دانشجویان مهندسی پزشکی ایران

خبرهای ویژه

» تازه ها ی سایت » دقیق ترین ابزارهای اندازه گیری فیزیکی

تاریخ انتشار : ۱۳۹۶/۰۱/۱۷ - ۹:۳۸

دقیق ترین ابزارهای اندازه گیری فیزیکی

انسان ‌ها از ابزارهای اندازه‌ گیری مختلفی برای شرح محیط اطراف خود استفاده می‌ کنند که شامل ساده ‌ترین موارد مانند خط‌ کش تا پیچیده ‌ترین آنها مانند میکروسکوپ الکترونی و شتاب‌ دهنده ذره ‌ای هستند…..

دقیق ترین ابزارهای اندازه گیری فیزیکی

انسان ‌ها از ابزارهای اندازه‌ گیری مختلفی برای شرح محیط اطراف خود استفاده می‌ کنند که شامل ساده ‌ترین موارد مانند خط‌ کش تا پیچیده ‌ترین آنها مانند میکروسکوپ الکترونی و شتاب‌ دهنده ذره ‌ای هستند. همچنین از ابزارهای مجازی برای توسعه ابزارهای اندازه‌ گیری جدید استفاده می ‌شود. اشخاصی که کار تجربی انجام می ‌دهند باید اطلاعات فنی جامعی از اصول اندازه گیری داشته باشند و نحوه اندازه گیری و محدودیت های ناشی از وسایل اندازه گیری را بشناسد. هر دانشمندی فقط با دانستن این که چه اندازه گیری هایی انجام شده است و نحوه اندازه گیری ها چگونه بوده است، می ‌تواند اثر و کشفیات دانشمندان دیگر را خوب بفهمد. بنابراین اندازه گیری هنری است که در حال حاضر تکنولوژی پیشرفته حامی آن است.
حساس ترین دما سنج
این دماسنج نوری که «نانو-کلوین» ( nano-Kelvin) نام دارد، سه برابر دقیق تر از بهترین دماسنج های فعلی است و می تواند ۳۰ میلیاردیوم درجه را اندازه بگیرد. آن قدر دقیق است که می تواند تغییرات درجه حرارت اشیاء را هنگام حرکت اتم هایشان اندازه بگیرد و این بهترین اندازه گیری درجه حرارتی به شمار می رود که تا کنون ساخته شده است. این دماسنج بر اساس فن آوری نوری کار می کند، به این صورت که نورهای قرمز و سبز را هزاران بار اطراف یک کریستال صفحه ای شکل می گرداند. به عبارتی بر اساس چرخاندن نورهای قرمز و سبز اطراف یک کریستال صفحه ای شکل کار می کند. از این فن آوری می توان برای اندازه گیری های فوق العاده حساس چیزهای دیگر مانند فشار، رطوبت، نیرو و غلظت مواد منفجره استفاده کرد.
پروفسور «آندره لویتن» (Andre Luiten) از دانشگاه «آدلاید» در استرالیا موفق به ساخت این دماسنج شد و نتیجه پژوهش های خود درباره فن آوری ساخت این دماسنج را در مجله Physical Review Lettersمنتشر کرد.
حساس ‌ترین ترازوی جهان
فن آوری ساخت این ترازو با استفاده از نانولوله‌ ها است و دقت اندازه ‌گیری جرم را می تواند تا یک میلیون‌ میلیارد ‌میلیاردیم گرم افزایش دهد. این ترازو با استفاده از نانولوله ‌های کربنی کوتاه و اندازه‌ گیری بسامد نوسان آنها که وابستگی شدیدی به جرم ذرات تشکیل‌ دهنده آنها دارد، اجرام را با دقت اندازه گیری می کند. سازندگان این ترازو برای دست ‌یابی به این دقت افسانه ‌ای، دمای درون ابزار را به نزدیکی صفر مطلق رساندند و علاوه بر آن شرایط خلأ را درون ابزار فراهم کردند تا تداخل ناشی از دیگر ذرات به حداقل ممکن برسد. با این حسگر عجیب و غریب، پژوهشگران توانستند وزن یک اتم «زنون» را تا دقت یک اوکتوگرم (yoctogram) یا ۲۴-۱۰ گرم اندازه‌ گیری کنند. با این حساب، این ترازو نخستین ابزاری است که می ‌تواند جرم یک ذره پروتون را که حدود ۱٫۷ اوکتوگرم وزن دارد، بسنجد. تشخیص تفاوت ‌های جزئی عناصر و ایزوتوپ ‌ها در نمونه ‌های شیمیایی و تعیین وضعیت سلامتی بیماران با اندازه ‌گیری تفاوت جرم مولکول ‌های نشانگر بیماری‌ ها، از جمله کاربردهای این ابزار اندازه‌ گیری دقیق خواهد بود.«آدریان باختولد» و همکارانش در «انستیتو نانوفن آوری کاتالان» در «بارسلونا» برای نخستین بار موفق به ساخت این ترازو شدند.
حرارت سنج هوشمند با آی فن
این حرارت سنج هوشمند برای استفاده در آشپزخانه ساخته شده است که به طور مستقیم به آی فن متصل می شود. به این صورت که به قابلمه و حتی طبقه های فر متصل شده و کابل مقاوم به گرمای سیلیکونی آن به آی فن، آی پد و آی پد تاچ متصل می شود و پس از آن با اپلیکیشن همراه این کابل که در حال حاضر فقط برای سیستم عامل iOSعرضه شده است می توان دمای غذا را با جزئیات اندازه گیری کرد. هنگام اندازه گیری حرارت غذا، جدولی از دمای غذا به نمایش در می آید که نشان دهنده حرارت های مختلف طی زمان است و نوارهای مشخص شده در سایه نشان‌دهنده دامنه حرارت ایده آل برای هر آن چیزی است که کاربر می پزد. این سیستم به کاربر این امکان را می دهد که برای دمای حرارت مورد نظر خود یک هشدار تعیین کند تا در صورتی که دما بالا یا پایین تر از حد مطلوب برود با خبر شود. سایر دستگاه های دارای سیستم عامل iOSدر خانه که دارای همین اپلیکیشن هستند، این اخطار را به کاربر می رساند. توسعه دهندگان این ابزار و اپلیکیشن اظهار می دارند که نوآوری آنها برای پخت مرغ و بوقلمون کاربردی است.
این حرارت سنج که نام آن «رنج» انتخاب شده در دو نوع طراحی شده است: شکل آبی آن با ۱۲ سانتی متر طول که سر حرارت سنج آن گرد و سیم آن به ۹۰ سانتی متر می رسد و برای استفاده عمومی است، اما شکل ایمبر یا گرم آن که دارای سیم ۱٫۲ متری است به طور خاص برای گوشت طراحی شده و سر آن تیز است. بر اساس اظهارات توسعه دهندگان این ابزار دمای غذا را تا ۲۳۰ درجه اندازه گیری می کند. یک گروه از مهندسان طراح تگزاس این حرارت سنج را برای نخستین بار ابداع کردند.
ظریف ترین و دقیق ترین دماسنج
این دماسنج از لایه‌ های نازکی به ضخامت ۲۰ نانومتر ساخته شده و قادر است تغییر دما را با دقت چند میلیونیوم کلوین اندازه‌ گیری کند و نیز مجهز به حسگرهای نانومقیاس است. این دماسنج انعطاف‌پذیر و قابل پوشیدن است که می ‌تواند دمای بدن را از روی پوست با دقت چند میلیونیوم کلوین گزارش کند. از این فن آوری می‌‌توان هم در بخش بیمارستانی و هم در منازل استفاده کرد. این دستگاه از دو بخش مختلف ساخته شده ‌است: بخش اول، آرایه‌ هایی از حسگرها که دما را با استفاده از لایه‌ های نازک طلا و نقره به ضخامت ۲۰ نانومتر و طول ۲۰ میکرون، اندازه ‌گیری می ‌کنند. بخش دوم، دیودهای مبتنی بر آرایه‌ های حسگری که از تقویت لایه ‌نازک سیلیکونی ساخته شده اند. این لایه سیلیکونی در صورت تغییر دما می ‌تواند ولتاژی را به دیود اعمال کند. کل این ساختار روی یک لایه نازک پلاستیک انعطاف‌ پذیر از «جنس پلی‌آمید» پوشش‌ داده شده ‌است. حسگرهای مورد استفاده در این دستگاه خواص فیزیکی ویژه ‌ای دارند، برای مثال بسیار نازک و در عین حال محکم‌ هستند. این ویژگی‌ شبیه به پوست انسان است و بنابراین در صورتی که روی پوست بیمار چسبانده شود، بیمار وجود آن را احساس نمی‌ کند. از سوی دیگر بیمار می ‌تواند به راحتی از دست خود استفاده کند؛ به طوری که با خم شدن یا چروکیده شدن پوست، تغییری در عملکرد و ساختار این دستگاه ایجاد نمی ‌شود.
نودهای حسگری متعددی روی این دستگاه وجود دارد که هر یک می‌ توانند دمای یک نقطه از پوست را اندازه ‌گیری کرده و در نهایت دمای بدن را با دقتی در حد چند میلیونیوم کلوین گزارش کنند. با این ابزار می ‌توان چگونگی حرکت گرما از طریق جریان خون و نحوه تغییر دما در رگ ‌های خونی را مطالعه کرد. این ابزار می‌تواند اطلاعات جالبی را درباره سلامتی رگ ‌های قلبی ارائه کند. از سوی دیگر جریان الکتریکی از این حسگرها عبور می‌ کند و این عبور جریان موجب تولید گرما (گرمای ژول) شده، در نهایت این گرما به پوست اعمال می ‌شود. با این دستگاه می‌توان اعمال گرما به پوست را مورد مطالعه قرار داد و هدایت گرمایی پوست را به دقت بررسی کرد. در برخی موارد می ‌توان از این گرما برای بهبود زخم ‌ها نیز استفاده کرد. از آنجایی که این حسگرها در لایه ‌ای از جنس «پلی ‌آمید» به صورت ساندویچی محصور شده‌‌اند، این دستگاه ضد آب بوده و عایق الکتریکی است. این دماسنج نخستین بار توسط پژوهشگران دانشگاه «ایلینویز» ساخته شد.



دسته بندی : تازه ها ی سایت , کنترل کیفی و کالیبراسیون تجهیزات پزشکی
ارسال دیدگاه

موسسه خیریه نسیم وصالموسسه خیریه نسیم وصال

ثبت شده در وزارت کشور

تبلیغات
تبلیغات
تبلیغات