47. Источники оптического излучения фотоэлектрических ячеек.

Наиболее распространенный источник оптического излучения – солнце. В некоторых датчиках, используется тепловое излучение от контролируемого объекта. Однако в более сложных системах обычно используются более совершенные источники. Ультрафиолетовое излучение диапазона от 10 до 400 нм, видимый свет от 400 до 750 нм, инфракрасное (ИК) излучение от 750 до 5000 нм.

В изм. преобразователях в качестве источников излучения исп. лампы накаливания, газоразрядные лампы, светодиоды и лазеры. Основные их хар-ки: характер свечения (непрерывный или импульсный), спектральный состав излучения, мощность излучения (световой поток, сила света, яркость), потребляемая мощность (напряжение и ток питания), габариты.

Лампы накаливания имеют непрерывный спектр излучения, охватывающий видимую и инфракрасную области. Мощность излучения ламп накаливания невелика, спектральный состав и интенсивность свечения зависят от температуры нити, определяемой напряжением и током питания. Характер свечения непрерывный.

Газоразрядные лампы представляют собой кварцевый или стеклянный баллон, заполненный газом, с впаянными токоведущими электродами. Электрический разряд в газовом промежутке сопровождается интенсивным световым излучением. Имеют линейчатый спектр излучения. Недостаток: большие габариты, сложная схема включения.

Лазеры бывают газовые, твердотельные и полупроводниковые. Параметры излучения зависят от излучателя и от режима излучения (непрерывный, импульсный, одиночный импульс). Наиболее распр. газовые: излучение отличается высокой степенью монохроматичности и поляризованности.

Светодиоды – излучающий p-n-переход. Хаар-ки зависят от температуры: при повыш. температуры повышается мощность и сдвигается в сторону больших длин волн максимум интенсивности излучения. Достоинства: высокий КПД, малые габариты, высокая надежность.

5. Помехи в электродах и их классификация.

При использовании электродов для съема информации с биообъектов следует иметь в виду большое количество факторов, влияющих на получаемую информацию, включая явления, возникающие на участках контакта биообъекта с электродами и в межэлектродном слое. Например, наличие непосредственного контакта между электродами и тканями тела и существование на границе раздела контактирующих сред двойных электрических слоев служит источником специфических помех при биоэлектрических исследованиях. При взаимном относительном перемещении электрода и кожи вдоль поверхности раздела двойные электрические слои могут разрушаться, что приводит к резкому изменению сигнала, т.е. к генерации помехи.

Помехи, генерируемые электродами, можно условно разделить на три группы:

1. Электродные потенциалы, возникающие на границах раздела двух фаз при выполнении основных условий электрохимического равновесия.

2. Поляризация электродов, заключающаяся в изменении электродных стационарных потенциалов и соответствующих им межэлектродных напряжений, при замыкании электродных цепей. При этом необходимо учитывать наличие в цепях поляризационных емкостей и активных проводимостей электролита межэлектродного слоя и т.д.

3. Электрокинетические явления, возникающие из-за механических движений, приводящих к относительному перемещению фаз вдоль поверхности раздела. Помехи этого вида часто называют двигательными или шумом движения.

В ряде задач рассматриваются помехи, создаваемые необратимыми диффузными процессами, разрушающими электрод с образованием продукта распада.

Определенную погрешность в измерения вносит состояние контактной поверхности биообъекта, например, при наложении электродов на поверхность кожи необходимо учитывать, что электрическое сопротивление кожи неодинаково у разных людей и на различных участках одного и того же человека, оно также как и полное сопротивление тела зависит от физических характеристик и состояния живого организма, от патологических отклонений. Наибольшим сопротивлением обладают поверхностные ороговевшие слои кожи ладоней, плоскости стопы, пальцев. Сопротивление кожи, обработанной 20% р-ром NaCl, снижается до нескольких сотен и даже десятков Ом. Выделение пота, увлажняющее кожу, значительно уменьш. ее электрическое сопротивление, тогда как выделения сальных желез увелич. это сопротивление, сильное влияние оказывает подсыхание электродов. Эти и ряд других факторов также приводят к непостоянству электрических параметров в слое электрод-ткань.

Микроорганизмы, находящиеся на поверхности кожи в межэлектродной среде могут создавать напряжение шумов, иногда соизмеримое с полезным сигналом. Для устранения этих явлений используют целый комплекс мероприятий, включающих выбор частоты и величины тока через объект, обработку кожи, выбор материалов и конструкции электродов, выбор контактных средств.

Например, для электродов, накладываемых на поверхность кожи, чтобы снизить влияние поляризационных эффектов, применяют пористые электроды с хорошо развитой поверхностью, токи повышенной частоты и уменьш. плотность электродного тока. Желательно также, чтобы ЭДС поляризации материала электрода была мала по сравнению с ЭДС источника переменного тока, а удельная электропроводность среды между кожей и электродом была во много раз больше удельной электропроводности участка кожи, с которым осуществляется контакт. При соблюдении этих условий случайные изменения ЭДС поляризации и концентрации электролита (за счет функций кожи) оказывают незначительное влияние на измеряемую величину.

Однако следует иметь в виду, что чрезмерное увелич. частоты переменного тока с одной стороны может создавать помехи в электронных схемах, а с другой стороны увелич. проникающие способности в биообъект, что может вызывать нежелательные эффекты.