Biotibbiyot optik datchiklari turlari va ishlash prinsiplari

Ulanish diagrammasi
Optik sensor chiqishi ochiq kollektorli PNP yoki NPN tipidagi tranzistorga ega. Yuk tranzistor turiga, umumiy minus yoki ortiqcha simga qarab, chiqish va chiqish o'rtasida ulanadi. Agar yuk asl holatda ulangan bo'lsa, u holda bu aniq kontaktning funktsiyasi amalga oshiriladi va aksincha.

Dastur doirasi

Avtomatlashtirilgan nazorat tizimlarining tarkibiy qismi sifatida optik sensorlar ob'ektlarning mavjudligi va miqdorini aniqlash, ularning yuzasida stikerlar, yozuvlar yoki teglar mavjudligi, ob'ektlarni joylashtirish va tartiblash uchun keng qo'llaniladi. Optik sensorlar yordamida masofa, o'lchovlar, daraja, rang va shaffoflik darajasini nazorat qilish mumkin. Ular avtomatik yoritish nazorat qilish tizimlari, masofadan nazorat qilish asboblari, xavfsizlik tizimlarida ishlatiladi.
Optik tolali datchiklarlar optik tola orqali optik nurlanish oqimining o'tishiga asoslanib, faol va passiv bo'lishi mumkin. Optik tola orqali o'tadigan optik nurlanish oqimi boshqa parametrlardan mustaqil ravishda modulyatsiya qilinadigan bir nechta parametrlardan iborat. Modulyatsiya jarayonida konversiya o'lchangan qiymat haqidagi ma'lumotni yo'qotmasdan bo'lishi sharti bajarilishi kerak. Odatda quyidagi parametrlar modellashtiriladi: optik oqimning intensivligi, yorug'lik tebranishlarining chastotasi, yorug'lik to'lqinining fazasi va yorug'lik to'lqinining elektr vektorining tebranish tekisligining burilish burchagi. Yuqoridagilardan oxirgi uchta parametrni fotodetektorga berishdan oldin darhol modulyatsiya qilish kerak. Optik tolali datchiklarning asosiy turlari va ularning qo'llanilishi. Ishonchlilik va noqulay sharoitlarda ishlash qobiliyati uchun yuqori talablar ularni turli sohalarda ishlatishga yaroqli qiladi. Optik tolali datchiklarning boshqa datchiklardan afzalligi shundaki, ular quyidagilarni ta'minlaydi:
- elektromagnit maydon ta'siridan himoya qilish;
- yuqori sezuvchanlik;
- ishonchlilik, takrorlanuvchanlik va o'lchovlarning keng dinamik diapazoni;
- kichik o'lchamlari va vazni;
- yuqori korroziya va nurlanish qarshiligi; - elektr izolyatsiyasining mustahkamligi;
- yong'in xavfsizligi;
- sezgir elementlarning spektral va fazoviy multipleksatsiyasi imkoniyati;
- bir yoki bir nechta optik tolalarda joylashgan;
- o'lchash joyidan sezilarli masofasi;
- qisqa javob vaqti;
- axborotni ruxsatsiz kirishdan yuqori xavfsizlik;
- kichik o'lchamlar va barcha tarkibiy elementlar.
Shuni ham hisobga olish kerakki, OTD muayyan vaziyatlarda masofadan
o'lchash imkonini beradi. OTD shartli ravishda uch turga bo'linishi mumkin. Nuqta - tekshirilayotgan ob'ektning mahalliy parametrlarini (harorat, bosim va hokazo) yuqori aniqlikda boshqarishga imkon beradi. Tarqatilgan - belgilangan parametrlarga ega katta kengaytirilgan ob'ektlarni doimiy ravishda kuzatib borish imkonini beradi. Yarim taqsimlangan - mustaqil tahlil qilish mumkin bo'lgan nuqta sensori elementlari majmuasi mavjud. Yuqoridagi turlardan kvazi-taqsimlash samaraliroq, chunki bu tur boshqa ikkita datchiklarning afzalliklarini birlashtiradi. OTD nuqtadan kvazi-taqsimlangan OTD ni yaratish mumkin. Buning uchun optik tolaga bir nechta alohida nuqtali sezgir elementlar o'rnatilgan. Tashqi ta'sir ostida bo'lgan bu nuqta elementlari nurlanish fazasi yoki spektrining intensivligini simulyatsiya qiladi. Olingan o'lchov natijalarini raqamli qayta ishlash. O'lchov asboblarini ishlab chiqishda, o'lchangan natijalarni shaxsiy kompyuterga o'tkazish orqali yakuniy ishlov berish haqida savol tug'iladi. Bugungi kunda USB zamonaviy kompyuterlar uchun yanada istiqbolli interfeysdir , chunki u yuqori ishonchliligi, apparat darajasida shovqin immuniteti va yuqori o'tkazish qobiliyatiga ega. Yuqoridagi USB ishlashini o'lchash uskunalarini shaxsiy kompyuter bilan bog'lash uchun juda qulay vositaga hisoblanadi. 3-rasmda shaxsiy kompyuterni o'lchash moslamasi bilan bog'lanish sxemasi ko'rsatilgan.

Fotodetektorning chiqishini analog-raqamli konvertor qurilmasiga ulab, optik toladan keladigan barcha signallar qayd qilinadi. Bundan tashqari, qabul qilingan signalni interfeys qurilmasi yordamida qayta ishlash uchun ular shaxsiy kompyuterga yuboriladi. Buning uchun analog-raqamli konvertor USB interfeysini to'g'ridan-to'g'ri qo'llab-quvvatlaydigan mikrokontrollerga ulangan. Shuni ham unutmangki, OTD dan olingan ma'lumotlarni raqamli qayta ishlash qiyin vazifadir va bu muammolarni hal qilish uchun olingan ma'lumotlarni tahlil qilish usullari bilan aniq belgilash talab qilinadi.
Xulosa qilib aytadigan bo’lsak, yuqorida aytib o'tilgan optik tolali o'lchash tizimlari, ishlab chiqarishga qo'llash tamoyillari, ularning hududlari, shaxsiy kompyuter va optik tolali o'lchash tizimlaridan kelayotgan raqamli signalni qayta ishlash usullarini berdi. Optik tolali datchiklarga asoslangan o'lchash tizimlari va uskunalarning ishini o'lchash qurilmalarining umumiy ma'lumotlarni taqdim etish axborotni rivojlantirishda xizmat qiladi.
Nazorat savollari:

1. 
   Optik sensorlar-elektromagnit nurlanish
   
2. 
   Sensor emitenti
   
3. 
   Qurilma turlari va faoliyat printsipi
   
4. 
   Ulanish diagrammasi
   

5. Dastur doirasi