mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
La fibra d'uscita è anch'essa una fibra multimodo con un Vnumber: 2.405 < Vnumber < 75 e ha una lunghezza >5 metri.
The output fibre is also a multi-mode fibre with a Vnumber: 2.405<Vnumber≤75 and has a length of >5 metres.
Anch'essa è terminata con un connettore SMA 22 freestanding.
It also terminates with an SMA free-standing connector 22.
Nel layout proposto, le due fibre ottiche sono avvolte con un raggio di curvatura che è funzionale al solo alloggiamento nel dispositivo.
In the layout proposed, the two optical fibres are wound with a radius of curvature which is functional only to housing in the device.
G li avvolgimenti di fibre ottiche hanno due effetti che qui si vogliono evitare.
The optical fibre windings have two effects which it is desirable to avoid here.
I l primo è la perdita di potenza dovuta alla curvatura (fenomeno del “bending losses"), la seconda è l’ insorgere di microfratture all' interno della fibra curvata.
The first is power loss due to the curvature (phenomenon of “bending losses”), the second is the occurrence of micro fractures inside the curved fibre.
I n conclusione il combinatore 20 in fibra ottica che è un tutt'uno con le fibre da esso composto 18 e 21 può essere considerato un “operatore ottico" che permette di trasformare una fascio con una distribuzione d'intensità di profilo gaussiano (figura 4A) in un fascio con un’adeguata distribuzione d’ intensità uniforme (figura 4C) e, come è noto, di sommare la potenza di più sorgenti in fibra ottica.
In conclusion, the optical fibre combiner 20which forms one single element with the fibres it is composed of 18and 21can be considered an “optical operator” which allows a beam with a Gaussian profile intensity distribution (FIG. 4A) to be transformed into a beam with an adequate uniform intensity distribution (FIG. 4C) and, as is known, to combine the power of several optical fibre sources.
Abbiamo evidenza sperimentale che una soluzione che vede il solo uso delle fibre 18 e 21, senza la presenza del combinatore 20, fornisce un varianza della distribuzione d'intensità superiore a parità delle lunghezza delle fibre 18 e 21.
We have experimental evidence that a solution that uses only the fibres 18and 21, without the presence of the combiner 20, provides a greater intensity distribution variance with the same length of the fibres 18and 21.
L’ introduzione del combinatore 20 in fibra ottica ha anche il vantaggio di avere una bassa perdita d’ intensità della radiazione laser, che si riscontrano quando due fibre sono combinate tra loro tramite componenti ottici quali lenti, non necessità di allineamento.
The introduction of the optical fibre combiner 20also has the advantage of having a low laser radiation intensity loss, which does not occur when two fibres are combined with each other by means of optical components such as lenses, and does not require alignment.
I l connettore SMA 22 della fibra d’uscita 21 è connesso ad un ulteriore connettore SMA 23 che termina da un lato una fibra ottica 24 di remotizzazione.
The SMA connector 22of the output fibre 21is connected to a further SMA connector 23which terminates on one side with a spacing optical fibre 24.
La fibra di re mot izz azione 24 è una fibra multimodo avente un Vnumber uguale o prossimo al Vnumber della fibra di uscita 21.
The spacing fibre 24is a multi-mode fibre having a Vnumber equal or close to the Vnumber of the output fibre 21.
I l suo nucleo può avere profilo circolare, quadrato o rettangolare.
Its nucleus can have a circular, square or rectangular profile.
La sua lunghezza non è un parametro distintivo della soluzione proposta.
Its length is not a distinguishing parameter of the solution proposed.
Essa è rivestita da un guaina protettiva così da non essere danneggia.
It is covered in a protective sheath so that it is not damaged.
Essa ha la sola funzione di trasportare il fascio laser sul tessuto biologico ed eventualmente stabilire la forma bidimensionale del profilo del fascio (circolare, quadrato, ecc.).
It has the sole function of transporting the laser beam onto the biological tissue and if necessary establishing the two-dimensional form of the beam profile (circular, square, etc.).
I l fatto che essa sia collegata alla fibra di uscita 21 e al manipolo 27 tramite due connettori SMA la rende un elemento facilmente sostituibile, cioè è estremamente utile in campo applicativo in caso di guasto o danneggiamento.
The fact that it is connected to the output fibre 21and to the handpiece 27by means of two SMA connectors makes it an easily replaceable element, i.e. it is extremely useful in the application field in the event of failure or damage.
"DISPOSITIVO MICROFLUIDICO PER LA SPRUZZATURA TERMICA DI UN LIQUIDO CONTENENTE PIGMENTI E/0 AROMI CON TENDENZA ALL'AGGREGAZIONE 0 AL DEPOSITO" La presente invenzione è relativa ad un dispositivo microfluidico per la spruzzatura termica di un liquido contenente pigmenti e/o aromi con tendenza all'aggregazione o al deposito.
The present disclosure relates to a microfluidic device for thermally spraying a liquid containing pigments and/or aroma prone to aggregation or deposition.
Come noto, per la spruzzatura termica di inchiostri e/o aromi, per esempio in stampanti e profumi è stato proposto l'uso di dispositivi microfluidici di piccole dimensioni, realizzabili con le tecniche di fabbricazione microelettronica.
As is known, for thermal spraying inks and/or aroma, for example in printers and perfumes, the use of microfluidic devices of small dimensions has been proposed, since they can be obtained with microelectronic manufacturing techniques.
Ad esempio, il brevetto statunitense US 9.174.445 descrive un dispositivo microf luidico adatto per la spruzzatura termica di inchiostro su carta.
For instance, U.S. Pat. No. 9,174,445 discloses a microfluidic device designed for thermally spraying ink on paper.
La Fig. 1 mostra una camera 11 di un dispositivo microfluidico 10 per la spruzzatura termica di inchiostri e aromi analogo a quanto descritto nel brevetto succitato.
FIG. 1shows a chamber 11of a microfluidic device 10for thermally spraying inks and aroma, similar to the one described in the above patent.
La camera 11 mostrata in figura 1 è realizzata all'interno di uno strato di camere 12 ed è delimitata inferiormente da uno strato sottile 13, di materiale dielettrico, e superiormente da una piastra per ugelli 14.
The chamber 11illustrated in FIG. 1is formed in a chamber layer 12and is delimited, at the bottom, by a thin layer 13, of dielectric material, and, at the top, by a nozzle plate 14.
Un ugello 15 è realizzato attraverso la piastra per ugelli 14 e ha una prima porzione 15A, rivolta verso la camera 11, e una seconda porzione 15B, rivolta in direzione opposta (verso l'esterno del dispositivo microfluidico 10).
A nozzle 15is formed through the nozzle plate 14and has a first portion 15A, facing the chamber 11, and a second portion 15B, facing the opposite direction (towards the outside of the microfluidic device 10).
La prima porzione 15A è significativamente più ampia della seconda porzione 15B.
The first portion 15A is significantly wider than the second portion 15B.
Un riscaldatore 20 è realizzato all'interno dello strato sottile 13, in modo tale da essere adiacente alla camera 11 e posizionato in corrispondenza dell'ugello 15.
A heater 20is formed in the thin layer 13so as to be adjacent to the chamber 11and arranged at the nozzle 15.
Il riscaldatore 20 può avere un'area di approssimativamente 40x40 pm2 e generare ad esempio 3,5 pj di energia, ed è in grado di raggiungere una temperatura massima di 450°C in 2 ps.
The heater 20may have an area of approximately 40×40 μm2, generate, for example, an energy of 3.5 μJ, and is able to reach a maximum temperature of 450° C. in 2 μs.
La camera 11 è dotata inoltre di un accesso fluidico 21 che permette l'ingresso e il trasporto del liquido all'interno della camera 11, come indicato da una freccia L. Nell'accesso fluidico 21 può essere formata una pluralità di colonne, non visibili in figura 1, aventi la funzione di impedire a particelle voluminose di bloccare l'accesso fluidico 21.
The chamber 11is moreover provided with a fluidic access 21enabling inlet and transport of the liquid in the chamber 11, as indicated by the arrow L. A plurality of columns (not visible in FIG. 1) may be formed in the fluidic access 21, and have the aim of preventing bulky particles from clogging the fluidic access 21.
Nel dispositivo microfluidico 10 le camere 11 sono collegate tramite gli accessi fluidici 21 ad un sistema di alimentazione non mostrato.
In the microfluidic device 10, the chambers 11are connected through the fluidic accesses 21to a supply system (not illustrated).
Nelle Fig. 2A-2E è illustrato schematicamente il funzionamento della camera 11.
The operation of the chamber 11is represented schematically in FIGS. 2A-2E.
Il liquido L giunge nella camera 11 passando attraverso l'accesso fluidico 21, Fig. 2A, formando uno strato di liquido 16 di ad esempio 0,3 μπι di spessore.
The liquid L reaches the chamber 11through the fluidic access 21(FIG. 2A), forming a liquid layer 16of, for example, 0.3 μm in thickness.
Il riscaldatore 20 scalda lo strato di liquido 16 fino ad una temperatura prefissata, Fig. 2B.
The heater 20heats the liquid layer 16up to a preset temperature (FIG. 2B).
Tale temperatura viene scelta, in base al liquido utilizzato, in modo esso raggiunga istantaneamente l'ebollizione, ad esempio ad una temperatura prossima a 300°C. In questa situazione, la pressione cresce ad un livello elevato, ad esempio circa 5 atmosfere, formando una bolla di vapore 17, che scompare dopo qualche microsecondo, ad esempio 10-15 ps, come mostrato nelle Figg.
This temperature is chosen, according to the liquid used, so as to instantaneously reach boiling point, for example at a temperature close to 300° C. In this situation, the pressure rises to a high level, for example, approximately 5 atm, forming a vapor bubble 17, which disappears after a few microseconds, for example 10-15 μs, as illustrated in FIGS. 2C-2D.
La pressione così generata spinge una goccia di liquido 18 attraverso l'ugello 15, dopo di che lo strato di liquido 16 torna nella condizione iniziale, Fig. 2E.
The pressure thus generated pushes a drop of liquid 18through the nozzle 15, after which the liquid layer 16returns to its initial condition (FIG. 2E).
L'intero ciclo si ripete fino a diecimila volte al secondo, alimentato dal liquido che giunge continuamente attraverso l'accesso fluidico 21.
The entire cycle is repeated up to ten thousand times per second, supplied by the liquid that continuously arrives through the fluidic access 21.
Molti fluidi utilizzati nei dispositivi di spruzzatura termica contengono pigmenti che tendono ad aggregarsi facilmente, causando nel tempo l'intasamento del sistema di alimentazione e quindi il mancato di funzionamento del dispositivo di spruzzatura termica.
Many fluids used in thermal-spraying devices contain pigments that tend to aggregate easily, causing, in time, clogging of the supply system and thus failure in the functioning of the thermal-spraying device.
Per ovviare a questo problema sono stati proposti mezzi di movimentazione liquido esterni.
To overcome this problem, external liquid-movement means have been proposed.
Ad esempio, è stato proposto un sistema esterno di pompe e regolatori di pressione, come illustrato in Fig. 3.
For instance, an external system of pumps and pressure regulators has been proposed, as illustrated in FIG. 3.
Mediante il sistema mostrato, indicato complessivamente con 25, il liquido viene costantemente filtrato in uno stadio di filtro e controllo pressione 26, allo scopo di evitare il blocco degli ugelli 15.
By virtue of the illustrated system, designated as a whole at 25, the liquid is constantly filtered in a filtering and pressure-control stage 26in order to prevent clogging of the nozzles 15.
Un riscaldatore 27 ha lo scopo di tenere il liquido a temperatura costante, ad esempio a 40°C, e questo viene mantenuto in circolazione continua per mezzo di ciascuna delle camere 11 attraverso di una pompa 28.
A heater 27has the aim of keeping the liquid at a constant temperature, for example 40° C., and is kept in continuous circulation by each of the chambers 11through a pump 28.
Inoltre il sistema 25 mostrato in figura 3 genera un "vuoto di menisco", ovvero una leggera pressione negativa all'interno delle camere 11 che mantiene gli ugelli 15 in condizioni ottimali e pronti a emettere il liquido.
Furthermore, the system 25illustrated in FIG. 3generates a “meniscus vacuum”, i.e., a slight negative pressure inside the chambers 11that keeps the nozzles 15in optimal conditions and ready to emit the liquid.
Il sistema può anche rimuovere continuamente le bolle dal liquido per mezzo di un degasatore 29.
The system can also continuously remove the bubbles from the liquid by a degasser 29.
Tuttavia, questa soluzione al problema dell'aggregazione dei pigmenti presenta lo svantaggio di richiedere un sistema di ricircolazione voluminoso ed esterno al dispositivo per spruzzatura termica.
However, this solution to the problem of pigment aggregation has the disadvantage of requiring a bulky recirculation system outside the thermal spraying device.
Scopo della presente invenzione è mettere realizzare un dispositivo microfluidico che superi gli inconvenienti della tecnica nota, avente un sistema di ricircolazione semplice ed efficace che eviti l'aggregazione dei pigmenti.
According to one or more embodiments of the present disclosure, a microfluidic device for thermally spraying a liquid is provided, as well as a method for operating a microfluidic device.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo microfluidico per la spruzzatura termica di un liquido ed un metodo per prevenire il deposito o l'aggregazione di particelle in un liquido in un dispositivo microf luidico, come definiti nelle rivendicazioni allegate.
In one or more embodiments, the microfluidic device provides a simple and effective recirculation system that prevents deposition and aggregation of pigments of particles in the liquid.
Per una migliore comprensione della presente invenzione ne viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: - la figura 1 è una sezione trasversale prospettica di una camera di un dispositivo noto per la spruzzatura termica; - le figure 2A-2E illustrano il funzionamento di della camera di Fig. 1; - la figura 3 è una rappresentazione schematica a blocchi di un sistema esterno di ricircolazione; - la figura 4 è una vista dall'alto, con parti in trasparenza, di una forma di realizzazione del presente dispositivo per la spruzzatura termica; e - la figura 5 è una sezione trasversale di una porzione del dispositivo di figura 4.
For a better understanding of the present disclosure, a preferred embodiment thereof is now described, purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, wherein: FIG. 1is a cross-sectional perspective view of a chamber of a known thermal spraying device; FIGS. 2A-2Eillustrate operations of the chamber of FIG. 1; FIG. 3is a schematic block scheme of an external recirculation system; FIG. 4is a top plan view, with ghost parts, of an embodiment of the present thermal-spraying device; and FIG. 5is a cross-section of a portion of the device of FIG. 4.
La Fig. 4 mostra un dispositivo per la spruzzatura termica 50 comprendente una pluralità di camere 51, un canale di circolazione 52, e mezzi di movimentazione liquido 53.
FIG. 4shows a thermal spraying device 50comprising a plurality of chambers 51, a circulation channel 52, and liquid movement means 53.
In figura 4 è mostrato inoltre in trasparenza uno strato superiore costituente una piastra per ugelli 57, del quale sono visibili solo ugelli 58, come discusso più in dettaglio in seguito con riferimento alla figura 5.
Moreover FIG. 4shows (in ghost representation) an upper layer forming a nozzle plate 57(FIG. 5), whereof only nozzles 58are visible, as discussed in greater detail hereinafter, with reference to FIG. 5.
Le camere 51 possono essere realizzate analogamente a quanto mostrato in figura 1, cui si fa riferimento, e sono dotate ciascuna di un riscaldatore di camera 70.
The chambers 51may be formed as illustrated in FIG. 1, to which reference is made, and are each provided with a chamber heater 70.
Nella forma di realizzazione mostrata, il canale di circolazione 52 si estende lungo una linea chiusa circondante la pluralità di camere 51 ed è collegato fluidicamente ad un canale di alimentazione 54, mostrato solo schematicamente, cui, in uso, viene alimentato un liquido L. Ciascuna camera 51 è collegata al canale di circolazione 52 mediante un rispettivo canale di accesso liquido 59.
In the illustrated embodiment, the circulation channel 52extends along a closed line surrounding the plurality of chambers 51and is fluidically connected to a supply channel 54, illustrated only schematically, supplied with a liquid L (of other fluid, such as a gas) in use.
I mezzi di movimentazione liquido 53 sono qui formati nel canale di circolazione 52.
The liquid movement means 53are here formed in the circulation channel 52.
Come mostrato in dettaglio in figura 5, il canale di circolazione 52 e la pluralità di camere 51 sono realizzati all'interno di uno strato di camere 55, sono delimitati inferiormente da uno strato sottile 56 e superiormente da una piastra per ugelli 57, come visibile in particolare in figura 5.
As illustrated in detail in FIG. 5, the circulation channel 52and the plurality of chambers 51are formed inside a chamber layer 55and are delimited at the bottom by a thin layer 56and at the top by a nozzle plate 57, as may be seen in particular in FIG. 5.
Al di sotto dello strato sottile 56 è presente un substrato 65, ad esempio di materiale semiconduttore, quale silicio monocristallino.
A substrate 65is arranged under the thin layer 56and is made, for example, of semiconductor material, such as monocrystalline silicon.
Lo strato di camere 56, analogo allo strato di camere 12 di figura 1, è costituito ad esempio materiale polimerico, quale dry film, e può essere realizzato usando tecniche di laminazione, di reflow, litografiche e/o di rimozione, in modo noto nella tecnica dei microiniettori.
The chamber layer 56, similar to the chamber layer 12of FIG. 1, is made, for example, of polymeric material, such as dry film, and can be obtained using lamination, reflow, lithographic and/or removal techniques, in a known known manner in the field of microinjectors.
In alternativa, esso può essere stampato e incollato sopra allo strato sottile 56, oppure realizzato incollando strutture di silicio scavato.
Alternatively, it can be molded and bonded onto the thin layer 56, or made by gluing structures of etched silicon.
Lo strato sottile 56, analogo allo strato di sottile 13 di figura 1, è di materiale isolante, ad esempio di materiale dielettrico, quale ossido di silicio o/e nitruro di silicio.
The thin layer 56, similar to the thin layer 13of FIG. 1, is made of insulating material, for example dielectric material, such as silicon oxide or/and silicon nitride.
La piastra per ugelli 57, analoga alla piastra per ugelli 14 di figura 1, può essere costituita ad esempio da uno strato di materiale polimerico stampato e fissato allo strato di canale camere 55.
The nozzle plate 57, similar to the nozzle plate 14of FIG. 1, may be formed, for example, by a layer of polymeric material molded and bonded to the chamber layer 55.
Come già indicato e analogamente alla figura 1, all'interno della piastra per ugelli 57 è presente una pluralità di ugelli 58, ciascuno in corrispondenza di una rispettiva camera 51.
As already mentioned and as shown in FIG. 1, the thermal spraying device 50includes a plurality of nozzles 58is arranged in the nozzle plate 57, each nozzle at a respective chamber 51.
I mezzi di movimentazione liquido 53 sono costituiti qui da un riscaldatore di canale 60 e da una pluralità di resistenze fluidiche 61.
The liquid movement means 53are here formed by a channel heater 60and a plurality of fluidic resistances 61.
Il riscaldatore di canale 60 è realizzato come i riscaldatori di camera 70.
The channel heater 60is made like the chamber heaters 70.
In particolare, il riscaldatore di canale 60 è formato da una o più strisce di materiale conduttivo, formate nello strato sottile 56 al di sotto del canale di circolazione 52.
In particular, the channel heater 60is formed by one or more strips of conductive material, formed in the thin layer 56under the circulation channel 52.
Ad esempio, il riscaldatore di canale 60 può essere realizzato da strati di materiali metallici come tantalio, alluminio, tantalio silicio nitruro, materiali polimerici opportunamente lavorati, e di leghe di tantalio e alluminio, di silicio cromo, di nitruro di tantalio silicio o di nitruro di tungsteno silicio.
For instance, the channel heater 60may be formed by layers of metal materials, such as tantalum, aluminum, tantalum silicon nitride, appropriately machined polymeric materials, and alloys of tantalum and aluminum, silicon chromium, tantalum silicon nitride or tungsten silicon nitride.
Il riscaldatore di canale 60 è collegato, tramite contatti 75 e linee di connessione elettrica 72, ad una unità di comando e alimentazione 76, includente un elemento di commutazione, ad esempio un interruttore 74, ed un generatore di alimentazione 73.
The channel heater 60is connected, via contacts 75and electrical connection lines 72, to a control and supply unit 76, including a switching element, for example, a switch 74, and a power supply generator 73.
Il riscaldatore 60 e le linee di connessione elettrica 72 possono essere realizzati secondo la tecnica dei semiconduttori tramite deposito e/o sputtering, mascheratura e attacco chimico.
The heater 60and the electrical connection lines 72may be formed according to the semiconductor technique, through deposition and/or sputtering, masking and etching.
Le resistenze fluidiche 61 sono qui costituite da pareti 63 estendentisi all'interno del canale di circolazione 52 in posizione adiacente al riscaldatore di canale 60, in particolare a conte del riscaldatore di canale 60, in una direzione di movimento del liquido, indicata da frecce.
The fluidic resistances 61are here formed by walls 63extending in the circulation channel 52adjacent to the channel heater 60, in particular upstream of the channel heater 60, in a direction of movement of the liquid, indicated by arrows.
Le pareti 63 possono essere realizzate dello stesso materiale dello strato di camere 55 e sono definite nella stessa fase di fabbricazione, tramite mascheratura e attacco o stampaggio di materiale polimerico.
The walls 63may be of the same material as the chamber layer 55and are defined in the same manufacturing step, via masking and etching, or molding of polymeric material.
In particolare, le pareti 63 si estendono da due lati 52A, 52B, reciprocamente opposti, del canale di circolazione 52 in direzione inclinata rispetto ad un piano verticale mediano A, estendentesi longitudinalmente al canale di circolazione 52 nella zona considerata.
In particular, the walls 63extend on two mutually opposite sides 52A, 52B of the circulation channel 52in a direction slanted with respect to a median vertical plane A, longitudinal to the circulation channel 52in the considered area.
Le pareti 63 si estendono qui per tutta l'altezza del canale di circolazione 52.
The walls 63here extend throughout the height of the circulation channel 52.
Si forma un solido chiaro che viene filtrato sotto vuoto, lavato con acqua fredda ed essiccato.
The resulting clear solid is filtered under vacuum, washed with cold water, and dried.
Resa molare da 5-metil-2(lH)-piridinone (3) a Pirfenidone (1): 84%.
Molar yield from 5-methyl-2(1H)-pyridinone (3) to Pirfenidone (1): 84%.