Biolääketieteelliset muuntimet Biolääketieteellisten muuntimien tyypit

Ei-sähköiset parametrit, kuten lämpötila,sydämen ääni, verenpaine mitataan ihmiskehosta elektronisilla laitteilla. Muuntimet ovat laitteita, jotka muuttavat biologisia parametreja sähköisiksi signaaleiksi. Muuntamisen prosessi on Transduktio. Yleensä muuntimet muuttavat yhden energiamuodon toiseen energiamuotoon.
Muuntimet ovat kahdenlaisia.

1. Aktiiviset muuntimet: Se muuntaa yhden energiamuodon toiseen muotoon käyttämättä ulkoista virtalähdettä. Esimerkki: aurinkokenno. Se muuntaa valon energian sähköenergiaksi.

Aktiivisten muuntimien tyypit

Magneettinen induktiotyyppi
Pietsosähköinen tyyppi
Aurinkosähkö
Termoelektrinen tyyppi

2. Passiiviset muuntimet: Se muuntaa yhden energiamuodon toiseen muotoon ulkoisen virtalähteen avulla. Siinä käytetään periaatetta tasavirtajännitteen tai AC-kantoaaltosignaalin ohjaamisesta. Esimerkki: Strain Gauge, Load cell.

Passiivisten muuntimien tyypit

Resistive Type
Induktiivinen tyyppi
Kapasitiivinen tyyppi

Aktiiviset muuntimet

Magneettisten induktiotyyppien muuntimet

Kun sähköjohdin liikkuu magneettisestikenttä, se muuttaa magneettivuon johtimen läpi. Tämä tuottaa jännitteen, joka on verrannollinen virtauksen muutosnopeuteen. Indusoitu EMF annetaan

Missä B on magneettinen induktio, l on johtimen pituus, ja V on liikkuvan johtimen nopeus.

Negatiivinen merkki osoittaa, että indusoidun EMF: n suunta ja indusoidun virran suunta ovat vastakkaiseen suuntaan.
Käänteinen magneettinen vaikutus on myös totta. Kun virta kulkee magneettikentälle sijoitetun sähköjohtimen läpi, mekaaninen voima F vaikuttaa johtimeen.

Sovellukset Magneettinen induktiotyyppi Transducerscers

Sähkömagneettinen virtausmittari
Sydänäänimikrofonit
Indikaattorit
Kynämoottori biolääketieteellisissä tallentimissa

Pietsosähköiset muuntimet

Kun puristusta tai jännitystä sovelletaankristalli, varauksen erotus tapahtuu kiteissä. Tämä saa aikaan sähköjännitteen, joka johtaa pietsosähköiseen tehoon. Pietsosähköiset muuntimet muuntavat siirtymisen tai paineen sähköiseksi arvoksi. Barium Titanium, Rochelle-suola, litium-niobaatti on muutamia pietsosähköisiä antureita.

Pietsosähköisten muuntimien sovellukset

Pietsosähköinen muunnin toimii pulssianturina ihmisen pulssin mittaamiseksi.

Aurinkosähkömuuntimet

Kun valo tai muu aallonpituinen säteilyputoaa metalli- tai puolijohdepinnalle, se poistaa elektronit. Tämä on valosähköinen vaikutus. Valosähköiset, fotosähköiset ja valosähköiset anturit ovat valosähköisiä antureita. Näistä aurinkosähkö on aktiivinen muunnin, joka tuottaa sähköjännitteen suhteessa siihen liittyvään säteilyyn.

Aurinkosähkömuuntimien sovellukset

Valosähköisissä Pletysmografiassa pii-valosähköiset solut toimivat pulssianturina.
Natrium- ja kaliumionipitoisuuden mittaaminen näytteessä valon absorptiotekniikoilla.

Termoelektriset muuntimet

Nämä anturit toimivat Seebeckin pohjaltaVaikutus. Seebeck-vaikutus osoittaa, että kun lämpöparin kaksi liitosta ovat kahdessa eri lämpötilassa, se tuottaa potentiaalijännitteen. Muodostunut jännite on verrannollinen lämpöparin kahden liitoksen väliseen lämpötilaeroon.

Termoelektristen muuntimien käyttö

Fysiologisen lämpötilan mittaaminen kaukokartoituspiireissä ja biotelemetriapiirissä.
Lääkärin kylmässä pakkauksessa plasman, antibioottien jne. Säilyttämiseksi

Passiiviset muuntimet

Vastusmuuntimet

Vetomittari, fotoresistori, fotodiodi,fototransistori ja termistori ovat resistiivisten passiivisten muuntimien alaisia. Niillä on yhteinen toimintaperiaate, jonka mukaan mitattu parametri johtaa pieneen muutokseen anturin vastuksessa. Yleensä Wheatstone-silta mittaa vastuksen muutosta.

Resistiivisten muuntimien sovellukset

Sormen päälle asennetulla venymämittarilla mitataan pieniä muutoksia sormen kautta virtaavassa veren tilavuudessa.
Mittaa kehon sisäistä ja laskimonsisäistä painetta.
LDR tai fotoresistori mittaa sykkivää veren tilavuusmuutosta.

Kapasitiiviset muuntimet

Kondensaattorissa on kaksi johtavaa pintaa. Dielektrinen väliaine toimii erottaen välin kahden pinnan välillä. Kapasitiiviset muuntimet mittaavat siirtymän muutosta johtuvien levyjen alueen muutoksen, dielektrisen väliaineen paksuuden ja levyjen välisen etäisyyden vuoksi.

Kapasitiivisten muuntimien sovellukset

Erotuskapasitiiviset muuntimet mittaavat verenpainetta.

Induktiiviset muuntimet

Induktiiviset anturit toimivatkierron haluttomuus ja kierrosluku. Linear Variable Differential Transformer (LVDT) on induktiivisen muuntimen tyyppi, joka toimii fysiologisena paineanturina.