ستفاده از تكنولوژي فيبرنوري در اندازه گيري گازها مبناي علمي اين مبحث است و اختصارا به

مشهور هستند . optrodes حسگرهاي

شعاع نوري توليد شده در يك منبع از فيبرنوري عبور مي كند و به ماده مي رسد كه در آن جذب و يا

منعكس و يا پخش مي شود . ماده مذكور مي تواند گازي باشد كه مقدار و نوع آن بايد اندازه گيري

شود .

به وسيله يك كابل فيبرنوري ديگر بخشي از نور وارد شده به فضاي گاز به يك آشكارساز بر مي گردد و

به يك سيگنال الكتريكي تبديل مي شود . سادگي ساختمان و نداشتن الكترود مرجع و طيف گسترده

كاري از نظر انواع گازها و مواد مورد اندازه گيري از امتيازات حسگر مذكور است . شايان ذكر است كه

يكي از موارد قابل توج ه استفاده از اين حسگر اندازه گيري مقدار اكسيژن موجود در خون است .

را به صورت ساده PH,O2,CO حسگرهاي پيشرفته تر با همان مبناي علمي امكان اندازه گيري 2

مقدور مي سازند .

در خون حسگري با تعدادي از O2,CO براي اندازه گيري پيوسته فشار خون ضربا ن قلب و مقادير 2

فيبرهاي نوري طراحي و در يك لوله قرار مي گيرند . در انتهاي ديگر لوله صفحه نازك با قابليت

ارتجاعي كافي با امكان عبور گاز از بيرون به داخل حسگر نصب شده است . نور با طول موج

از طريق فيبرهاي ورودي نور با اندازه گيري PH,O2,CO 760 براي اندازه گيري 2 nm , 2μm

نور منعكس شده از طريق فيبرهاي خروجي نور به انديكاتور متصل مي شود .

معرفي پتنت_سيست مهاي حسگر گاز در ابعاد نانو:

اين اختراع در زمينه حسگرهاي گازي با ابعاد نانو است كه از فوتون براي برهم كنش با مادة مورد نظر

استفاده م يكند. اين فناوري مبتني بر جذب، شكست، انعكاس و ناپايداري نوري فوتو نهاست .

در اين روش از يك مادة واسط استفاده م يشود كه يك كمپلكس شيميايي را در بيرون يا مجاورت منبع

تشكيل م يدهد .اين واسط يك مادة شيميايي است كه خواص (Waveguide) فوتون يا موج بر

شيميايي خود را در پاسخ به گاز يا بخار تغيير مي دهد.

اين وسيله با استفاده از مانيتورينگ فوتوني يك يا چند حسگر كه به گاز هدف پاسخ م يدهند، كار

كند. اين مانيتورينگ با رو شهاي زير انجام مي شود:

1 . عبور دادن فوتو نها از درون حسگر

2 . عبور چن دباره يك باريكة فوتوني از درون حسگر

(EFA 3 . استفاده از روش جذب ميدان ناپايدار( 1

4 . استفاده از تغييرات ضريب شكست ب ه منظور تغيير مسير فوتوني .

متشكل از يك منبع فوتون است كه به طريقه نوري با حسگر و سيستم فوتوديود، EFA سيست م شناسايي

جفت شد هاست؛ به گون هاي كه شار فوتون، تابعي است از پاسخ دست كم يك حسگر ديگر به گاز

هدف.

علاوه بر اين، مي توان از حسگري كه ضريب شكست خود را با قرار گرفتن در معرض يك گاز هدف

تغيير مي دهد، ب همنظور سوئيچ كردن فوتو نها از يك هاد يمو ج به هادي ديگر استفاده كرد كه CO مانند

اين تعويض متناسب با تغييرات ضريب شكست و به نوبه خود متناسب با غلظت گاز هدف است .

روش هاي حس كننده ديگري نيز با فناور ينانو وجود دارد كه م يتوانند در ساخت حسگر گازي به كار

روند؛ با اين حال اين اختراع از رو شهاي نوري در معناي گسترد هاي استفاده م يكند. اين روش هاي

نوري شامل نوعي درهم كنش فوتون با ماده، يك ساطع كننده فوتون، يك شناساگر فوتون و يك سيستم

ح سكننده مينياتوري است.

كاربردها

يكي از كاربردهاي اين حسگرهاي مينياتوري شامل مونيتور كردن ستو نهاي دود تأسيسات،

انداز هگيري گازها برا ي كنترل موتورها، پي لهاي سوختي و اي سر فرايندها و مراقبت هاي زيست محيطي

است.

سنسور ردياب نشتي گاز طبيعي قابل حمل با دست، با قابليت نشت يابي از راه دور :

هدف از اين ايده و پيگيري ساخت اين نوع ردياب، افزايش توانمندي تكنولوژي رديابهاي سبك وزن

است كه قادر است نشتي گاز طبيعي را از نشتي ساير هيدروكربنها تشخيص داده، عمل نشت يابي را از

فاصله دور انجام دهد و حجم نسبي گاز نشت شده را به صورت اعداد كمي نشان دهد.

عمل ر كد دستگاه به صورتي است كه كارايي دستگاه ردياب را در محيطهاي آلوده ميسر كرده است بدون

اينكه براي تكنسين نشت ياب خطري ايجاد كند.

Infrared laser ’ مكانيسم عملكرد دستگاه بدين صورت است كه اشعه ليزري مادون قرمز

بسمت محيط آلوده و يا محيط مشكوك به آلودگي مانند سطح جاده يا ديوار ساختمان، ‘ beam

تابانده مي شود سنسوري ميزان نور ليزر برگشتي از روي مانع سخت (ديوار ساختمان يا سطح جاده) را

جمع آوري كرده و پس از پردازش آن، مقدار گاز متان موجود در مسير تابش نور ليزر را اعلام مي كند.

از ديگر مزاياي اين نشت ياب گاز طبيعي نسبت به ساير دستگاه هاي نشت ياب، قدرت نشت يابي گاز

معروف (RMLD) طبيعي از فاصله 100 فوتي از محل نشتي است كه به نشت ياب گاز طبيعي از راه دور

هم حساس است و قادر است سريعاً نشتي ppm شده است. اين سيستم به نشتي هاي جزئي در حد چند

گاز طبيعي را به ميزان 50 ليتر در ساعت رديابي كند.

چيست؟ pulse oximetry پالس اكسي متري

چشم انسان براي تشخيص كم اكسيژني خون بسيار ضعيف است . حتي در شرايط ايده آل ، پزشكان خبره

نمي توانند كم اكسيژني را تشخيص دهند مگر اينكه مقدار آن به مقدار 80 % برسد . با آمدن پالس اكسي

متر ، تحولي در تشخيص كم اكسيژني خون رخ داد.

مي باشند .؛ يكي نوري با طول موج LED پالس اكسي متر هايي كه اكنون استفاده مي شوند داراي دو

940 (فروسرخ) ايجاد مي كند. اين دو نور به اين nm 660 (قرمز) و ديگري نوري به طول موج nm

داراي طيف جذبي متفاوتي در اين طول موج اي به O2Hb و Hb دليل استفاده مي شود چون

جذب مي كند و در ناحيه Hb نور كمتري نسبت به O2Hb ، خصوص خستند . در ناحيه قرمز

فروسرخ برعكس اين قضيه رخ ي دهد . سپس نسبت اين مقدير جذبي نسبت به اندازه گيري مستقيم

مقدار اكسيژن اشباع شده در خون كاليبره مي شود و سپس الگوريتم بدست آمده در ميكرو پروسسوري

دررون دستگاه پالس اكسي متر قرار داده مي شود .در زماني كه از دستگاه استفاده مي شود ، نمودار

كاليبره شده براي تخمين ميزان اكسيژن اشباع شده در خون استفاده مي شود .

ها از بالاي پروب نور خود را مي فرستند. در طرف LED . پروب بر رويي انگشتان گذاشته مي شود

ها حسگر هاي نوري قرار دارند. ديود ها تقريبا 30 بار در ثانيه چشمك مي زنند. ديود ها با LED ديگر

يك ترتيب خاصي روشن و خاموش مي شوند . و مدتي هر دو با هم خاموش هستند . در اين مدت نور

تنظيم شود . ميكرو پروسسور تغييرات نور را در هنگام LED اطراف سنجيده ميشود تا مقدار نور

جريان ضربه اي تحليل مي كند و سيگنال جريان هاي غير ضربه اي را ناديده ميگيرد.

همانطور كه گفته شد، مقدار اشباع اكسيژن از جذب نور تكفاز(منوكروماتيك) توسط بافت ضربه اي

سنجيده مي شود. اين پديده بر اساس قانون بيير- لمبرت توجيه مي شود:

قانون يي بر مي گويد: مقدار شدت نور ارسال شده با تغيير غلظت ماده اي كه از درون آن فرستاده شده ، به

(A=lnIo/I ). صورت نمايي تغيير مي كند

شدت نور اوليه است . Io مقدار شدت نور عبوري است . و I . مقدار جذب است A كه در آن

قانون لمبرت مي گويد : شدت نور ارسالي از درون ماده اي ، با افزايش فاصله اي كه نور از آن ماده عبور

مي كند به صورت نمايي كاهش مي يابد.

مي باشد . جذب غير يكنواخت (DC) نوري كه توسط يك بافت غير ضربه اي جذب مي شود ثابت

در نتيجه ي ضربه هاي جريان خون ضربه اي است . حسگر نوري ولتاژي را متناسب با نورعبور (AC)

5% آن را تشكيل مي دهد . فركانس - كرده توليد مي كند . قسمت متناوب موج ولتاژ دريافتي تقريبا 1

بالاي نور ارسالي ديود ها باعث مي شوند كه مقدار جذب به تعداد دفعات مكرر محاسبه شوند . اين خود

باعث شده كه اثرات ناشي از حركت كاهش پيدا كنند.