英國Biox–Epsilon E100皮膚角質(zhì)層水分測試儀

英國Biox Systems Ltd 公司隆重推出最新產(chǎn)品?——Epsilon介電成像系統(tǒng)。Epsilon是基于電容測量原理,通過對材料近表面的介電常數(shù)(?)的測量來進行材料表面成像的。它使用一個固態(tài)陣列電容傳感器來記錄材料表面介電常數(shù)圖像,空間分辨率為50μm,幀速率可達10幀/秒。它利用其專有的電子和信號處理算法,把高度非線性灰度信號轉(zhuǎn)換為一個校準過的,線性的介電常數(shù),以適應于廣泛的,不同材料的測量。Epsilon介電成像系統(tǒng)可以用于體內(nèi)、半體內(nèi)、或體外的軟絕緣材料的成像,如動物和植物組織,聚合物,橡膠,紡織品,蠟,脂肪,凝膠液體和粉末。它也可以用于紡織品的透濕性,或溶劑通過薄膜滲透的動態(tài)過程的研究。

Epsilon E100 型介電成像系統(tǒng)的儀器指標:

  1. 電容CMOS指紋陣列傳感器
  2. 50μm的圖像分辨率,~20μm的深度分辨率。
  3. 傳感面積12.8×15mm,并有2μmSiO2表面保護層
  4. 經(jīng)過校準的相對電容(介電常數(shù))測量范圍為從空氣(?=1)到水(?=80)
  5. 傳感器由簧承載,具有穩(wěn)定的接觸壓力
  6. 可通過USB連接到PC或筆記本電腦實現(xiàn)電源供應和數(shù)據(jù)傳輸
  7. 快照,連拍和視頻成像能力
  8. 視頻捕捉可達10幀/秒
  9. 工業(yè)標準的圖像文件格式
  10. 兼容所有的WindowsXP/Vista/7/8操作系統(tǒng)(除了64位的XP)
  11. 標準圖像采集軟件免費升級
  12. 不斷更新的可供選擇的圖像處理模塊
  13. 一年硬件保修

Epsilon獨家的提供了一種經(jīng)過校準的,并同近表面的絕緣介電常數(shù)?具有線性關系的接觸成像能力。這種能力在下圖中以亮藍色的線來顯示。

縱坐標表示圖像強度,提供了8bit灰度圖像的0-255范圍。橫坐標表示絕緣介電常數(shù),橫跨了空氣(?=1)到水(?~80,根據(jù)溫度)這個范圍。橫坐標中也顯示了一些常見的液體的絕緣介電常數(shù),通過這些來顯示Epsilon對近表面的介電常數(shù)?具有線性關系。

相比之下,從圖中可以看出(上圖的橙色線),典型的指紋傳感器對近表面的介電常數(shù)?的響應是完全不同的。在低絕緣介電常數(shù)下,讀數(shù)超出量程,產(chǎn)生了最大強度的圖像(=255,白色)。這可以提供統(tǒng)一的圖像背景,即使是在傳感器表面有臟物的情況下。在高絕緣介電常數(shù)下,這種響應是非線性的,并且敏感性逐漸降低。這將導致在較大范圍的皮膚介電常數(shù)(水合)數(shù)值下指紋曲線對應成像呈現(xiàn)持續(xù)的黑暗。因此,指紋傳感器能很好的應用于指紋提取,但對于定量成像任務效果并不怎么好。

原本的指紋傳感器對絕緣介電常數(shù)的線性化響應是通過以下2點來實現(xiàn)的;1. 改變讀出電子學的運行特性來使得整個目標絕緣介電常數(shù)都處于傳感器能夠識別的范圍內(nèi)2. 通過對傳感器和讀出數(shù)的處理進行數(shù)學模型的模擬實現(xiàn)最終信號的線性化。這個數(shù)學模型需要兩個常量,這個常量通過空氣和水作為參照物質(zhì)進行校準。校準數(shù)據(jù)和其他設置存儲于Epsilon儀器內(nèi)部的閃存盤內(nèi),可通過與圖像傳感器相同的USB連接到電腦上。

校準之后會出現(xiàn)一個絕緣介電常數(shù)和展示的圖像強度之間的直接比例,比例常數(shù)為3。這提供了8位(0-255)強度范圍的絕緣介電常數(shù)的最佳繪制,用于展示和存儲圖像,最大介電常數(shù)為85。

豬皮樣本表面外部(左)和內(nèi)部(右)的快照圖片,用于測量溶劑滲透動態(tài)和不均勻性。

 

  1. Epsilon Model E100

Epsilon是一個新型接觸成像系統(tǒng),接觸它的CMOS陳列傳感器表面可以捕捉絕緣材料的絕緣介電常數(shù)圖像。該系統(tǒng)包括一個手持式探頭,停機底座和體外底座,安全地存儲在其為此特別設計的便攜箱里。該系統(tǒng)裝備起來快速又簡單,只需通過 USB連接到電腦或筆記本。

  1. Hand-held? Probe? 手持式探頭

探頭手柄是由耐溶劑的縮醛共聚物加工而成的。探頭設計成防化學腐蝕的。傳感器帶有彈簧加載是為了在試驗中可以控制樣本的接觸力。

  1. Parking Stand 停機底座

停機底座合并了一個導電容器來作為法拉第氏罩以保護傳感器,防止靜電。

  1. In-Vitro Stand 體外底座 ? ? ? ? ? ? ?? ?

體外底座為裝入探測器使其傳感表面水平且面朝上提供了一個穩(wěn)定的基礎。這使得分離的軟性材 ? ?料和液體能夠被研究。它有兩個立柱能裝上可調(diào)節(jié)高度的測量配件。

  1. ?In-Vitro? Accessories 體外配件

標準配件包括內(nèi)直徑為5mm和8mm的中空腔體以及一個固體壓塞,用于研究體外固態(tài)材料比如樹葉。
將這些附件滑入支架安裝環(huán),由中央尼龍螺釘固定。此外還有一個配套的蓋子用來減少中空腔體中揮發(fā)性溶劑蒸發(fā)。使用中空腔體研究溶劑透過薄膜的滲透。這樣的測量可補充傳統(tǒng)Franz細胞膜測量中細胞膜 不均勻性的特征。

  1. ?Software? 軟件

軟件功能有快照、連拍、視頻圖像捕捉、存儲和分析截屏(左圖)顯示了在快照模式下的設置。
將事件觸發(fā)設置成10%介電常數(shù),將延時設置1秒。