برهم کنش صوت و ماده از زمینه های تحقیقی است که کمتر درباره آن مطالعات لازم صورت گرفته است. از آنجا که تولید صوت یک پدیده ماکروسکوپی می باشد, دخیل نمودن اطلاعات شیمیائی که ماهیت میکروسکوپی دارند در تغییرات پارامترهای صدا امری مشکل به نظر می رسد. دراین تحقیق از تشدید صدای احتراق شعله هیدروژن – هوا در یک لوله استیل بسته استفاده گردیده است. طراحی نهائی دارای امکاناتی جهت تنظیم محل احتراق اولیه, سیستم خنک کننده جداره ودرعین حال پرهیز ازحالت پس زنی شعله و تشکیل مخلوط انفجاری می باشد. جهت تولید و تزریق نمونه های گازی از یک تله مایع که هوای ورودی به سیستم را بصورت حباب ازخود عبور می دهد بهره برداری گردیده است . به منظور مقایسه نوسانات شدت صدای تولید شده با تغییرات غلظت آنالیت درشعله ازنشر مولکولی همزمان با آن استفاده شد. در مطالعات انجام شده از واکنش مقدار مشخص سولفیت سدیم با محلول اسید فسفریک گاز دی اکسید گوگرد تولید شده را بعنوان آنالیت به شعله هیدروژن – هوا تزریق نمودیم. برای ثبت نشر نوری و تغییرات صدای حاصل ازورود نمونه به شعله از یک دوربین دیجیتال (ccd) استفاده گردید. با استفاده از نرم افزارهای مختلف تصویری وصوتی ازفیلم های ضبط شده اطلاعات تجزیه ای مورد نیاز استخراج گردیدند. درفواصل زمانی مختلف فریم هائی درتعداد لازم انتخاب ونهایتاً با اعمال مراحل پردازش وآنالیز تصویر جهت اندازه گیری تغییرات نشر نوری شعله درمقایسه با زمان بکارگرفته شدند. برای آنالیز صوت حاصل از احتراق از نرم افزار spectralab استفاده گردید . این نرم افزار اطلاعات صدا را به کمک آنالیز فوریه بصورت یک اسپکتروگرام نمایش می دهد که تغییرات شدت در فرکانس های مختلف تشکیل دهنده صدای تولیدی را با افزایش و کاهش تیرگی خطوط حاصله ارائه می نماید. برای ترسیم منحنی تغییرات شدت صدا با زمان از پردازش و آنالیز تصویری اسپکتروگرام تولیدی استفاده شد. نتایج حاصل از تغییرات نشر مولکولی درشعله با دقت قابل قبولی در تطابق با تغییرات شدت صوت در محدوه فرکانسی مورد انتخاب بودند. سطح زیر منحنی شدت – زمان در نتایج حاصل از نشر نوری وصوتی بعنوان سیگنال تجزیه ای برای اندازه گیری کمی نمونه های تزریقی انتخاب شد. مطالعات وسیعی درشرایط مختلف از نظر مقدار جریان گازها، شرایط دمائی، محل احتراق و ناحیه ثبت نشر نوری انجام پذیرفتند. نتایج حاصل را می توان در چهار حالت مختلف دسته بندی نمود که شرح مبسوط آنها در قسمتهای تجربی و شرح و بحث آورده شده اند. با انتخاب شرایط بهینه در محدوده mmole s2-10×2- 3-10×5 منحنی های کالیبراسیون y=43312(mmole s)+256.65 y=9663(mmole s)+151.93 به ترتیب برای اندازه گیری های نشری و صوتی حاصل از تزریق نمونه های 2-0/5 میلی لیتراز محلول سولفیت سدیم به سیستم حاصل گردیدند. حد تشخیص برای اندازه گیری نشر نوری شعله mmole s10-4× 2/67 و برای اندازه گیری شدت صوتی درحدودmmole s 10-4× 4/3 با استفاده از منحنی های کالیبراسیون بدست آمدند که با توجه به حجم هوای مورد نیاز این مقادیر در محدوده غلظتی بسیار پایینی (تقریباً 10-10 مولار) از دی اکسید گوگرد مخلوط با هوا می باشد. تکرارپذیری روش در مقادیر متوسط محدوده غلظتی قابل استفاده برای اندازه گیری های شدت نوری – زمان درحدود2/28% وبرای اندازه گیری های شدت صوتی – زمان درحدود3/7% بدست آمدند. به منظور بررسی توانائی سیستم درآنالیز کیفی درمرحله اندازه گیری صوتی بااستفاده از نقاط منحنی دامنه- زمان درحالت time series وایجاد منحنی تابع چگالی احتمال (pdf) برای حالت زمینه در غیاب نمونه و در زمانیکه بالاترین غلظت عبوری آنالیت را در شعله داریم بعنوان پیشنهاد ارائه گردیده است که خود مستلزم تحقیقات گسترده تری درمورد آنالیتهای مختلف و مقایسه آنها می باشد.

هدف از این پروژه تعیین همزمان دو جزء، به کمک پردازش و آنالیز تصویر با استفاده از آشکارساز طول لکه می باشد که بدلیل اهمیت اندازه گیری کربنات و بیکربنات در تعیین قلیائیت آب، به عنوان یک سیستم دو جزئی مخلوط کربنات و بیکربنات انتخاب شد. با تزریق (ml5-1) از محلول نمونه، به درون آشکارساز حاوی هیدروکلریک اسید و معرف های متیل اورانژ و فنل فتالئین لکه رنگی بر روی صفحه آشکارساز ایجاد می شود. سپس این تغییرات مشاهده شده از قبیل طول و مساحت و شدت رنگ لکه در حین کار به طور پیوسته با یک دوربین دیجیتالی ثبت شده و سپس تصاویر ثبت شده با استفاده از روش های پردازش و آنالیز تصویر و با استفاده از نرم افزار فوتوشاپ به اطلاعات تجزیه ای تبدیل می شوند. برای رسم منحنی کالیبراسیون از حاصلضرب مساحت در شدت رنگ خاکستری لکه ها استفاده شد. برای هریک از گونه ها منحنی کالیبراسیون دارای دو ناحیه خطی می باشد. نواحی خطی بدست آمده برای تعیین کربنات3-10×70/4-2-10×50/9مولار و4-10×80/2-3-10× 0/4مولار و برای تعیین بیکربنات 5-10×60/6-4-10×60/8 مولار و6-10×60/1-5-10×60/6مولار بدست آمد. حد تشخیص بدست آمده در این روش 4-10×70/1 و 7-10×70/9 مولار بترتیب برای یون های کربنات و بیکربنات بدست آمد. مطالعه دقت و صحت روش با استفاده از محلول های تهیه شده با غلظت 3-10×20/4 مولار از کربنات سدیم و 6-10×20/8مولار از بیکربنات سدیم برای 6 بار اندازه گیری صورت پذیرفت. انحراف استاندارد نسبی در بهترین شرایط در حدود 60/5% و27/5% به ترتیب برای کربنات و بیکربنات بدست آمد. درصد بازیابی 42/93% و 35/95% بترتیب برای یون های کربنات و بیکربنات بدست آمد. در مدت زمان یک ساعت نزدیک 11 نمونه را می توان با این روش اندازه گیری کرد.

چکیده اندازه گیری کاتیونهای موجود در آب بوسیله پردازش و آنالیز تصویر صفحه ی نمایش آشکارساز دائمی طول لکه توسط حسین حیاتی در این تحقیق توانایی ثبت انواع اطلاعات مورد نیاز حین انجام پژوهش ها بصورت تصویر مورد بررسی قرار گرفت. همچنین استفاده از تکنیک های پردازش تصویر در شیمی تجزیه برای آنالیز مواد شیمیایی مدنظر بوده است. در این تحقیق برای اندازه گیری کل کاتیونهای موجود در آب از یک آشکارساز دائمی طول لکه استفاده گردید. یون کلسیم بعنوان نماینده ی کل کاتیونهای موجود در آب انتخاب گردید. حجم مشخصی از محلول کلسیم در یک مخزن حاوی رزین تبادلگر کاتیونی قوی فرم هیدروژنی اضافه شد. معادل یونهای کلسیم یونهای h+ آزاد می‎گردد. سپس با تزریق حجم مشخصی از محلول حاوی یونهای h+ به درون آشکار ساز طول لکه که جریانی از محلول هیدروکسید سدیم و شناساگر متیل قرمز از آن می گذرد، باعث ایجاد لکه قرمز رنگی در قسمت صفحه ی نمایشگر آشکارساز می‎گردد. تغییرات مشاهده شده از قبیل طول و مساحت و شدت رنگ لکه با افزایش غلظت نمونه‎ی تزریق شده در حجم ثابت افزایش می‎یابد. به منظور بررسی تخصصی عملکرد آشکارساز، تمامی اتفاقات از ابتدا تا انتهای اندازه گیریها توسط دوربین دیجیتالی ccd ثبت و ضبط می شود. کلیه‎ی پارامترهای مربوط برای استفاده از رزین از جمله مقدار رزین و زمان ماندن نمونه حاوی آنالیت در رزین بهینه گردید. کلیه پارامترهای تجربی و نکات لازم در طراحی و ساخت یک آشکارساز دائمی طول لکه جهت اندازه گیری نمونه ها در خارج از آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفتند و شرایط بهینه جهت انجام آنالیزهای سریع بصورت تکرارپذیر با ایجاد لکه ای مناسب در قسمت نمایشگر آشکارساز تعیین گردید. قرار دادن دوربین ccd در مقابل آشکارساز، کاربر را از صرف توجه زیاد در طول آزمایش فارغ می کند، همچنین جهت انتقال اطلاعات بین افراد معمولی و متخصصین به عنوان یک روش ارتباطی مناسب عمل می نماید. از تصاویر ثبت شده با استفاده از روشهای پردازش و آنالیز تصویر و استفاده از نرم افزار فوتوشاپ، اطلاعات تجزیه-ای از جمله مساحت، شدت رنگ و میانگین مقیاس خاکستری لکه‎ها استخراج گردید. منحنی کالیبراسیون دارای دو محدوده ی خطی در محدوده‎های غلظتی3-10 ×7/5- 3-10 ×2/5 مولار و 6-10× 5/0 -4-10× 5/0 مولار با حد تشخیص6-10 ×3/76 مولار می باشد. انحراف استاندارد نسبی در غلظتهای معمول محدوده ی عملکردی سیستم 3/7% به دست آمد. این روش به طور موفقیت آمیزی برای اندازه گیری کاتیونهای موجود در آب شهر مورد استفاده قرار گرفت. بعلاوه مطالعاتی در مورد تعیین نسبت سهم کاتیونهای سبک و سنگین موجود در آب به روش آنالیز جبهه ای و با استفاده از آشکارساز دائمی طول لکه برای مخلوط دو جزئیna + و2+ ca در غلظت های متفاوت انجام شد، که خود مستلزم تحقیقات گسترده تری درمورد آنالیت های مختلف و مقایسه آنها می باشد.

در این تحقیق توانایی ثبت انواع اطلاعات مورد نیاز حین انجام پژوهش ها بصورت تصویر مورد بررسی قرار گرفت. همچنین استفاده از تکنیک های پردازش تصویر در شیمی تجزیه برای آنالیز مواد شیمیایی مدنظر بوده است. در این تحقیق برای اندازه گیری آمونیوم موجود در محلول های آبی از یک آشکارساز دائمی طول لکه استفاده گردید. با تزریق ml)3-1) از محلول نمونه، به درون آشکارساز حاوی معرف نسلر لکه رنگی بر روی صفحه آشکارساز ایجاد می شود. سپس این تغییرات مشاهده شده از قبیل طول و مساحت و شدت رنگ لکه در حین کار به طور پیوسته با یک دوربین دیجیتالی ثبت شده و سپس تصاویر ثبت شده با استفاده از روش های پردازش و آنالیز تصویر و با استفاده از نرم افزار فتوشاپ به اطلاعات تجزیه ای تبدیل می شوند. منحنی کالیبراسیون دارای دو محدوده ی خطی در محدوده‎های غلظتی3-10 ×0/5- 2-10 ×5/7 مولار و 5-10× 0/3 -3-10× 0/1 مولار با حد تشخیص5-10 ×83/2 مولار می باشد. انحراف استاندارد نسبی در غلظت های معمول محدوده ی عملکردی سیستم %6/3 به دست آمد. این روش به طور موفقیت آمیزی برای اندازه گیری آمونیوم حاصل از فساد گوشت مورد استفاده قرار گرفت.

در این تحقیق توانایی ثبت انواع اطلاعات مورد نیاز حین انجام پژوهش ها بصورت تصویر مورد بررسی قرار گرفت. ثابت گردید که در این زمینه هیچگونه محدودیتی وجود ندارد. دیگر اینکه مصور نمودن فرایندهای شیمیایی در شرایطی که مانع از مخلوط شدن سریع واکنشگرها می گردد، امکان حصول اطلاعات فراوانتری را در مقایسه با آزمایشات متداول فراهم می نماید؛ این امتیاز در بدست آوردن نتایج کمی و کیفی وسعت عمل ما را به مراتب افزایش خواهد داد. با تزریق (ml3-1) از محلول نمونه، به درون آشکارساز حاوی تری یدید پتاسیم و معرف چسب نشاسته لکه سفید بر روی صفحه آشکارساز ایجاد می شود. سپس این تغییرات مشاهده شده از قبیل طول و مساحت و شدت رنگ لکه در حین کار به طور پیوسته با یک دوربین دیجیتالی ثبت شده و سپس تصاویر ثبت شده با استفاده از روشهای پردازش و آنالیز تصویر و با استفاده از نرم افزار فتوشاپ به اطلاعات تجزیه ای تبدیل می شوند. منحنی کالیبراسیون دارای دو محدوده خطی در محدوده های غلظتی4-10×5/2-3-10×0/1مولارو5-10×0/1- 4-10×5/2مولاراست. حد تشخیص بدست آمده 6-10×7/6 مولار است.انحراف استاندارد در غلظت های معمول محدوده عملکردی سیستم در بهترین حالت در حدود48/5% بدست آمد. این روش با موفقیت برای اندازه گیری سولفیت در آب لیمو استفاده شد.

در این پایان نامه اندازه گیری و تعیین نمودار دانه بندی ذرات به کمک پردازش و آنالیز تصویر مورد تاکید قرار گرفته است، لذا با ثبت تغییرات قابل مشاهده توسط دوربین دیجیتال نظیر شدت های رنگ محلول، رفتار بدست آمده در ارتباط با منحنی توزیع دانه بندی ذرات قرار می گیرد بدین منظور در یک برنامه شبیه سازی شده، که در آن پارامتر های ورودی تعداد و اندازه موثر ذرات در کاهش پارامتر فیزیکی قابل اندازه گیری مفروض می باشند که با توجه به ارتباط بین شیب نمودار و رفتار آن نسبت به زمان نمودار دانه بندی ذرات بدست آمد. در عمل پارامتر فیزیکی قابل اندازه گیری میزان شدت رنگ میانگین خاکستری زمینه تصویر بود، نتایج حاصل بر روی رفتار ترسیب یک مخلوط بهم خورده ذرات رسوب و آب اعمال گردیده و کارائی آن در تعیین سریع و آسان توزیع دانه بندی به اثبات رسید. برای این منظور پس از تهیه فیلم از نمونه در حال ترسیب و در نهایت پردازش تصاویر بدست آمده و اندازه گیری میانگین شدت خاکستری آن ها، نمودار تغییرات مقدار میانگین خاکستری تصاویر نسبت به زمان رسم گردید و به این ترتیب نمودار ترسیب بدست آمد با تقسیم بندی این نمودار به زمان های مشخص و محاسبه معادله های خطی هر مرحله و در نهایت تجزیه و تحلیل این معادلات به منحنی توزیع دانه بندی ذرات در نمونه دست یافتیم. در ادامه اثر زمان بر اندازه رسوبات و نتیجه آن بر نمودار توزیع بررسی شد.جهت سرعت بخشیدن برای رسیدن به نتیجه مطلوب تر به کمک نرم افزار مطلب برنامه ای نوشته شد که این برنامه قادراست با دریافت داده های تصاویر به صورت یک ماتریس نمودار توزیع دانه بندی را با سرعت زیاد محاسبه نماید.کار های تکمیلی بیشتری جهت شرعت بخشیدن به روند کار را میتوان پیشنهاد نمود.مثلا چنانچه بتوان سیستم تصویری ترسیب را به رایانه وصل نمود و داده های لازم جهت محاسبات را به صورت آنلاین و مداربسته به رایانه منتقل نمود در آن واحد می توان به نمودار دانه بندی ذرات دست یافت بدون آنکه تغییری در اندازه و حالت فیزیکی ذرات تشکیل دهنده یک نمونه داده شود.

دوپامین(da)، اوریک اسید(ua) و آسکوربیک اسید(aa) ترکیبات مهمی هستند که نقش تعیین کننده ای در متابولیسم بدن بازی می کنند. هدف اصلی این مطالعه طراحی یک الکترود جدید خمیرکربنی اصلاح شده با نانوذرات نقره است که برای مطالعه ی الکتروشیمیایی دوپامین در غیاب و در حضور آسکوربیک اسید و اوریک اسید استفاده شود.ازالکترود اصلاح شده با نانوذرات نقره برای مطالعه ی خواص الکتروشیمیایی da با تکنیک های ولتامتری چرخه ای و ولتامتری پالسی تفاضلی استفاده شد. نتایج به دست آمده از ولتامتری چرخه ای نشان داد که الکترود اصلاح شده نسبت به الکترود خمیر کربنی به طور قابل توجهی فعالیت الکتروکاتالیتیکی را در برابر اکسایش و کاهش دوپامین در محلول بافر استات با 3/0 ph بهبود می بخشد. فرآیند الکتروشیمیایی تحت کنترل نفوذ، شبه برگشت پذیر و یک واکنش اکسایش دوالکترونی است. تحت شرایط بهینه جریان پیک اکسایشی با تکنیک ولتامتری پالسی تفاضلی متناسب با غلظت daدر محدوده ی 430/0-5/0 میکرومولار می باشد و حد تشخیص 1/0میکرومولار است. محدوده ی خطی da در حضور ua و aa به ترتیب 70/0 -5/0 و 170/0-15/0میکرومولار می باشد و حد تشخیص به ترتیب 1/68 و 7/6 میکرومولاراست. این الکترود همچنین می تواند برای اندازه گیری انتخابی da در حضور مخلوط aa و ua در بافر فسفات با 7/0 ph استفاده شود. نتایج نشان می دهد محدوده ی خطی دینامیکی da از 300/0-12/5 میکرومولار و حد تشخیص 1/1میکرومولار است.

در این تحقیق توانایی ثبت انواع اطلاعات مورد نیاز حین انجام پژوهش ها بصورت تصویر مورد بررسی قرار گرفت. ثابت گردید که در این زمینه هیچگونه محدودیتی وجود ندارد. دیگر اینکه مصور نمودن فرایندهای شیمیایی در شرایطی که مانع از مخلوط شدن سریع واکنشگرها می گردد، امکان حصول اطلاعات فراوانتری را در مقایسه با آزمایشات متداول فراهم می نماید؛ این امتیاز در بدست آوردن نتایج کمی و کیفی وسعت عمل ما را به مراتب افزایش خواهد داد. برای اندازه گیری ترکیبات اکسیدکننده با استفاده از روش یدومتری، از یک آشکارساز دائمی طول لکه استفاده شد. کلیه پارامترهای تجربی و نکات لازم در طراحی و ساخت یک سیستم جریانی جهت اندازه گیری نمونه ها در خارج از آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفتند و شرایط بهینه جهت انجام آنالیزهای سریع بصورت تکرار پذیر با ایجاد لکه ای مناسب در قسمت نمایشگر آشکارساز تعیین گردید. کلر فعال بعنوان نماینده ترکیب اکسید کننده انتخاب گردید که بعنوان ضد عفونی کننده، کاربردهای فراوانی دارد. تزریق حجم مشخصی از محلول حاوی کلر فعال درون آشکارساز طول لکه باعث اکسایش یدید پتاسیم موجود در محلول جاری در آشکارساز می شود که در حضور شناساگر چسب نشاسته باعث ایجاد لکه آبی رنگ در قسمت صفحه نمایشگر آشکارساز می شود؛ حضور مقدار جزئی از تیوسولفات سدیم در محلول جاری در آشکارساز باعث ایجاد اختلاف بیشتر در بین غلظتهای مختلف از آنالیت می گردد و زمان محو شدن لکه های ایجاد شده جهت انجام آزمایشهای مکرر در زمان مناسب را فراهم می کند. جهت استفاده معمولی از آشکارساز، طول، مساحت و شدت رنگ لکه متناسب با افزایش غلظت کلر فعال نمونه تزریقی افزایش پیدا می کند. چشم انسان جهت مقایسه نمونه های مجهول با استانداردها قابل استفاده است. به منظور بررسی تخصصی عملکرد آشکارساز کلیه وقایع از ابتدا تا انتهای اندازه گیریها توسط دوربین دیجیتالی ccd ثبت و ضبط می شود. الحاق این امر در کنار آشکارساز، کاربر را از صرف توجه زیاد در طول آزمایش فارغ می-کند، همچنین جهت انتقال اطلاعات بین افراد معمولی و متخصصین به عنوان یک روش ارتباطی مناسب عمل می نماید. تا 10 نمونه را می توان در طی یک ساعت آنالیز نمود، محاسبه مساحت و شدت رنگ عکس لکه با استفاده از روشهای پردازش تصویر امکان پذیر است که برنامه های مورد نیاز در نرم افزار matlab تدوین گردیدند. همچنین از یک سیستم پیش تغلیظ برای کاهش حد تشخیص تعیین کلر فعال در حدود غلظتهای متدوال در آب شرب شهری استفاده شد. منحنی کالیبراسیون دارای دو محدوده خطی در محدوده های غلظتی 3-10×./1 -4-10×5/2 مولار و 4-10×0/1-4-10×0/5مولار است. حد تشخیص بدست آمده با کمک روش پیش تغلیظ پیشنهادی7-10×2/2مولار است. انحراف استاندارد نسبی در غلظتهای معمول محدوده عملکردی سیستم در بهترین حالت در حدود 5% بدست آمد. این روش با موفقیت برای اندازه گیری کلر فعال در آب شهر و محلول سفید کننده تجارتی استفاده شد.