استفاده از تکنولوژی فیبرنوری در اندازه گیری گازها مبنای علمی این مبحث است که اختصارا به حسگرهای optrodes  مشهور هستند .
شعاع نوری تولید شده در یک منبع از فیبر نوری عبور می کند و به ماده می رسد که در آن جذب و یا منعکس و یا پخش  می شود . ماده مذکور می تواند گازی باشد که مقدار و نوع آن  باید اندازه گیری شود .



 به وسیله یک کابل فیبرنوری دیگر بخشی از نور وارد شده به فضای گاز به یک آشکارساز بر می گردد و به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می شود . سادگی ساختمان و نداشتن الکترود مرجع و طیف گسترده کاری از نظر انواع گازها و مواد مورد اندازه گیری از امتیازات حسگر مذکور است . شایان ذکر است که یکی از موارد قابل توجه  استفاده از  این حسگر اندازه گیری مقدار اکسیژن موجود در خون است . حسگرهای پیشرفته تر با همان مبنای علمی امکان اندازه گیری PH,O2,CO2  را به صورت ساده مقدور می سازند.


برای اندازه گیری پیوسته فشار خون ضربان قلب و مقادیر O2,CO2  در خون  حسگری با تعدادی از فیبرهای نوری طراحی و در یک لوله قرار می گیرند . در انتهای دیگر لوله صفحه نازک با قابلیت ارتجاعی کافی با امکان  عبور گاز از بیرون به داخل حسگر نصب شده است . نور با طول موج 760nm , 2µm  برای اندازه گیری PH,O2,CO2  از طریق فیبرهای ورودی نور با اندازه گیری نور منعکس شده از طریق فیبرهای خروجی نور به اندیکاتور متصل می شود .  

معرفی پتنت_سیستم‌های حسگر گاز  در ابعاد نانو:

این اختراع در زمینه حسگرهای گازی با ابعاد نانو است که از فوتون برای برهم کنش با مادة مورد نظر استفاده می‌کند. این فناوری‌ مبتنی بر جذب، شکست، انعکاس و ناپایداری نوری فوتون‌هاست.
در این روش از یك مادة واسط استفاده می‌شود که یک کمپلکس شیمیایی را در بیرون یا مجاورت منبع فوتون یا هادی‌موج (Waveguide) تشكیل می‌دهد. این واسط یك مادة شیمیایی است که خواص شیمیایی خود را در پاسخ به گاز یا بخار تغییر می‌دهد.
این وسیله با استفاده از مانیتورینگ فوتونی یک یا چند حسگر که به گاز هدف پاسخ می‌دهند، كار می‌كند. این مانیتورینگ با روش‌های زیر انجام می‌شود:
1) عبور دادن فوتون‌ها از درون حسگر
2) عبور چند‌باره یک باریكة فوتونی از درون حسگر
3) استفاده از روش جذب میدان ناپایدار (EFA1 )
4) استفاده از تغییرات ضریب شکست به‌ منظور تغییر مسیر فوتونی.
سیستم‌ شناسایی EFA متشکل از یک منبع فوتون است که به طریقه نوری با حسگر و سیستم فوتودیود، جفت شده‌است؛ به گونه‌ای که شار فوتون، تابعی است از پاسخ دست کم یک حسگر دیگر به گاز هدف.
علاوه ‌بر این، می‌توان از حسگری که ضریب شکست خود را با قرار گرفتن در معرض یک گاز هدف مانند CO تغییر می‌دهد، به‌منظور سوئیچ کردن فوتون‌ها از یک هادی‌موج‌ به هادی دیگر استفاده کرد که این تعویض متناسب با تغییرات ضریب شکست و به نوبه خود متناسب با غلظت گاز هدف است.
روش‌های حس‌کننده دیگری نیز با فناوری‌نانو وجود دارد که می‌توانند در ساخت حسگر گازی به کار روند؛ با این حال این اختراع از روش‌های نوری در معنای گسترده‌ای استفاده می‌كند .این روش‌های نوری شامل نوعی درهم کنش فوتون با ماده، یک ساطع‌کننده فوتون، یک ‌شناساگر فوتون و یک سیستم حس‌کننده مینیاتوری است .
کاربردها
      یکی از کاربردهای این حسگرهای مینیاتوری شامل مونیتور کردن ستون‌های دود تأسیسات، اندازه‌گیری گازها برا ی کنترل موتورها، پیل‌های سوختی و سایر فرایندها و مراقبت‌های زیست‌محیطی است.

سنسور ردیاب نشتی گاز طبیعی قابل حمل با دست، با قابلیت نشت یابی از راه دور :

هدف از این ایده و پیگیری ساخت این نوع ردیاب، افزایش توانمندی تکنولوژی ردیابهای سبک وزن است که قادر است نشتی گاز طبیعی را از نشتی سایر هیدروکربنها تشخیص داده، عمل نشت یابی را از فاصله دور انجام دهد و حجم نسبی گاز نشت شده را به صورت اعداد کمی نشان دهد.

عملکرد دستگاه به صورتی است که کارایی دستگاه ردیاب را در محیطهای آلوده میسر کرده است بدون اینکه برای تکنسین نشت یاب خطری ایجاد کند.

مکانیسم عملکرد دستگاه بدین صورت است که اشعه لیزری مادون قرمز (Infrared laser beam)  بسمت محیط آلوده و یا محیط مشکوک به آلودگی مانند سطح جاده یا دیوار ساختمان، تابانده می شود سنسوری میزان نور لیزر برگشتی از روی مانع سخت (دیوار ساختمان یا سطح جاده) را جمع آوری کرده و پس از پردازش آن، مقدار گاز متان موجود در مسیر تابش نور لیزر را اعلام می کند.

. از دیگر مزایای این نشت یاب گاز طبیعی نسبت به سایر دستگاه های نشت یاب، قدرت نشت یابی گاز طبیعی از فاصله 100 فوتی از محل نشتی است که به نشت یاب گاز طبیعی از راه دور (RMLD) معروف شده است. این سیستم به نشتی های جزئی در حد چند ppm هم حساس است و قادر است سریعاً نشتی گاز طبیعی را به میزان 50 لیتر در ساعت ردیابی کند.

پالس اکسی متری pulse oximetry چیست؟

چشم انسان برای تشخیص کم اکسیژنی خون بسیار ضعیف است . حتی در شرایط ایده آل ، پزشکان خبره نمی توانند کم اکسیژنی را تشخیص دهند مگر اینکه مقدار آن به مقدار 80% برسد . با آمدن پالس اکسی متر ، تحولی در تشخیص کم اکسیژنی خون رخ داد.

پالس اکسی متر هایی که اکنون استفاده می شوند دارای دو LED می باشند .؛ یکی نوری با طول موج 660nm(قرمز) و دیگری نوری به طول موج 940nm(فروسرخ) ایجاد می کند. این دو نور به این دلیل استفاده می شود چون Hb  و O2Hb دارای طیف جذبی متفاوتی در این طول موج ای به خصوص خستند. در ناحیه   قرمز ، O2Hb نور کمتری نسبت به Hb جذب می کند و در ناحیه فروسرخ برعکس این قضیه رخ ی دهد. سپس نسبت این مقدیر جذبی  نسبت به اندازه گیری مستقیم مقدار اکسیژن اشباع شده در خون کالیبره می شود و سپس الگوریتم بدست آمده در میکرو پروسسوری دررون دستگاه پالس اکسی متر قرار داده می شود.در زمانی که از دستگاه استفاده می شود ، نمودار کالیبره شده برای تخمین میزان اکسیژن اشباع شده در خون استفاده می شود .

پروب بر رویی انگشتان گذاشته می شود . LED  ها از بالای پروب نور خود را می فرستند. در طرف دیگر LED ها  حسگر های نوری قرار دارند. دیود ها تقریبا 30 بار در ثانیه چشمک می زنند. دیود ها با یک ترتیب خاصی روشن و خاموش می شوند . و مدتی هر دو با هم خاموش هستند . در این مدت نور اطراف سنجیده میشود تا  مقدار نور LED تنظیم شود . میکرو پروسسور تغییرات نور را در هنگام جریان  ضربه ای  تحلیل می کند و سیگنال جریان های غیر ضربه ای را نادیده می گیرد.

همانطور که گفته شد، مقدار اشباع اکسیژن از جذب نور تکفاز (منوکروماتیک) توسط بافت ضربه ای سنجیده میشود. این پدیده بر اساس قانون بییر-لمبرت  توجیه میشود:

قانون بییر می گوید: مقدار شدت نور ارسال شده با تغییر غلظت ماده ای که از درون آن فرستاده شده ، به صورت نمایی تغییر می کند.( A=lnIo/I)
که در آن A  مقدار جذب است . I  مقدار شدت نور عبوری است . و Io شدت نور اولیه است .
قانون لمبرت می گوید : شدت نور ارسالی از درون ماده ای ، با افزایش فاصله ای که نور از آن ماده عبور می کند به صورت نمایی کاهش می یابد.

نوری که توسط یک بافت غیر ضربه ای جذب می شود ثابت(DC) می باشد . جذب غیر یکنواخت (AC) در نتیجه ی ضربه های جریان خون ضربه ای است. حسگر نوری ولتاژی را متناسب با نورعبور کرده تولید می کند. قسمت متناوب موج ولتاژ دزیافتی تقریبا 1- 5% آن را تشکیل می دهد . فرکانس بالای نور ارسالی دیود ها باعث می شوند که مقدار جذب به تعداد دفعات مکرر محاسبه شوند. این خود باعث شده که اثرات ناشی از حرکت کاهش  پیدا کنند.