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12_Endoscopes_Fiber Optic Sensors - Coggle Diagram
12_Endoscopes_Fiber Optic Sensors
ENDOSCOPI
che cos'è
strumento ottico utilizzato per vedere all'interno del corpo attraverso le aperture naturali
Può essere
flessibile, che è un fascio di fibre ottiche con un oculare a un'estremità e una lente all'altra
fibroscopio
fasci incoerenti
fasci coerenti
rigidi, viene utilizzato un numero elevato di lenti (fino a 40-50) per convogliare la luce.
components
distal end
distal tip
detectors
air/water conduits
insertion tube
water/ air pipe
imaging bundle
light guide
bending section
proximal end
angulation control knobs
instrument channel
FOS
misura
deformazione,
temperatura,
pressione,
velocità e accelerazione
based on
le variazioni della potenza trasmessa
della velocità di trasmissione della luce in fibra ottica
parameters that determine light propagation in the fiber.
Vantaggi
Non elettrico (immune alle interferenze elettromagnetiche e di radiofrequenza)
resistere ad alte temperature e ambienti difficili (corrosione)
elevata resistenza agli urti (esplosione o vibrazioni estreme) elevata precisione e sensibilità
peso leggero e dimensioni ridotte
elevata capacità e purezza del segnale
capacità di multiplexing
può essere facilmente interfacciato con i sistemi di comunicazione dati
application areas
chemical sensors
biomedical sensors
physical sensors
can be
1.
extrinsic (hybrid)
the fiber simply acts as a light conductor from/to the sensor
fibre ottiche che conducono in entrata e in uscita da una “scatola nera”
modula il fascio luminoso che la attraversa in risposta ad un effetto ambientale.
Il rilevamento avviene in una regione al di fuori della fibra.
intrinsic (all fiber)
rilevamento avviene all'interno della fibra stessa
la fibra fa la misura
convertire un'azione ambientale in una modulazione del fascio luminoso
type
core-based
rilevare una data concentrazione di gas all'interno del campione secondo la legge di Bee
Fibre porose trattate con reagenti chimici selettivi
cladding based
in grado di assorbire la sostanza di cui si vuole misurare la concentrazione.
variazioni dell'indice di rifrazione del rivestimento
luce trasmessa attraverso la fibra.
determines the variation of the transmission properties of the fiber
2.
modulation/demodulation
intensity based
Light is required to exit the fiber at the sensor (optical loss)
based on that light can be modulated in intensity by env. effect
type
Single fiber reflective sensor
la luce esce a forma di cono e colpisce un riflettore mobile.
rapporto tra la distanza fibra-riflettore e l'intensità della luce restituita
bending the fiber
le perdite di radiazione aumentano e la luce trasmessa diminuisce.
spectrally-based
Measures the changes in the wavelength of the light due to the environmental effects
phase based
Compare the phase of light in a sensing fiber to a reference fiber in a device called interferometer (no optical loss)
La fase ottica della luce che passa attraverso la fibra viene modulata dal campo da rilevare.
rilevata interferometricamente
Non è necessario che la luce esca dalla fibra
Interferenza
puo essere
costruttiva
distruttiva
nelle onde riflesse
perché
lunghezza percorsi diversi
cambio di fase dopo riflessione
depend on
indici di rifrazione della pellicola
mezzo circostante:
Sensors type
Reflective interferometric sensors
Fiber-optic interferometric microphone
Interferometric transmission sensors
Fabry–Perot Sensors
Fabry-Perot interferometers (FPI)
Fiber Bragg Grating (FBG) sensors