طراحی و ساخت یک سنسور تماسی دینامیکی برای تشخیص ویژگی های مورفولوژیکی سطوح مختلف

در این پروژه طراحی و ساخت یک سنسور لامسه ای مورد بررسی قرار گرفت که قادر است با حرکت کردن روی یک سطح، ناهمواری های آن و یا به عبارت بهتر مورفولوژی آنرا بدست آورد. اصول عملکرد این سنسور بر پایه ی القای متقابل بین دو سیم پیچ استوار است این سنسور از یک سیم پیچ اولیه تشکیل شده است که بوسیله ی یک ولتاژ متناوب تحریک می شود و یک میدان مغناطیسی متغیر در اطراف آن ایجاد می شود این میدان متغیر باعث می شود تا در دو سیم پیچ ثانویه که در کنار سیم پیچ اولیه قرار دارند ولتاژی القا شود که با تعداد دور سیم پیچ ها و نرخ تغییر شار مغناطیسی متناسب است این سه سیم پیچ روی یک هسته ی مغناطیسی مشترک پیچیده شده اند بنابراین با جابجا شدن هسته میزان ولتاژ القایی در هر یک از سیم پیچ ها تغییر می کند هنگامی که سنسور روی سطح حرکت می کند، ناهمواری های سطح باعث جابجایی هسته می شوند که از روی تغییر ولتاژ القایی می توان این جابجایی را اندازه گیری کرد و بدین ترتیب یک تصویر کمی از مورفولوژی سطح بدست آورد. سنسور ساخته شده کاربردهای متعددی در صنعت و پزشکی دارد اولین کاربرد این سنسور در اندازه گیری نیروی عمودی اعمال شده به آن در هنگام تماس با یک جسم است در این کاربرد با اضافه نمودن یک فنر با ضریب سختی معین می توان میزان جابجایی هسته را بوسیله ی سنسور اندازه گیری کرده و از قانون هوک برای بدست آوردن نیروی اعمال شده به آن استفاده کرد. کاربرد دیگر تشخیص زائده های پوستی برای استفاده در سیستم های تله درماتولوژی است پوست به طور طبیعی دارای ناهمواری هایی است که در هر نقطه از بدن متمایز از سایر نقاط است بسیاری از بیماری های پوست باعث تغییر شکل این ناهمواری ها می شوند به طوری که پروفیل سطح بدست آمده در حالت بیماری با پروفیل سطح پوست سالم تفاوت دارد. در سیستم های تله درماتولوژی به دلیل فاصله موجود بین پزشک و بیمار پزشک قادر نیست پوست بیمار را لمس کند و اطلاعات لازم برای تشخیص سریع و دقیق زائده های پوستی را کسب نماید سنسور ساخته شده این کمبود را جبران کرده و می توان از داده های آن به عنوان مکمل اطلاعات تصویری در سیستم های تله درماتولوژی استفاده کرد.تشخیص غدد سرطانی موجود در زیربافت نرم یکی دیگر از کاربردهای مهم این سنسور است در این کاربرد سنسور لامسه ای مشابه انگشت دست انسان عمل می کند یعنی با برقراری تماس با سطح بافت موردنظر نیروی معینی به آن وارد می کند این نیرو باعث تغییر شکل سطح و یا به عبارتی مورفولوژی آن می شود سپس این مورفولوژی جدید که حاور اطلاعاتی راجع به جسم نهفته (غده) در داخل بافت می باشد بوسیله سنسور حس می شود از روی این اطلاعات می توان پارامترهای غده مانند اندازه، شکل و محل قرار گرفتن آن را تخمین زد در این کاربرد سنسور ساخته شده در این پروژه نسبت به سنسورهای مشابه دارای مزایایی به شرح زیر است: -این سنسور به دلیل اینکه به طور پیوسته روی سطح حرکت داده می شود و در تمام مدت اندازه گیری تماس آن با سطح قطع نمی شود قادر است وجود غده را در کل طول مسیر پیموده شده تشخیص دهد. -با حرکت دادن سنسور روی مسیرهای موازی، می توان یک تصویر سه بعدی از سطح بدست آورد که نشان دهنده ی محدوده ی غده و محل آن است.