Медициналық датчиктер

Әр түрлі түрлендіргіштері электрлік емес шамаларды электрлік берік орын көптеген облыстарында адами білім, ғұламаларымыз көп медицинада. Елестету қиын қазіргі заманғы дәрігердің, диагностикамен айналысатын түрлі аурулар мен оларды емдеу, опирающегося арналған көптеген жетістіктерін мұндай ғылымдар, радиоэлектроника, микроэлектроника, метрология, материалтану. Дегенмен, датчиктер бірі болып табылады ең баяу дамып келе жатқан облыстардың, медициналық электроника, иә және бүкіл электроника тұтастай алғанда, бірақ басым бөлігі диагностикалық және терапевтік аспаптар мен жүйелерді тікелей немесе жанама түрде құрамында көптеген әр-түрлі түрлендіргіштер мен электродтардың оларсыз, тұруға немыслима жұмысы осы. Міне, кейбір түрлеріндегі датчиктер мен шегіндегі айту ұсынылған. Белгілі бір күрделілігі, қайталаймын, болып табылады огромнейшем номенклатуралық түрлі медициналық датчиктер, сондай-ақ өте шағын саны жарияланымдар қатысты осы тақырыпты, дегенмен, мүмкін жай ғана жаман іздеген.

Талшықты-оптикалық датчиктер.

Оптоэлектроника — бұл өте жаңа ғылым мен техниканың пайда тоғысында оптика және электроника. Айта кету керек, дамуы радиотехника басынан бастап ХХ ғасырдың тұрақты нәтижесі аңғарылады үрдісі игеру электромагниттік толқындардың барынша жоғары жиілікті. Маңызды дамытудағы оптоэлектроника құру болып табылады оптикалық талшықтар. Әсіресе қарқынды дамыған зерттеу соңында 1960-х жылдардың, әзірлеу, 1970 ж. американдық фирма «Корнинг» кварц талшықтар шағын затуханием (20 дБ/км) болды дәуір жаңалығы болды және ынталандыру қарқынын арттыру мақсатында зерттеулер мен әзірлемелердің барлық 1970-ші жылдары. Оптикалық талшық әдетте бір екі түрі бар: одномодовое, онда тек бір сән үлгісі (типі бөлу берілетін электромагниттік өріс), және многомодовое — бере отырып, көптеген (жүздеген) мод. Конструктивті осы түрлері талшықтар ерекшеленеді тек қана өзекшенің диаметрі — световедущей бөлігін, соның ішінде коэффициенті сыну сәл артық шеткері бөлігінде қапталған. Медициналық техникада пайдаланылады многомодовые, сондай-ақ одномодовые оптикалық талшықтар. Многомодовые талшықтар үлкен (шамамен 50 мкм) диаметрі өзекшені жеңілдетеді, олардың байланысы, бір-бірімен. Бірақ топтық жылдамдығы жарықтың әрбір сән әр түрлі болса, онда беру кезінде тар жарық импульспен жүреді, оның кеңейту (ұлғайту дисперсия). Салыстырғанда многомодовыми у одномодовых волокон артықшылықтары мен кемшіліктері орындарымен: дисперсия азаяды, бірақ шағын (5…10 мкм) диаметрі өзекшені айтарлықтай қиындатады қосылу талшықтар осы түріне енгізу және олардың жарық сәуленің лазерлік.

Осының салдарынан одномодовые оптикалық талшық таптық артықшылықты қолдану байланыс желілерінде жоғары жылдамдықта беруді қажет ететін ақпарат (желі жоғарғы дәрежелі иерархиялық құрылымындағы байланыс), ал многомодовые жиі пайдаланылады байланыс желілерінде салыстырмалы түрде төмен жылдамдықпен ақпарат беру. Бар деп аталатын когерентные талшықты-оптикалық байланыс желілері жарамды тек одномодовые талшықтар. «Многомодовом оптикалық волокне когеренттілік қабылданатын жарық толқындар құлайды, сондықтан оны пайдалану когерентных байланыс желілерінде непрактично, бұл алдын-ала анықтады қолдану мұндай желілерде ғана одномодовых оптических волокон. Қарама-қарсы, бірақ пайдалану кезінде оптикалық талшықтар датчиктер үшін жоғарыда көрсетілген факторлар да орын алады, бірақ көптеген жағдайларда олардың рөлі қазірдің өзінде өзгеше. Атап айтқанда, пайдалану кезінде оптикалық талшықтар үшін когерентных өлшеу кезде осы талшықтар қалыптасады интерферометр, маңызды артықшылығы одномодовых волокон мүмкіндігі болып табылады туралы ақпаратты беру фазасында оптикалық толқындар, бұл жүзеге асырылмаса көмегімен многомодовых талшықтар. Демек, бұл жағдайда ғана одномодовое оптикалық талшық, когерентных байланыс желілерінде. Дегенмен, тәжірибеде қолдану одномодового оптикалық талшықтарды өлшеу кезінде нетипично-шағын оның дисперсия. Қысқаша айтқанда, сенсорлық оптоэлектронике қоспағанда, датчиктер-интерферометров пайдаланылады многомодовые оптикалық талшықтар. Бұл жағдай түсіндіріледі және бұл тетіктерде ұзындығы пайдаланылатын оптикалық талшықтар айтарлықтай аз жүйелерінде оптикалық байланыс.

Атап өту қажет, жалпы қадір-қасиетін оптикалық талшықтар:

широкополосность (көзделеді дейін бірнеше терагерц);

шағын жоғалту (ең төменгі 0,154 дБ/км);

шағын (шамамен 125 мкм) диаметрі;

шағын (шамамен 30 г/км) массасы;

икемділігі (ең төменгі иілу радиусы 2 MM);

механикалық беріктік (төзеді үзілуге шамамен 7 кг);

болмауы өзара интерференция (айқас бөгеуілдер үлгідегі танымал телефония «өтпелі сөйлесу»);

безындукционность (дерлік жоқ әсері, электромагниттік индукция, ал теріс құбылыстар, байланысты грозовыми разрядтармен, жақын болғандықтан электр беру желілері, импульстармен токтың күштік желілері);

жарылыс қауіпсіздігі (кепілдік абсолюттік неспособностью талшықтар себебі болуы мүмкін ұшқындар);

жоғары электр оқшаулағыш беріктігі (мысалы, талшық ұзындығы 20 см шыдайды кернеуі 10000 B);

жоғары коррозиялық төзімділік, әсіресе химиялық еріткіштерге, майларға, суда.

Практикада пайдалану талшықты-оптикалық датчиктер бар ең үлкен мәні соңғы төрт қасиеттері. Жеткілікті пайдалы және осындай қасиеттері, икемділігі, шағын диаметрі және массасы. Широкополосность және шағын жоғалту мүмкіндіктерін жоғарылатады оптикалық талшықтар, бірақ әрдайым емес бұл артықшылықтар ұсынылады әзірлеушілер датчиктер. Алайда, қазіргі заманғы тұрғысынан қарай функционалдық мүмкіндіктерін кеңейту талшықты-оптикалық датчиктер жақын болашақта бұл жағдай аздап исправится.

Ретінде төменде көрсетілген, талшықты-оптикалық тетіктерде оптикалық талшық қолданылуы мүмкін, немесе жай ғана желісі ретінде беру, ал ойнауға рөлі ең сезімтал элементтің датчик. Соңғы жағдайда пайдаланылады сезімталдық талшықтары — электрлі өріс (жарықтың қосарланып сынуы), магнитному өріс (Фарадей әсері), діріл, температура, қысым, деформациям (мысалы, изгибу). Осы көптеген әсерлер оптикалық байланыс жүйелерінде ретінде бағаланады кемшіліктер, тетіктерде олардың пайда болуы болып саналады тезірек артықшылығы, ол дамыту қажет.

Қазіргі заманғы талшықты-оптикалық датчиктер мүмкіндік береді өлшеуге дерлік барлық. Мысалы, қысым, температура, қашықтық, ереже кеңістікте жылдамдығы айналу жылдамдығын, сызықтық орын ауыстыру, үдеу, тербелістер, массасын, дыбыстық толқындар, сұйықтық деңгейі, деформацияға, сыну коэффициенті, электр өрісі, электр тогы, магнит өрісі, газ концентрациясын, радиациялық сәулеленудің дозасын, пайдалану пучков осындай талшықтардың негізделеді барлық техника эндоскопия.

Егер жіктеуге талшықты-оптикалық датчиктер тұрғысынан қолдану, олардың оптикалық талшықтар, онда, олар дөрекі бөлуге арналған датчиктер, оптикалық талшық ретінде пайдаланылады беру желісі, және датчиктер, онда ол ретінде пайдаланылады сезімтал элемент. Осы тетіктерде «типті тарату желісі» пайдаланылады негізінен многомодовые оптикалық талшық, ал тетіктерде сенсорлық типі жиі — одномодовые.

Көмегімен талшықты-оптикалық датчиктер оптоволокном ретінде тарату желілерін болады өлшеуге келесі физикалық шамалар:

датчигімен өтетін түрі бар: температураны (өлшеу негізінде өзгерістер тұрақты люминесценция в многомодовых талшықтарға, диапазонында 0…70° С дәлдікпен ± 0,04° С );

датчигімен отражательного типі: концентрациясы, оттегі қан (өзгерісі спектрлі сипаттамалары, детектируется қарқындылығы шағылысқан жарықтың, талшық – шоғырлы, қосылған катетер арқылы).

Егер оптикалық талшық датчике ретінде пайдалануға элементтен, онда келесілер болуы мүмкін қолдану:

интерферометр Майкельсона өлшеуге мүмкіндік береді пульс, қан айналым жылдамдығы: пайдалана отырып, доплер эффектісін аламыз детектировать жиілігі биений – ретінде пайдаланылады одномодовое, сондай-ақ многомодовое талшықтар; өлшеу диапазоны: 10 -4 …10 8 м/с.

негізінде неинтерферометричекой құрылымын салу мүмкін датчигі, анықтауға мүмкіндік беретін доза иондаушы сәулелену қолданылатын физикалық құбылыстар қалыптастыру орталығының бояу, детектируемая шамасы – қарқындылығы пропускаемого жарық.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *