cam bien va phep do quang hoc

CÁC CẢM BIẾN VÀ PHÉP ĐO QUANG HỌC Viện Vật lý Y Sinh  Nguyên lý chung: chiếu nguồn sáng thích hợp vào cảm biến, tính chất dẫn điện cảm biến thay đổi, làm mạch tín hiệu cảm ứng thay đổi theo Kết quả, thông tin ánh sáng chuyển thành thông tin tín hiệu điện Viện Vật lý Y Sinh - Tính chất: ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Viện Vật lý Y Sinh Viện Vật lý Y Sinh Các đơn vị đo quang - Năng lượng xạ (J) Thông lượng ánh sáng (W) Cường độ ánh sáng Độ rọi lượng Viện Vật lý Y Sinh Nguồn sáng - Đèn sợi đốt vonfram Diod phát quang Laser Viện Vật lý Y Sinh Ưu điểm cảm biến quang - Không tiếp xúc với vật thể Có thể phát vật từ khoảng cách xa Không bị hao mòn, có tuổi thọ cao Thời gian đáp ứng nhanh Có thể phát loại vật thể (vật chất) Viện Vật lý Y Sinh Viện Vật lý Y Sinh Viện Vật lý Y Sinh Cảm biến quang thu phát độc lập Viện Vật lý Y Sinh Quang transistor - Gồm quang diod transistor - Quang diode cảm biến quang điện - Transistor khuếch đại Viện Vật lý Y Sinh Sợi quang dẫn Viện Vật lý Y Sinh Bài tập 1: Cho quang diod có thông số: I0 = 0,5 μA; S=7 nA/lux; Tính dòng ngược qua quang diod diod phân cực ngược đủ lớn nhận độ rọi từ bên 500 lux Viện Vật lý Y Sinh Bài tập 2: Cho quang transistor có thông số: I0 = 40 μA; S = μA/lux Tính dòng Ic qua transistor nhận độ rọi từ bên 200 lux Biết hệ số khuếch đại quang transistor 100 Viện Vật lý Y Sinh Ứng dụng kỹ thuật y sinh - - Phương pháp so màu quang điện Định luật hấp thụ ánh sáng: I0 = I+Ia+Ir I = I0.e-kl Định luật Lambert-Beer: Với bề dày lớp dung dịch, hệ số hấp thụ k tỷ lệ với nồng độ chất hấp thụ dung dịch k=ε.C I = I0.e-εCl Viện Vật lý Y Sinh - - Nội dung phương pháp: xác định nồng độ dung dịch cần nghiên cứu dựa việc so sánh cường độ màu với dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ xác định dựa hiệu ứng quang điện Sơ đồ khối máy đo quang Viện Vật lý Y Sinh Viện Vật lý Y Sinh Đo nồng độ oxy máu Viện Vật lý Y Sinh - Ống quang sợi nội mạch đo SpO2 máu: Viện Vật lý Y Sinh - Đo oxy máu phép đo không xâm lấn: Viện Vật lý Y Sinh Phép đo PCO2, PO2, PH - Cấu tạo ống nội mạch Viện Vật lý Y Sinh Đo PH + Sử dụng chất thị phenol đỏ chứa bao kín, cho phép H ngấm qua + Sử dụng ánh sáng xanh lục (560nm) ánh sáng đỏ (600nm) để đo độ PH - Viện Vật lý Y Sinh - Đo PCO2 + Chất thị phenol đỏ với 35mM bicabonat + CO2 thấm qua màng bán thấm + Đo tỷ lệ ánh sáng xanh ánh sáng đỏ để xác định PCO2 Viện Vật lý Y Sinh Đo PO2 + Sử dụng chất thị màu perylene dibutyrate + Cho oxy thấm qua màng polystiren + Đo bước sóng xanh lục (515 nm) bước sóng xanh dương (470 nm) I0/I = 1+ KPO2 - Viện Vật lý Y Sinh - Cảm biến Glucoza Viện Vật lý Y Sinh [...]... Viện Vật lý Y Sinh 3 Quang transistor - Gồm 1 quang diod và 1 transistor - Quang diode cảm biến quang điện - Transistor khuếch đại Viện Vật lý Y Sinh 4 Sợi quang dẫn Viện Vật lý Y Sinh Bài tập 1: Cho quang diod có các thông số: I0 = 0,5 μA; S=7 nA/lux; Tính dòng ngược qua quang diod khi diod phân cực ngược đủ lớn và nhận độ rọi từ bên ngoài là 500 lux Viện Vật lý Y Sinh Bài tập 2: Cho quang transistor...Cảm biến quang phát thu chung Viện Vật lý Y Sinh Cảm biến quang phản xạ giới hạn Viện Vật lý Y Sinh Đặc tính chung của cảm biến quang 1 - Dòng điện vùng tối Dòng điện I0 do các điện tích tự do, nhiệt độ môi trường, tia bức xạ Ảnh hưởng đến độ nhạy của cảm biến Viện Vật lý Y Sinh 2 Độ nhạy - Khi nhận được quang thông từ bên ngoài: I = I0 + Ip - Ip cho biết... tắc tổng quát của sự thụ cảm quang học Viện Vật lý Y Sinh Các cảm biến quang 1 - Quang trở (photo resistor) Là điện trở phụ thuộc ánh sáng LDR (light dependent resistor) Thường được làm bằng chất sulfit catmi (CdS), Selenid Cadmium (CdSe), sulfit chì (PbS),… Viện Vật lý Y Sinh 2 Diod quang - Khi phân cực nghịch, chiếu sáng diod thì dòng điện nghịch tăng - Đặc tính của quang diode: + Tuyến tính, ít... tổng quát của sự thụ cảm quang học • - Nguyên lý sóng suy biến trong quang phổ Cường độ ánh sáng chiếu từ bên ngoài vào giảm dần theo hàm mũ Phụ thuộc góc tới và bước sóng Chủ yếu tác động lên các vùng gần bề mặt Dùng chất hấp thụ hay huỳnh quang để tăng độ nhạy Viện Vật lý Y Sinh Nguyên tắc tổng quát của sự thụ cảm quang học Viện Vật lý Y Sinh Nguyên tắc tổng quát của sự thụ cảm quang học Cộng hưởng plasmon... định nồng độ của dung dịch cần nghiên cứu dựa trên việc so sánh cường độ màu với dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ xác định dựa trên hiệu ứng quang điện Sơ đồ khối máy đo quang Viện Vật lý Y Sinh Viện Vật lý Y Sinh 2 Đo nồng độ oxy trong máu Viện Vật lý Y Sinh - Ống quang sợi nội mạch đo SpO2 trong máu: Viện Vật lý Y Sinh - Đo oxy trong máu bằng phép đo không xâm lấn: Viện Vật lý Y Sinh 3 Phép đo PCO2,... quang transistor có các thông số: I0 = 40 μA; S = 1 μA/lux Tính dòng Ic qua transistor khi nhận độ rọi từ bên ngoài là 200 lux Biết hệ số khuếch đại của quang transistor là 100 Viện Vật lý Y Sinh Ứng dụng trong kỹ thuật y sinh 1 - - Phương pháp so màu quang điện Định luật cơ bản về sự hấp thụ ánh sáng: I0 = I+Ia+Ir I = I0.e-kl Định luật Lambert-Beer: Với cùng bề dày của lớp dung dịch, hệ số hấp thụ k