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在传统形式中,磁力搅拌棒是由封装在塑料外壳中的胶囊形磁铁组成。将该磁力搅拌棒放在液体烧杯中,该烧杯又放置在磁力搅拌器上,磁力搅拌棒就能连续旋转,搅拌液体。
Smart Stirrer照片
来源:ACS
Smart Stirrer的长度约为5厘米,比常规的磁力搅拌子稍大,它易于操作和配置,生产成本不到20美元,并且可以连续收集数据超过100小时。而类似的商用系统成本约为2,000美元。
Smart Stirrer的外壳是3D打印的螺旋式聚(甲基丙烯酸甲酯)半透明胶囊,可以打开以接触电子设备,也可以是密封的氟化乙烯丙烯(FEP)袋,具有出色的耐化学性。收集的数据将传输到带有蓝牙接收器的计算机或智能手机。
来源:ACS
该团队基于不同的集成电路制作了两种版本的Smart Stirrer,一种是带有蓝牙模块微控制器,另一种是芯片上的多合一系统。传感器包括一个惯性模块(三轴加速度计,陀螺仪和磁力计),环境光传感器,热敏电阻和电导率记录仪。
该团队使用搅拌器来监测例如酸碱滴定,从而确定终点。他们还在振荡反应中对其进行了测试,发现搅拌器系统具有快速的响应时间,可用于实时监控。仔细校准后,也可以使用惯性传感器进行定性粘度测量。
Smart Stirrer监测酸碱滴定的颜色、电导率、温度
来源:ACS
总体而言,Smart Stirrer系统价格合理,硬件和软件平台可在线免费获得,并且可以通过从传感器类型到采样率的各种参数来定制设备。然而,由于所涉及的电子设备,其操作被限制在相当窄的温度范围内(约-40至85°C)。
论文链接:
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acssensors.0c00720
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