Фотодатчики, применяемые в медицине.

Фотодатчики относятся к биоуправляемым параметрическим датчикам и биоуправляемым генераторным датчикам. К биоуправляемым генераторным датчикам относятся такие датчики, в которых под действием измеряемого сигнала в фотоэлементе генерируется электродвижущая сила.

В основе устройства параметрических фотодатчиков лежат законы фотоэффекта.

В основе устройства параметрических фотодатчиков лежат законы изменения проводимости фотосопротивления (фотоэлемент с внутренним фотоэффектом) от величины падающего светового потока. Такие фотоэлементы часто называют фоторезисторами. В последнее время получают всё большее распространение фотодиоды и фототранзисторы. Все фотоэлектрические датчики реагируют на изменение светового потока. Но косвенно они могут применяться для преобразования в электрические сигналы самых разнообразных неэлектрических величин: перемещений, изменения скорости,. температуры, эффективности дыхательного процесса. Контроль за эффективностью дыхательного процесса осуществляется путем фотометрического измерения процентного содержания оксигемоглобина в периферической артериальной крови. Метод основан на отличии спектральных характеристик поглощения света восстановленным гемоглобином и оксигемоглобином. При длине световой волны 620 - 680 мкм коэффициент поглощения для гемоглобина в несколько раз выше, чем для оксигемоглобина. Датчики для такого измерения выполнены в виде клипсы и надеваются на мочку уха таким образом, что с одной стороны её располагается лампочка- осветитель, со светофильтром, а с другой стороны её располагается фотосопротивление. При изменении светового потока падающего на фотосопротивление будет изменятся величина этого сопротивления, а следовательно и ток протекающий через него. Изменение светового потока с длиной 650 мкм может быть вызвано изменением степени поглощения света за счет изменения толщины ткани, вариаций её кровенаполнения и содержания оксигемоглобина в крови. Так как кровенаполнение изменяется в такт с сокращениями сердца, то по величине пропускаемого светового потока, изменяющего в такт сердцебиению, можно судить о частоте и интенсивного пульса. Фотодатчики пульса обычно крепятся на мочке уха или на ногтевой фаланге пальца рук

Фотоэлектроколориметр

Фотоэлектроколориметр служит для измерения в отдельных участках диапазона длин волн 315-980 нм, выделяемых светофильтрами, коэффициента пропускания Т и оптической плотности D жидкостных растворов и твердых тел, а также определения концентрации веществ в растворах методом построения градировочных графиков. Колориметр применяется на предприятиях водоснабжения, в металлургической, химической, пищевой промышленности, в сельском хозяйстве, в медицине и других областях народного хозяйства.

Рис.1 Принципиальная схема спектрофотометра

Спектрофотометр состоит из следующих блоков:

Источника света (И), Монохроматора (М), Измерительной кюветы (К1),

Кюветы сравнения (К2), Фотоприемника (Ф), Регистратора (Р).

 

 

Рис.2 Конструкция спектрофотометра.

Обозначения:

МХ – монохроматор с указателеи длин волн(УДВ) и измерительным прибором (ИП);соо

Осв – осветитель с источником излучения;

К – кюветное отделение;

ФЭ – камера с фотоэлементами и электронной схемой.

1- рукоятка установки длин волн,

2- рукоятка раскрытия щели;

3- рукоятка перемещения каретки с образцами;

4- рукоятка «нуль» установки нулевого значения на ИП при закрытой шторке.

При прохождении через вещество свет поглощается.Согласно закона Бугера-Ламберта – Бера интенсивность светового потока Ф, прошедшего через слой вещества толщиной d и интенсивность Ф_о, падающего на него, связаны соотношением:
где έ –молярный коэффициент поглощения при длине волны λ,

С – концентрация раствора,

d – толщина слоя вещества.

Принцип измерения коэффициента пропускания состоит в том, что на фотоприёмник направляются поочерёдно световые потоки полный Ф_о и прошедший через исследуемую среду Ф и определяется отношение этих потоков.