrant detector tester
-
قطره ی مایع معلق در یک سیال دیگر در بسیاری از فرآیندهای طبیعی رخ می دهد. به کارگیری میدان الکتریکی چشم اندازی نوید بخشی را برای کنترل حرکت، تغییر شکل، تجزیه و هدایت قطره فراهم می کند. تحقیق حاضر به شبیه سازی پاسخ دینامیکی قطره ای معلق در سیالی دیگر، واقع در فضای میان دو الکترود رسانای دارای اختلاف پتانسیل الکتریکی می پردازد. در این راستا تاثیر پتانسیل الکتریکی، هدایت الکتریکی و گذردهی نسبی مورد بررسی قرار گرفته است. مطابق نتایج، افزایش پتانسیل الکتریکی و نسبت هدایت الکتریکی روندی افزایشی را برای تغییر شکل قطره به دنبال دارند، در حالی که افزایش گذردهی نسبی روندی کاهشی-افزایشی را برای تغییر شکل قطره به نمایش می گذارد. بررسی الگوی جریان سیال در داخل قطره نشان می دهد که قرارگیری قطره در میدان الکتریکی خارجی ضمن ایجاد قطبیت الکتریکی در قطره موجب القای میدانی الکتریکی در داخل آن می شود که به پیدایش گردابه هایی در درون قطره منتهی می شود. بزرگی یا کوچکی هدایت الکتریکی و گذردهی الکتریکی نسبت به یکدیگر کاملا بر ناحیه ی تجمع بارهای الکتریکی در سطح قطره تاثیر می گذارند که این تعیین کننده ی جهت چرخش گردابه های درونی قطره می باشد. افزایش پتانسیل الکتریکی و به تبع آن تقویت شدت میدان الکتریکی با افزایش تجمع بار الکتریکی در سطح قطره زمینه ی تغییر شکل قطره و سپس تجزیه و شکست آن را فراهم می سازد. در این حالت قطبیدگی الکتریکی ضمن ایجاد کشیدگی در قطره باعث خروج جت و ساطع شدن ریز قطراتی از آن می شود که استمرار این فرآیند با تقلیل جرم در هسته ی قطره اصلی به استهلاک نهایی قطره منجر می شود.کلید واژگان: الکتروهیدرودینامیک, تغییر شکل قطره, شبیه سازی عددی, گذردهی نسبی, هدایت الکتریکی ویژهLiquid drop suspension in another fluid occurs in many natural processes. Applying electric field has shown a promising outlook for the control of motion, deformation, breakup and guidance of the drops. In this study, the dynamic response of a liquid drop suspended in another fluid across two conducting electrodes held at different electrical potentials has been simulated. In this regard, the effects of electric potential, electrical conductivity and relative permittivity have been studied. According to results, an increase in electric potential and conductivity leads to increasing trend in drop deformation whereas this trend converts into an ascending-descending pattern due to increase in electrical permittivity. An insight into the flow patterns inside and outside the drop shows that the positioning of a liquid drop in an external electric field in addition to drop polarization results in an electric field induced within the drop which causes the creation of vortices inside the drop. Magnitude of electrical conductivity and permittivity factors compared to each other apparently affect the accumulation area of electrical charges on the drop surface which in turn determines the circulating direction of vortices within the drop. Increasing electric field intensity due to an increase in electrical potential or change in magnitude of other physical properties would fortify the electric charge on the drop surface escalating drop deformation towards drop breakup. In this condition, the electrical polarization in addition to drop prolation causes jet exit from which a continuous line of droplets is emerged until the total dissipation of the drop.Keywords: Drop deformation, electrical conductivity, electrohydrodynamics, numerical simulation, relative permittivity
-
در این مقاله یک الگوریتم ارتقای کنتراست قدرتمند بر پایه روش تعدیل هیستوگرام، بنام تعدیل هیستوگرام قطع شده پویای سه تایی (TDCHE) پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی TDCHE از چهار فرآیند اصلی تقسیم بندی، قطع، نگاشت و تعدیل تشکیل شده است. در ابتدا هیستوگرام تصویر ورودی به سه قسمت با تعداد پیکسل برابر تقسیم می شود. سپس فرآیند قطع هیستوگرام به وسیله سطح آستانه قطع برابر با میانگین شدت های رخ داده شده در هر زیرهیستوگرام انجام می شود. در ادامه هر زیرهیستوگرام با محاسبات ساده به یک محدوده پویای جدید نگاشت پیدا می کند و درنهایت فرآیند تعدیل هر زیرهیستوگرام به طور مستقل انجام می شود. روش پیشنهادی TDCHE برای رسیدن به اهداف چندگانه بیشینه محتوای اطلاعات متوسط (آنتروپی) ، کنترل نسبت ارتقا و حفظ روشنایی معقول ارائه شده است. همچنین این روش با تولید تصاویر واضح، با حفظ حداکثر جزئیات و به دور از پدیده هایی غیرطبیعی مانند اشباع شدت و تقویت نویز، منجر به ایجاد ارتقای طبیعی در تصویر خروجی می شود. ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی TDCHE از نظر حفظ محتوای اطلاعات و همچنین کیفیت بصری نشان از برتری قابل ملاحظه الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با روش های پیشین ارائه شده بر پایه تعدیل هیستوگرام دارد.کلید واژگان: ارتقای کنتراست, تعدیل هیستوگرام, قطع هیستوگرام, کنترل نسبت ارتقا, آنتروپیIn this paper, a powerful contrast enhancement algorithm based on the histogram equalization, called triple dynamic clipped histogram equalization (TDCHE) is introduced. The proposed method consists of four main processes including partitioning, clipping, mapping and equalization. At first, the input image histogram is partitioned into three portions with a same number of pixels. Next, the histogram clipping process is performed by comparing the clipped threshold level with the average intensities occurred on each sub-histogram. Then, each sub-histogram is mapped to a new dynamic range using simple calculations and finally, equalization process of each histogram is independently accomplished. The proposed TDCHE technique is presented to achieve multiple objectives of maximum average information content (entropy), enhancement ratio control and maintaining the reasonable brightness. In addition, this method leads to a natural enhancement in the output image by providing sharp images, while preserving maximum details far from unnatural phenomena such as intensity saturation and noise enhancement. Evaluation of the proposed TDCHE method performance in terms of information content as well as visual quality shows perceived superiority of the proposed algorithm in comparison to the previously presented methods based on histogram equalization.Keywords: Contrast enhancement, histogram equalization, histogram clipping, enhancement ratio control, Entropy
-
در این مقاله به بررسی تاثیر استفاده از سپر و پره های اپتومکانیکی جهت کنترل و کاهش نورهای سرگردان در یک دوربین ماهواره ای سنجش ازدور پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا سامانه اپتیکی در نرم افزار ZEMAX مدل سازی شده، سپس در نرم افزار TracePro دو مدل محفظه مخروطی و استوانه ای شکل برای آن طراحی شد. در مرحله بعد یک سپر اپتومکانیکی به طول 100 میلی متر به همراه 13 پره داخلی طراحی شد. طراحی به گونه ای انجام شده تا علاوه بر تامین نیازمندی های سامانه، میدان دید حفظ شده و ابعاد سپر و تعداد پره ها کمینه باشند. استفاده از محفظه مناسب، سپر و پره ها باعث شد نورهای سرگردان در زوایای بزرگ کاملا حذف شده و میدان دید نامطلوب در مدل مخروطی به 9 درجه و در مدل استوانه ای به 14 درجه کاهش یابد. همچنین نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که نورهای سرگردان باقی مانده حدود 5-10 برابر توان ورودی تضعیف شده اند.کلید واژگان: نور سرگردان, سپر, پره های اپتومکانیکی, دوربین ماهواره, کیفیت تصویرIn this paper the effect of baffle and opto-mechanical vanes to control and reduce stray lights in a satellite remote sensing camera is investigated. For this purpose, the optical system is modeled in ZEMAX software and then conical and cylindrical housing models were designed with TracePro software. In next step, an opto-mechanical baffle with length of 100 mm and 13 internal vanes is designed. The baffle is designed so that in addition to satisfying the requirements of the system, its dimensions and number of vanes were minimum and FOV is preserved. Using of suitable housing, baffle and vanes eliminated stray lights at great angles and undesirable field of view was received to 9 degrees in conical model and 14 degrees in cylindrical model. Also, simulation results show that residual stray lights attenuated up to 10-5 times of entrance power.Keywords: Stray light, baffle, opto-mechanical vanes, satellite camera, image quality
-
در این مقاله به شبیهسازی نورهای سرگردان در سامانه اپتیکی دوربین ماهواره سنجش از دور پرداخته شده است. برای این منظور ابتدا نورهای سرگردان، منابع تولید و آثار مخرب آنها بر کیفیت تصویر، مورد بررسی قرار گرفته و راهکارهای مختلفی برای مقابله با این نورها ارائه شده است. در مرحله بعد تاثیر محفظه اپتیکی و پوششهای سطحی بر عملکرد نورهای سرگردان در دوربین ماهواره با نتایج حاصل از شبیهسازی مورد بررسی قرار گرفته است. درنهایت طرح بهینه شامل مجموعه ای از روشهای مختلف برای بهبود عملکرد دوربین، انتخاب شده است. نتایج حاصل از شبیهسازی نشان می دهد که با استفاده از این روشها، نورهای سرگردان در محل آشکارساز، در زاویه های بزرگ به طور کامل حذف شده و در زاویه های نزدیک به میدان دید میزان نورهای سرگردان حداکثر تا 100 هزار برابر تضعیف شدهاند. همه این دستاوردها در شرایطی محقق شدند که هیچگونه اختلالی در میدان دید دوربین به وجود نیامده است.کلید واژگان: نور سرگردان, دوربین ماهواره, ردیابی پرتو, سنجش از دور, کیفیت تصویر, محفظه اپتیکیIn this paper, stray lights in optical system of remote sensing satellite camera is simulated. For this purpose, stray lights, sources of production and their destructive effects on the image quality is studied. Moreover, mechanisms to deal with these unwanted lights are presented. Then, the effect of optical housing and surface coatings on the performance of stray light in satellite camera, has been studied by the results of the simulation. Finally an optimal design includes a set of different techniques for improving the performance of the considered camera was selected. Simulation results show that by this method, at large angles, stray lights can be completely eliminated whereas at angles near the FOV, stray lights intensities can be very much reduced namely up to 100000 times of their original intensity without almost no serious disturbance in the cameras field of view.Keywords: Stray Light, Satellite Camera, Ray Tracing, Remote Sensing, Image Quality, Detector, Optical Housing
-
در این پژوهش اثر گازهای پیرامونی هوا، آرگون، هلیم و نئون در فشارهای مختلف بر تابش و گسترش پلاسمای حاصل از برهم کنش باریکه ی لیزر با هدف فلزی، با تاکید بر بهینه سازی نسبت سیگنال به تابش پیوستار به روش بیناب نمایی فروشکست القایی لیزری و جذب و پراکندگی پرتو کاوش بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که تابش ها و گسترش پلاسما به نحو قابل توجهی به نوع و فشار گاز پیرامون وابسته است. بیش ترین شدت خطوط نشری اتم مس به ترتیب برای گازهای آرگون، نئون، هوا و هلیم به دست آمده است. برای تمام گازها با افزایش فشار گاز پیرامون از 5 تا mbar100، شدت تابش طیفی پلاسما افزایش می یابد و سپس با بیش تر شدن فشار تا یک اتمسفر اشباع می شود. تابش پیوستار پلاسما نیز با افزایش فشار، روندی افزایشی دارد و به ترتیب برای گازهای آرگون، هوا، نئون و هلیم بیش ترین مقدار را دارد. نسبت تابش طیفی به پیوستار زمینه به ترتیب برای گازهای هلیم، نئون، هوا و آرگون بیشینه است و برای تمام گازها با افزایش فشار کاهش می یابد. نتایج حاصل از گسترش پلاسما به روش جذب و پراکندگی پرتو کاوش با نظریه سدف- تیلور مقایسه شد. سرعت گسترش پلاسما در نزدیکی سطح هدف در حضور گاز هلیم در فشار mbar750 برابر با m/s25200 و در حضور گازهای نئون، هوا و آرگون به ترتیب 15625، 13900 و m/s 11860 به دست آمد که با دور شدن از سطح به شدت افت کرده و در فاصله 6mm از سطح برای گازهای هلیم، نئون، هوا و آرگون به ترتیب به 2550، 1000، 700 و m/s690 می رسد.کلید واژگان: پلاسمای لیزری, گاز پیرامونی, جذب و پراکندگی پرتو کاوش, بیناب نمایی فروشکست القایی لیزریIn this paper, the impacts of air, argon, helium and neon ambient gases under different gas pressures on radiations, emphasizing in the signal to radiation background and the expansion of laser induced plasma from laser metal interaction have been experimentally studied using spectroscopy, probe beam absorption, and scattering methods. The results show that the plasma radiations and its expansion behavior depend strongly on the ambient gas presure. The highest intensity of the copper spectral lines occurred in argon, neon, air, and helium, respectively. For all gases, by increasing the gas pressure from 5 to 100 mbar the plasma spectral radiation increases and then it saturates at the higher gas pressure. The continuum radiation also increases with the pressure and has the highest value for Ar, air, Ne and He gases, respectively. Plasma in He, Ne, air and Ar has the best singnal to backgrourd (S/B) ratio, respectively, and decreases with the pressure. The probe beam absorption and scattering results have also been compared with the Sedov-Taylor strong shock wave model. The maximum speed of the plasma plume expansion, occurred near the target surface under 750 mbar gas pressure, and was determined for helium to be about 25200 m/s, and through neon, air and argon gases, amounted to about 15625, 13900 and 11860 m/s, respectively, as they reduced significantly when they were far from the target surface and reached 2550, 1000, 700 and 690 m/s at 6 mm from the target for helium, neon, air and argon, respectively.Keywords: Laser produced plasma, Ambient gas, Probe beam absorption, scattering, LIBS
-
در این مقاله یک سامانه آزمونگر با زیر سامانه های الکترواپتیکی، الکترونیکی و نرم افزاری با توانایی تولید رمزهای لیزری بکار رفته در سلاحهای هدایت شونده لیزری و همچنین رمزگشایی این رمزها معرفی می گردد. اهمیت ساخت چنین آزمونگری، سنجش توانایی هشداردهنده های عملیاتی، قبل از قرارگیری در شرایط عملیاتی می باشد. گیرنده سامانه آزمونگر، دارای مشخصات فنی و کارکردی یکسان با هشداردهنده های عملیاتی می باشد. نتایج آزمایش های مختلف نشان می دهد که این دستگاه توانایی لازم برای بررسی عملکرد سامانه های هشدار و فریب لیزری در شناسایی و بازتولید رمزهای لیزری را دارا می باشد. دقت آن با توجه به فرکانس رمزها بسیار مناسب است و توانایی عیب یابی سامانه های هشدار و فریب را نیز دارا می باشد.کلید واژگان: هدایت لیزری, فرکانس تکرار پالس, نشانگذاری لیزری, هشدار و فریب لیزریIn this paper we describe a designed and implemented tester system for laser warning system.This warning system detects coded laser beams and decodes those that is used in laser guidance systems. This tester is able to generate laser coded pulses and decode received pulses and compare them. Experiments have shown that by this tester, we can check the ability of the laser warning systems in laser code detection and regenerate those codes. This system has a suitable accuracy for fault detection in laser warning systemsKeywords: Laser Guidance System, Pulse Repetition Frequency, Laser Designation
-
الکترواسپری شاخه ای از حوزه ی علمی الکتروهیدرودینامیک محسوب می شود که بر باردارسازی الکتریکی مایعات استوار است. معادلات حاکم بر فرآیند الکترواسپری ترکیبی از معادلات هیدرودینامیک و الکترواستاتیک است که ورود معادلات گسست مایع به آن مجموعه بر پیچیدگی آنها می افزاید. در این تحقیق با تدوین یک حل گر الکترواسپری به شبیه سازی فرآیند الکترواسپری در حالت گذرا مبادرت شده است. این شبیه سازی بر روی پیکربندی امیتر (روزنه موئین)- دیسک برای مایع رسانای الکتریکی هپتان در مقادیر مختلف پتانسیل الکتریکی صورت گرفته است. در این راستا، علاوه بر ارزیابی توانایی حل گر ایجاد شده در شبیه سازی فرآیند الکترواسپری (اعتبارسنجی و صحه گذاری نتایج با سایر نتایج تجربی و عددی)، تاثیر پتانسیل الکتریکی بر چگونگی شکل گیری فرآیند الکترواسپری مورد بررسی قرار گرفته است. مطابق نتایج شبیه سازی، افزایش پتانسیل الکتریکی از سطح کمی 3500V به 6500V به وضوح شکل گیری مودهای مختلفی از الکترواسپری را به نمایش می گذارد. این مودها به ترتیب حالت های میکروچکیدن، دوکی ، مخروط- جت تناوبی و مخروط- جت پایدار را در بر می گیرند. نتایج همچنین نشان می دهند که جریانی گردابه یی در داخل مخروط مایع در خروج از امیتر شکل می گیرد که ابعاد آن با افزایش پتانسیل الکتریکی کاهش می یابد. هر چند ازدیاد پتانسیل الکتریکی با تقویت باردارسازی الکتریکی موجب افزایش بیشینه ی مقادیر میدان الکتریکی و سرعت مایع می شود ولی در عین حال تجمع بار الکتریکی در تمامی حالات و مستقل از سطح کمی پتانسیل الکتریکی در سطح محیطی جریان مایع که موید رسانایی الکتریکی آن است، به وقوع می پیوندد.کلید واژگان: الکترواسپری, پتانسیل الکتریکی, دبی حجمی, شبیه سازی عددی, مخروط, جتElectrospray is a branch of the scientific area of electrohydrodynamics which is based on electrical charging of liquids. The electrospray governing equations are a combination of hydrodynamic and electrostatic equations to which the addition of liquid breakup process escalates their complexity. This research work aims at developing a numerical solver to simulate the electrospray process in an emitter-disc configuration using Heptane as a working liquid under various electrical potentials. The simulation results in comparison with CFD and experimental data show good agreements both quantitatively and qualitatively. The results clearly have captured the formation of liquid flow profiles at the emitter exit demonstrating various electrospray modes. These modes initiate a microdripping mode at the lowest voltage, i.e. 3.5kV, prompting consecutively to spindle and pulsating cone-jet modes and ending in a stable cone-jet mode at the highest charging voltage, i.e. 6.5kV. In addition, it is also observed that the liquid cone and the vortex shaped within it would shrink as an increase in the electric potential is imposed. Although the increase in electric potential results in rise of the maximum magnitudes of electric field and velocity, the electric charge accumulation at all electric potential values occurs on the outer surface of the liquid flow implying its electrical conductivity.Keywords: Cone, Jet mode, Electrospray, Electric potential, Flow rate, Numerical simulation
-
امولسیون مخلوطی از دو مایع ممزوج نشدنی است که یکی از مایعات به صورت ریزقطرات در مایع دیگر پراکنده شده است. به مایعی که به صورت ریزقطرات است فاز گسسته و به مایع دیگر فاز پیوسته گفته می شود. یکی از روش های متداول برای امولسیون سازی استفاده از دستگاه های میکروسیال است که مطالعه جریان در این دستگاه ها اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق فرآیند تولید ریزقطره در دستگاه میکروسیال متمرکزکننده ی جریان با جریان های متقاطع و متعامد بر هم شبیه سازی شده است. در این راستا، تاثیر پارامترهای ویسکوزیته و دبی حجمی هر دو مایع در فرآیند امولسیون سازی بر تولید ریزقطره مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج حاصل نشان می دهند که افزایش دبی حجمی فاز گسسته به ازای دبی ثابتی از فاز پیوسته به تولید ریزقطرات درشت تر می انجامد در حالی که افزایش دبی حجمی فاز پیوسته به ازای دبی ثابتی از فاز گسسته منجر به کاهش اندازه ریزقطرات می شود. بررسی نتایج همچنین نشان می دهند که نسبت دبی حجمی فاز پیوسته به فاز گسسته از نقشی اساسی در تعیین اندازه ریز قطرات برخوردار است صرف نظر از اینکه کدام یک از دبی حجمی فاز گسسته یا دبی حجمی فاز پیوسته در فرآیند ثابت فرض شده باشند. بررسی تاثیر ویسکوزیته نیز نشان می دهد که اندازه ریز قطرات با افزایش ویسکوزیته فاز گسسته افزایش می یابد در حالی که افزایش ویسکوزیته فاز پیوسته موجب کاهش اندازه ریزقطرات می شود. مقایسه میان نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی حاکی از دستیابی به توافق مناسبی میان آنهاست که صحت روش شبیه سازی را مورد تایید قرار می دهد.کلید واژگان: امولسیون, دبی حجمی, ریزقطره, شبیه سازی عددی, ویسکوزیتهAn emulsion is a mixture of two immiscible liquids in which one liquid is dispersed in the form of small drops in the other liquid. The liquid in the form of droplets is called discrete phase whereas the other liquid is termed as a continuous phase. One of the common methods for emulsification is based on using microfluidic devices. Currently, the study of flow in microfluidic devices is highly regarded due to having many applications in various fields including droplet generation in relation with the standard and quality of human life. In this study, the process of droplet generation in microfluidic flow-focusing devices with orthogonal and intersecting flows has been simulated. The effects of viscosity and flow rate of discreted and continuous phases on droplet generation process have been investigated. According to simulation results, with increasing the flow rate of discreted phase (Qd) at a fixed continuous phase leads to the increment of droplet size whereas an increas in the flow rate of continuous phase (Qc) at a fixed discreted phase results in smaller droplet size. Moreover, for a constant Qc/Qd ratio, regardless of whether discrete or continuous phase flow rate is fixed, the equal droplet size is achieved. The higher viscosity of the discrete phase provides a larger droplet size whereas an increase in the viscosity of continuous phase leads to a smaller droplet size. The simulation results in comparison with experimental results show a good agreement confirming the accuracy of the method.Keywords: Droplet, Emulsion, Flow rate, Numerical Simulation, Viscosity
-
سابقه و هدفشیر و فراورده های آن در بسیاری از نقاط جهان بخش مهمی از رژیم غذایی انسان را تشکیل می دهند. این ماده غذایی از عناصر مفید گوناگونی مانند کلسیم، پتاسیم، کلر، فسفر، منیزیم، روی و... تشکیل شده است. در هنگام تغذیه دام، برخی عناصر سنگین و خطرناک مانند سرب، آرسنیک و کادمیوم از طریق خوراک دام به شیر منتقل می شوند. هدف از این تحقیق معرفی روش بیناب نمایی فروشکست القایی لیزری (LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy جهت شناسایی و تعیین غلظت عناصر موجود در نمونه های مختلف شیر پاستوریزه و تازه گاو می باشد.مواد و روش هااین پژوهش در سال 1392 برروی 6 نوع شیر تولیدی از کارخانجات مختلف و یک نمونه شیر خام تهیه شده از گاوداری صنعتی انجام شد. هرکدام از انواع شیرها 7 مرتبه با استفاده از سیستم LIBSCAN100 تحت آنالیز قرار گرفت. سپس طیف های ثبت شده توسط نرم افزار Plasus Specline مورد تجزیه و تحلیل واقع شدند.یافته هادر این تحقیق پنج عنصر اصلی موجود در شیر شامل کلسیم، فسفر، پتاسیم، منیزیم، سدیم، چهار عنصر جزئی شامل روی، مس، سلنیوم و آهن و همچنین سه فلز سنگین شامل سرب، کادمیوم و آرسنیک مورد آنالیز قرار گرفتند. تغییرات میانگین غلظت عناصر مختلف در نمونه های پاستوریزه به صورت زیر است:Ca: [1000-11000μg/g]، K: [0-13000 μg/g]، Mg: [100-3000 μg/g]، P: [0-1800 μg/g]، Na: [200-3000 μg/g]، Zn: [300-28100 μg/g]، Cu: [100-10600 μg/g]، Se: [1-113 μg/g]، Fe: [100-8900 μg/g]، Cd: [0.110-0.690 μg/g]، Pb: [0.1-0.84 μg/g]، As: [0-0.860 μg/g].نتیجه گیریدر این تحقیق روش آنالیزی جدیدی که دارای سرعت زیادی بوده و به آماده سازی نمونه نیازی نداشته و اثرات غیر مخرب بر روی ماده ایجاد نمی کند، معرفی گردید. نتایج آنالیز نشان داد که غلظت عناصر مفید به شاخص RDI (Recommended Daily Intake) نزدیک و همچنین در مورد عناصر سنگین، غلظت آن ها کمتر از آستانه PTWI (Provisional Tolerable Weekly Intake) می باشد.
کلید واژگان: شیر, بیناب نمایی فروشکست القایی لیزری, عناصرمفید, عناصر سنگینBackground And ObjectivesMilk and dairy products in many parts of the world constitute a major part of the human diet. This nutrient is composed of various elements such as calcium, potassium, chlorine, phosphorus, magnesium, zinc, etc. In animal nutrition, some heavy and dangerous metals like lead, arsenic and cadmium are transmitted through animal feed to the milk. The purpose of this study is introducing Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) method for identifying and determining the element concentrations in pasteurized and raw cow milk.Materials And MethodsThis research was done on six types of milk from different milk factories, and raw milk from a dairy industry in 2013. Each of these milks was analyzed 7 times by using LIBSCAN100 system and Plasus Specline software.ResultsIn this research, the mean concentration of five major elements (calcium, phosphor, potassium, magnesium, and sodium), four partial elements (zinc, copper, and Iron), and three heavy metals (lead, cadmium, and arsenic) was determined. The variations of mean concentration of different elements in the pasteurized samples are as follows: Ca: [1000-11000µg/g], K: [0-13000 µg/g], Mg: [100-3000 µg/g], P: [0-1800 µg/g], Na: [200-3000 µg/g], Zn: [300-28100 µg/g], Cu: [100-10600 µg/g], Se: [1-113 µg/g], Fe: [100-8900 µg/g], Cd: [0.110-0.690 µg/g], Pb: [0.1-0.84 µg/g], As: [0-0.860 µg/g].ConclusionIn this research, a new high speed non-destructive analytical method with no need to initial preparation is introduced. The results of analyze showed that the concentrations of nutrient elements are close to RDI factor, and the concentrations of toxic elements are under the PTWI threshold.Keywords: Milk, Laser Induced Breakdown Spectroscopy, Nutrient elements, Heavy metals -
سابقه و هدفغلات از اجزای مهم رژیم غذایی سالم و مناسب به شمار میرود. برنج یکی از پرمصرفترین غلات در جهان و یکی از اجزای اصلی سبد غذایی مردم ایران است. هدف از این مطالعه معرفی یک روش جدید آنالیز عنصری برای بررسی عناصر ضروری و فلزات مضر موجود در تعدادی از انواع برنج ایرانی با استفاده از روش بینابنمایی فروشکست القایی لیزری میباشد.مواد و روش هاشش نوع برنج پرمصرف تولیدی در سال 1392 که در نقاط مختلف کشور کشت شده اند، از بازار جمع آوری گردید. هرکدام از انواع برنج ها هفت بار با استفاده از سیستم LIBSCAN100 تحت آنالیز طیفی قرار گرفت. سپس طیفهای ثبت شده توسط نرم افزار Plasus Specline مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.یافته هادر این مطالعه عناصر ضروری و فلزات مضر موجود در نمونه ها مورد آنالیز قرار گرفت. میانگین میزان غلظت روی 66/93، فسفر 666/87، آهن 348، پتاسیم 166/379، کلسیم 666/343، فلور 22، کروم 3 ظرفیتی 848/24 و منیزیم 833/1071 میلی گرم بر کیلو گرم تعیین گردید. در حالی که این میانگین در مورد عناصر مضر سرب، جیوه، نیکل، کروم 6 ظرفیتی و آرسنیک به ترتیب 095/6، 733/0، 963/0، 391/2 و 940/0 میلی گرم بر کیلو گرم محاسبه گردید. درهیچ یک از نمونه ها کادمیوم یافت نشد. آنالیزهای فوق به صورت جداگانه برای هرکدام از انواع برنجها انجام شد.استنتاجنتایج آنالیز بیانگر این بود که در میان عناصر ضروری، منیزیم بیشتر ازسایر عناصر موجود بود. در میان انواع برنج های مورد آزمایش برنج لنجان اصفهان ازنظر عناصر ضروری، غنیتر میباشد. از نظر آلودگی به فلزات مضر، عنصر کروم 6 ظرفیتی بیش از همه در نمونه ها یافت شد و هچنین برنج نوع طارم محلی نسبت به سایر انواع برنجها، سالم تر بود. تکنیک بینابنمایی فروشکست القایی لیزری روشی سریع، غیر مخرب، دارای توانایی آنالیزی همزمان چند عنصری و بدون نیاز به آمادهسازی نمونه بوده که کاربردهای فراوانی در آنالیز تولیدات صنایع غذایی دارد.
کلید واژگان: برنج ایرانی, بینابنمایی فروشکست القایی لیزری, فلزات مضر, عناصر ضروریBackground andPurposeCereals are the most important components of a healthy diet. Rice is one of the most common consumed grains in the world and a staple food of people in everyday meals. This study aimed at introducing a novel analytical approach in investigation of harmful metals and necessary elements in some types of Iranian rice by using Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) method.Materials And MethodsSix types of consumed rice produced in different parts of the country have been collected from the market in 2013. All types of rice have been analyzed for seven times using LIBSCAN100 system and then spectra recorded have been analyzed by Plasus Specieline software.ResultsIn this study، necessary elements and harmful metals have been analyzed in all samples. The average concentrations of zinc، phosphorus، iron، potassium، calcium، fluorine، chromium (III)، and magnesium were 93. 660mg/kg، 87. 666mg/kg، 348mg/kg، 379. 166mg/kg، 343. 66 mg/kg، 22mg/kg، 24. 848mg/kg 1071. 833mg/kg، respectively. This average content for harmful metals were 6. 095mg/kg for lead، 0. 773mg/kg for mercury، 0. 963mg/kg for nickel، 2. 391mg/kg for chromium (VI)، and 0. 940mg/kg for arsenic. No samples were found with cadmium.ConclusionThe results indicate that، the concentration of magnesium was higher in necessary elements and that Isfahan Lenjan rice contained higher content of necessary elements. Chromium (VI) was the most common harmful metal among all samples. Furthermore، the local Tarom rice was found to be the safest in all samples. Laser Induced Breakdown Spectroscopy technique could be used as a fast، nondestructive، multi elemental analyzer that does not need initial preparation.Keywords: Iranian rice, Laser Induced Breakdown Spectroscopy, necessary elements, harmful metals
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.