صفحه 1:
اصول و مبانی حسگرهای پایه
Basic Sensors and Principles
حسین منتظری کردی
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
دانشگاه صنعتی نوشیروانی بایل
پاییز ٩۱
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
te
صفحه 2:
رئوس مطالب
)1015212061261218: 1/16 251116112612]:5( اندازمكيرى جابجايى -١
مقاومتی, القاپی خازنئ gla Sane =
- حسگرهای پیزوالکتریک
۲- اندازهگیری حرارت
- حسگرهای ترموکوپل ترمیستور و فیبرنوری
- حرارت سنجى تشعشعى
۳- اندازهگیری نوری
- منابع نوره هندسه و فیبرنوری
- فیلترهای نوری. حسگرهای تشعشعی
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
ite
صفحه 3:
اندازهگیری جابجابی
7 مبدل یا ترانسدیوسر: تبدیل انرژی از نوعی به نوعی دیگر
ee ice ™ یات هزین به eg
% محرک (۵6111810۳): مبدل سیگنال الکتریکی به خروجی فیزیکی
انازهگیری جابجایی
اندازه گیری اندازه. شکل, و موقعیت اندامهای داخلی و بافتها
پاامترهای فوق تعیین کننده عملکرد نرمال و غیرنرمال اندام
7 بکارگیری حسگرها در دو حالت مستقیم و غیرمستقیم
- مستقیم: قطرسنجی رگهای خونی, تغییرات حجم و شکل حفرههای قلبی
- غیرمستقیم: حرکتسنجی مایعات در دریچههای قلب (میکروفون عبوری از
دیافراگم برای آشکارسازی حرکت قلب و سوفل قلبی)
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
ite
صفحه 4:
< انواع حسگرهای جابجایی: مقاومتی, القایی. خازنی؛ و پیزوالکتریک
حسگرهای مقاومتی
۱- پتانسیومترها
سه نوع پرکاربردتر:. تناسبی:اندزهگیری جابجایی از تا ۵۰ میلیمتر
گردان: اندازهگیری جابجایی دورانی از ۱۰ تا ۵۰ درجه
گردان چند دور
نوع تحریک: 90 یا ۸6
خروجی: تا 1۰.۰۱ خطی ۲
Figure 21 Three types of potentiometric devices for measuring alsplace-
ments (a) Translational. (b) Single-turn, (c) Multiturn, (From Measurement
Sywems: Application and Design, by E, O. Doebelin. Copyright © 1990 by
McGraw-Hill, Inc. Used with permission of McGraw-Hill Book Co.)
Ae
بواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۱-۹۲٩دانشکده مهندسی برق و کامپیهتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 5:
(Strain Gages) baw 35
- کشیدهشدن سیم: تغییر قطره طول, و مقاومتویژه (تغییو در ساختار پنجرهای ماده)
اندازه گیری جابجاییهای بینهایت کوچک (در حد نانومتر) با کرنش سنجها
برای یک سیم مقاومتی: aA
L
7 < ۶م 4
۰
ak dp di aa
Rp’. A
برقراری ارتباط بین تغییر طول و قطر با نسبت پواسن 12
مان مب ون سب زا
رم ,وا
۵0 _ _
9
R aL Ap
7
- تغيير طول اثر بعد و تغيير مقاومت ویژه اثر پیزومقاومتی
te
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 6:
Oya Gage ple زیر تعریف میشود:
AR/R Ap/p _
aT 2 -
7 0 وان یمههدیم بسیشتر از ف اتب عا تفا لیسودواثر پسیزو مقلومتو
طبقهبندی بدو گروه محدودشده و محدود نشده
- تبدیل فشارخون به سیگنال الکتریکی
- پل کرنش سنج دارای جبران حرارتی و سیگنال بزرگتر بخاطر 963 های بیشتر
- در ٩03 های مدارمجتمع. نیمههادی بستر بعنوان دیافراگم
- 503 هایمدایمجتمع دارلیحساسیتب الاو جبلنحرارتیب سیلرخوب
کاربرد کرنش سنجها:
۱- فشارسنج ۲- حجم سنج (سیستم گردش خون و تنفس)
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
ite
صفحه 7:
ی
type, (©) helcalwire type. Ariows above units show diction of maximal
sensitivity to strain. [Parts (a) and (b) are modified feom Jnsrumeruation i
Scientific Research, K. 8. Lion, Copyright? 1989 by McGraw, Ine. Used
‘ith permission of McGraw-Hill Book Col]
() fo
Figure 22 (a) Unbonded stmin-guge pressure sensor. The diaphragm is
directly coupled by an armature to an Unbonded strain gage system. With
increasing presure, the strain on gage pair Band Cis increased, while that on
sage pair A and D is decreased. (b) Wheatstone bridge with lour active
D, and Ry =C when the unbonded strain
‘gage is connected lor translational motion. Resistor R, and potentiometer Ry
ate used t intaly balance the bridge, Vis the applied voltage. and Se, is the
‘uipu voltage cna voltmeter or simular device with an internal resistance of
9
——
یواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۲٩-۱٩دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 8:
Dips Bo هه میا مهو نمی هب
the cleat 1V tabi the seo ۳
tore pant Th hes Sod out cf te pot he hdsing etter to
غم ولك داك م اق شه عل Pett doting A ever cope ole
‘Sine lahapm nth a fourresitor Whentons ige cfs ot he
{ieee enteton ste pase fm the saline seme cone
Stim gl ich ako proves eucral solion This prevents lee
‘Bost fomhc emer he patent a prevents Sart cents dn
eesti Hom te pen Yo he soe cp.
|
fe 14 cuneate rene nly
Spat att op aes mepmedpense once hepa
0 es gen rhe ree
‘Applicaton art] Design, R.8.C. Cobbold. Copyright © 107, Jahn Wiley &
Seas Inc: Reprinted by permis of John Wily & Sows, ne)
یواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۲٩-۱٩دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
ل
حح
=
صفحه 9:
مدارهای پل:
پل وتستون, ایدهآل برای اندازه گیری تفییرات کوچک مقاومتی. در حال تعادل اگر
Avy =0 < ایا < وال
بافرض برابری تمام مقاومتهای پل باندازه رل و بقل > > مه با ازدیاد بل و R,
باندازه ۸۸3٩ و کاهش ی و ببهمین اندازه. آنگاه ‘ai
Avy ==
10 Ry
- مقاومت ,1 و ,1 جهت تغییر مقاومت اولیه بازوها؛ مقدار 10 ,15 برابر بزرگتر از
مقاومت پل جهت کاهش اثر بارگذاری
حسگرهای القابی
آندو کتانس جهت اندازهگیری جابجایی
- ل| ضریب نفوذپذیری مغناطیسی. ) ضریب هندسی شکل, 1 تعداد دور سیمپیچ
L=n2Gu
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
ل
حح
=
صفحه 10:
ELE Pot
انواع حسگرهای القایی:
- خودالقا با هسته متحرک: غیرخطی با جابجایی,
رادیویی
- القای متقابل با هسته متحرک: سنجش ابعاد قلب. مانیتوربنگ تنفس کودکان؛ تعیین
قطر شریان, تغییر ابعاد اعضای داخلی بدن (کلیه» رگهای خونی؛ بطن چپ)
- ترللس تفاضلی متغیر خطی (1:۷21): سنجش فشار» جابجایی و نیرو. حساسیت
بالا (۰.۵ تا ۲ میلیمتر) با نرخ 0.01 11۳0/۷ (بیشتر از 82 عیب نیاز به ابزار
زیاد با توان کم» دورسنجی
پردازشی پیچیده
مثال: نیاز به دمدولاتور حساس به فاز
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
4
صفحه 11:
Asx menesthough te ml poston te ph hangs )9( قد مسوم
ا TE he
‘nsosenutvedemeclne ee
حسگرهای خازنی:
ظرفیت خازنی بین دو صفحه موازی بفاصله ۳
5
يواينسترومنت ترم باييز سال تحصيلى 91-47دانشكده مهندسى برق و كامبيوقر دانشكاه صنعتى
وشيروانى بابل جلسه دوم درس. حسين منتظرى كردى
©
———
—
صفحه 12:
- امکان تشخیص جابجایی با تغییر ۸۰ و ,6
a AC 5
رح
6 86
dx 3 2۲ Figure 29° Cupacinmce sensor for mensuring dynamic displacement
- مثال: میکروفون خازنی
در حالت ايستا يا ماندكار براى ,ا > 2< آنكاه 15 > ,۷
برای جابجایی ۸ ولد وید > بر
2 - و9 < ولا
۴ ز(و6/۰) _ (من م۲
A
= RC = Ree, —
XG) jorti ’” 5057
ite
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 13:
کاربردها:
-١ بالیستوگرافی: سنجش حرکت ششها در تنفس و عملکرد قلب
۲- سنجش فشار بین پا و کفش
۴- سنجش میزان زخم بستر
حسگرهای پیزوالکتریک:
- اندازهگیری صداهای قلبی
مواد پیزوالکتریک؛ تولید پتانسیل الکتریکی تحت فشارمکانیکی و تفییر شکل
مکانیکی با اعمال پتانسیل الکتریکی
اگر مقاومت نشتی کریستال پیزو بینهایت فرض شود:
] نسیرویمکانیکیو 5 ثابتپسیزوا اکتریکبرحسبکولنسر نیوتن Gay
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
ite
صفحه 14:
و یک خازن صفحهای فرض شود:
_ ۸۲
6
>
4 < 506-۷ < انا Sv=
reg دمج 00 د
مقدار ۲ وابسته به جنس کریستال ( ۲.۳ پیکوکولن بر نیوتن برای کوارتز تا ۱۴۰
برای باریم تیتان)
- حسگر پیزو با سطح 1 CM? و ضخامت 1 LAMM نیروی ۱۰ گرمی؛ ولتاژ 107
3 تا 14 10۷7 برای کوارتز و باریم OES
با توجه به شکل:
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 15:
کاربردها:
۴م زین _ (مزاما
1+jar’ (من ۲
۱ حساسیت :0 /:1 ی
۱- کاردیولوژی: تشخیص صداهای
قلبی با میکروفون سینهای. یا بطور
تهاجمی با فرستادن حسگر بدرون
حفره قلب از طریق رگهای خونی
۲- تشخیص صداهای Korotkoff
در اندازهگیری فشارخون
بواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۱-۹۲٩دانشکده مهندسی برق و کامپیهتر دانشگاه صنعتی
Figure 210 (a) Equvalent circuit of pleoeteciic sensor, where R, = seasor
leakage resistance, C, = senor capacitance, C, = cable capacitance, Cy =
ماه input capactance, R, — amplifier input resistance, and q ~ chatge
beterator (b) Modified equivalent iruit with elrrent generator replacing
charge generator. (From Measurement Systerus Application and Design, by E.
©. Doctetin. Copyright © 1990 by MeGraw-Hil ln, Used with peemission of
McGraw-Hill Book Co,)
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
Ae
صفحه 16:
اندازهگیری حرارت
۷ حرارت بدن حاوی اطلاعات مهم فیزیولوژیک
% افت حرارت شصت پا نشانه ایجاد شوک
% افزایش حرارت نشانه ایجاد عفونت
۲ کاهش حرارت در بیهوشی (بدلیل کاهش فعالیت متابولیک و گردش خون)
۲ انکیباتور جهت پایداری حرارتی بدن نوزادان Anfants)
¥ حرارت مفاصل نشانه ورم و آرتروز
انواع روشهای اندازه گیری حرارت:
- ترموکوپل و ترمیستور
(Radiation Thermometry) ain -
فیبر نوری و پیوند (2 607/۳ PN
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
ite
صفحه 17:
۱- ترموکوپل
"۲ اختلاف حرارت محل اتصال دو فلز غیر همجنس منشاء تولید نیرومحرکه
معادله ولتاژ محل اتصال (معادله >666161):
1: < 1+ pore te
دمای اتصال برحسب سانتیگراد. و حرارت مرجع در صفر درجه سانتیگراد 7 -
<P a>
oP 7 27
Figure 215 Thermocouple circuits (a) Peltier emt, (b) law of homogeneous,
خی (6) law of intermediate metals (@) law of intermediate temperatures,
یواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۱-۹۲٩دانشکده مهندسی برق و کامپیهتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
ite
صفحه 18:
توان یا حساسیت الکتروحرارتی؛ ضریب 56616616
4 +4
- ازدیاد 0 با حرارت؛ بین ۶/۵ تا 80 117/16 برای ترموکوپلهای مختلف
- اتصال سری ترموکوپلها بنام ترموپیل جهت افزايش دقت
مزیت ترموکوپلها:
۱- پاسخ زمانی سریع (۲ >> 1 1۳05
۲- اندازه کوچک (4 < 12 (UM
۳- سادگی ساخت و پایداری طولانی
معایب:
۱- ولتاژ خروجی کوچک
۳- حساسیت پایین
۳- نیاز به حرارت مرجع
کاربرد: ۱- سوند (كاتتر) ۲- سوزنهای زیرپوستی
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
ite
صفحه 19:
Phermocouple
Figure 2.14 The L''1025 electronic cold junction and the hot junction of the
thermocouple yield a voltage that is amplified by an inverting amplifier
۲- ترمیستور
۷ نیمههادی ساختهشده از مواد سرامیکی, مقاومتی با ضریب حرارتی منفی
” با ازدیاد خرارت مقاومت کم و با کاهش آن مقاومت زیاد
5 مقاومت ویژه آنها بین ۰/۱ تا 100 62.۳0
Ae
بواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۱-۹۲٩دانشکده مهندسی برق و کامپیهتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 20:
ویژگیهای ترمیستور
۱- اندازه کوچک ( 4 > 0/5 MM
۲- حساسیت حرارتی بالا (5"۸ 1-6 تا 6-۲
۳- طول عمر بالا (۰/۲** مقدار نامی در یک سال)
رابطه مقاومت ترمیستور با درجه حرارت به کلوین:
Fo
Ry = Roel Te
حرارتبه کلوین 8 ثابتماده ترمیستور بسه کسلوین, 1" حراوتلستاندارد مرجع بله T
تخیبر جزیی 8 با حرارت. در کاربردهای پزشکی با حرارت بین "20-10 6 مجاز -
2500 > 6 > 500016 0 ۶ 16 ‘ ۱
ضریب حرارتی
1dk, 6م
- 5 ساك و وسح دير
6 غیرخطیاستفاده از سدار پل جه تخیر ایی T? 1۲07
- انواع مهرهای. چیپ. میلهای. واشر؛ نوع مهرهای با حفاظ شيشه بیشترین کاربرد در نوک سوند
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
ite
صفحه 21:
003 ۲
S00 0 100 150500 0 0 1001000
Figure 2.15 () Typical thermistor zero-power resistance ratio-temperature
characteristics for various materials. (b) Thermistor voltage-versus-current
characteristic for a thermistor in air and water. The diagonal lines with a positive
slope give linear resistance values and show the degree of thermistor linearity at
ow currents, The intersection of the thermistor curves and the diagonal lines
with negative slope give the device power dissipation, Point A is the maximal
current value for no appreciable self-hea Point Bis the peak voltage. Point Cis,
the maximal sale continuous current in air. [Part (b) is from Thermisior Manual,
EMC-6, © 1974, Fenwal Electronics, Framingham, MA. Used by permission ]
یواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۲٩-۱٩دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 22:
حرارتسنجی تشعشعی
” ارتباط بین حرارت سطحی و توان تشعشعی شنی؛ امکان سنجش دما بدون تماس
فیزیکی
” تکنیک اندازهگیری حرارت سطحی پوست با حساسیت خوب (Thermography)
۲ استفاده از حرارتنگاری در تشخیص بهنگام سرطان پستان
Y استفاده از حرارتنگاری در تعیین محل و گستردگی آرتروز
۲ استفاده از حرارتنگاری در سنجش عمق تخریب بافت ناشی از یخزدگی یا سوختگی
۲ آشکارسازی آسیبهای جانبی گردش خون (لختگی وریدی, انسداد شریان کاروتیدی)
- ساطیشدن توان الکترومتناطیسی از بدن یالای صفرمطلق. شدت تشعشع وایسته به
حرارت و خواص فیزیکی
در دمای اطاق. طیف تشعشع در نواحی دور و خیلی دور مادونقرمز
ite
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 23:
شار تشعشعى طبق قانون پلانک: 5
Coa
= (ee
jim?
cm?
Wy W/cm?. pm
Cy =144x 10" pm.K
C, =3.74x 104 W.
- 1 حرارت جسم سياه به کلوین. 6 ضریب انتشار (واحد برای جسم سیاه)
قانون وین برای طول موج بیشینه کننده شار تشعشعی: تدم
m = 7
قدار توان تشعشع کلء ,۰۷۷ از سطح زیر منحنی؛ Wy بدست میآید. اين سطح به
قانون استفان-بولتزمن معروف است. ۱
W, = eoT* W/cm?
ثابت استفانجولتزمن
۷/۵۰۵ 567۷10 و
ite
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 24:
Applica
Barts cb),
یواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۲٩-۱٩دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
Me
صفحه 25:
+ برای ۲ 300 ع1- و 28.546 3 112[ تغيير ضريب انتشار © معادلبا 1۳ 0 قغییر
دما
- در طراحى آشكارساز (مادونقرمز) و سیستم اندازه گیری. نیاز به حساسیت بالای ابزار
- آشکارساز حرارتی؛ حساسیتپایین-پاسخ به تمام طولموجهاء آشکارساز کوانتومی
پهنای باند طولموج محدود
کاربردها:
ا تمیق رات خروتی و خنتیاین از طريق حرازساتجي #قتمشميعببا اتذازه كير
دامنه تشعشع مادونقرمز ساطعشده از پرده صماخ و مجرای گوش
۲- تنظیم حرارت هسته بدن با هیپوتالاموس بعنوان ترموستات بدن, ارتباط بین پرده
صماخ و هیپوتالاموس از طریق عروق خونی
"- اندازهكيرى دقيق انرذى ساطعشده از بدن با دماسنجى مادونقرمز
#- غدام 'تماس حسكر با بدن بمدت طولاتى جهت يكسانشدن حرارت بدن و حسكره
موجب تلف انرزى و بروز خطا
ite
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 26:
Figure 2.17 Stationary chopped-beam radiation thermometer (From Trans
ducers for Biomedical Measurements: Principles and Applications, by R. S.C.
Cobbold. Copyright (c) 1974, John Wiley and Sons, Ine. Reprinted by permis-
sion of John Wiley and Sons, Inc.)
shu
- lest
8 اه
هد أما “ا
Digital
Wavesuide Bow او
sich
Figure 218 The infrared thermometer opens shutter to expose the sensor
to radiation from the tympanic membrane. [From J. G. Webster (ed.), Bia-
insirumenation, New York: John Wiley & Sons, 2004]
یواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۲٩-۱٩دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 27:
فواید دماسنجی مادونقرمز درون گوشی نسبت 4 Rectal) JUS, 5 hj nj
۱- پاسخ زمانی سریع (حدود ۰/۱ ثانیه»
۲- اندازهگیری مستقل از شرایط کاربر
۳- اندازهگیری مستقل از شرایط بیمار
حسگرهای فیبرنوری:
- جزییات یک پراب حرارتی نیمههادی
Epoxy
|
“Transmit fiber
0225 mm
GaAs اس
Figure 2.19 Details of the fiber-sensor arrangement for the GaAs semi-
conductor temperature probe.
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
ite
صفحه 28:
کاربرد: اندازهگیری دمای بافت در حضور میدانهای مغناطیسیشدید جهت درمان سرطان
اندازهگیری نوری:
۲کاربرد وسیع در حوزه تشخیص طبی و آزمایشگاههای پاتولوژی
“اندازهكيرى اشباع اكسيزن هموكلوبين و خروجی قلب با کنتر در جراحی قلب
اس مت و مت مه
ure 2.20 نابرق(
تج تاه obtained by using un intense lamp and lenses to ger and fous
{he ight um the sample inthe ewvette, anda seaniive testo: () Soll-tate
aps and detectors may simply the system,
Ae
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 29:
منابع تشعشع:
لامپهای تنگستن
- فيلامان سيم بيج شده جهت افزايش راندمان و ضريب
Figure 331 spectral charactersties of sources, ters, detectors. and combina
tions tnereot (a) Light sources: tungsten (W) at 2000 K nas abroad spectral
‘output. At 2000 K, output is Tower at all wavelengths and peak output shifts to
longer wavelengths, Lightemiting diodes yield a narrow spectral output with
GGaAsin the intared, GaP in the red and GaAsP ia the green. Monochromatic
‘utp from common lasers are shown by dashed ines: A, S15 nm HeNe, 633
sum; ruby, 688 nm; Nd, 1064 nm; COp (not shown}, 10,600 nm. (b) Falters: A
Corning $56 glass filter passes a blue wavelength band. A Kodak 87 gelatin
fille passes intrared and blocks visible wavelengths. Germanium lenses puss
Jong wavelengths that cannot be passed by glass. Hemoglobin Hb and oxy
hhemoglohin HbO pss equally at 80S sim and have maximal dilference at
(660 nm, (¢) Detectors: The S# response isa typical phototube response. The
eye has relatively narrow response, with colors indiated by VBGYOR. CdS
plus a filer has «response that closaly matches at ofthe ey. p-n junctions
fre widely used. POS isa sensitive infrared detector, InSb is useful in far
Jnred. Not: These are only relative responses, Peak responses of dilletent
<etectorsdifer by 10° (J) Combination: Indicated curves om (a). (b) and (@)
fare multiplied at each wavelength to yield (@, which shows how well sure
filter. and detector are matched. (c) Photon energy If its es than 1 eV. iis
ne current flow in Si pn junctions
00 weak to:
بواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۱-۹۲٩دانشکده مهندسی برق و کامپیهتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
صفحه 30:
-لامپهای فلوئورسنت پرشده با آرگون-جیوه در فشار پایین
-کاربرد در ابزارهای بیناییسنجی
"لامپهای گازی فشار بالا با رنگهای مختلف توان تشعشعی بالاتر و کاربرد در ابزار نوری
ديودهاى نورى ((1151)
Ga,
Figure 2.22 Forward characteristics for p-n junctions, Ordinary silicon diodes
have a band gap of L.1 eV and are inefficient radiators in the near-infrared
range. GaAs has a hand gap of |.44 eV and radiates at 900 nm, GaP has a band
gap of 2.26 eV and radiates at 700 nm,
پواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۹۱-۹۲دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
ite
صفحه 31:
Light Amplification by Stimulated Emission ,;J
Radiation
-صیقل دادن یک طرف پیوند 3 از جنس 2۵/5) بعنوان آینه
-تشکیل حفرههای تشدید نوری با این آینههای جزیی
کاربرد:
۱- لیزر آرگون با طول موج 515 1131 جهت انعقاد مویرگهای خونی چشم دیابتیها
۲- جهت درمان عارضههای پوستی
۳- برداشت پلاکهای رسوبشده در رگهای خونی
هندسه نور و فیبرنوری:
هندسه نور
-عوامل موثر در بهبود انتقال توان بين منبع نور و آشکارساز (لنزهای نوری)
-وظیفه موازیسازی پرتوهای نور (0111103110/)) بعهده اولین لنز
یواینسترومنت ترم پاییز سال تحصیلی ۱-۹۲٩دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی
وشیروانی بابل جلسه دوم درس. حسین منتظری کردی
te