Il trattamento ipertermico è ben tollerato e viene utilizzato quando il paziente non può essere sottoposto ai trattamenti tradizionali, oppure in associazione con quest’ultimi per favorirne l’ efficacia.[32]
• Array 2 : è stato posizionato nella zona target di riscaldamento;
• Array 1 : è stato posizionato vicino all’Array 2, ma a destra della ‘trachea’;
• Array singolo: è stato posizionato simmetricamente opposto all’Array 2.
Gli array sono stati posizionati a 1,5 cm dal fondo del cilindro di agar.
La prova ha avuto una durata di circa cinque ore e mezza e comprende la fase di pre-riscaldamento, la fase di riscaldamento e la fase successiva allo spegnimento delle antenne. Durante tutto lo svolgimento della prova, sono state acquisite le lunghezze d’onda di Bragg mediante il Micron Optics HYPERION in modo da ottenere le misure di temperatura, attraverso i coefficienti λ0mean e kmean, ottenuti durante le prove di caratterizzazione. I dati acquisiti sono stati poi rielaborati in Matlab.
Il post-processing consiste in:
1. Filtraggio: è stato utilizzato un filtro a media mobile su tutti i segnali di temperatura;
2. Rimozione dell’offset: è stata rimossa la media dei primi dieci valori di tem-peratura all’istante zero di ogni reticolo dei tre array, ottendo così una misura di differenza di temperatura.
Figura 8.2. Effetto del filtraggio sulla temperatura rilevata dall’ Array singolo.
Figura 8.3. Effetto del filtraggio sulla temperatura rilevata dall’Array 1 : in rosso il segnale filtrato ed in blu il segnale non filtrato.
Figura 8.4. Effetto del filtraggio sulla temperatura rilevata dall’Array 2 : in rosso il segnale filtrato ed in blu il segnale non filtrato.
Figura 8.5. Esempio di rimozione dell’offset sul segnale di temperatura rilevato dall’Array singolo.
Figura 8.6. Differenza di Temperatura (◦C) dall’inizio della prova in funzione del tempo (ore) rilevata dall’ Array singolo: il pallino rosso indica il momento di accensione delle antenne, quello blu il loro spegnimento.
Figura 8.7. Differenza di Temperatura (◦C) dall’inizio della prova in funzio-ne del tempo (ore) rilevata dall’ Array 1 : il pallino rosso indica il momento di accensione delle antenne, quello blu il loro spegnimento.
Figura 8.8. Differenza di Temperatura (◦C) dall’inizio della prova in funzio-ne del tempo (ore) rilevata dall’ Array 2 : il pallino rosso indica il momento di accensione delle antenne, quello blu il loro spegnimento.
Figura 8.9. Array 1: il colore è indice della variazione di temperatura. La posizione aumenta partendo dal fondo del prototipo (collo).
Figura 8.10. Array 2: il colore è indice della variazione di temperatura. La posizione aumenta partendo dal fondo del prototipo (collo).
Conclusioni
In questo lavoro di tesi lo studio si è focalizzato sulla realizzazione e caratterizza-zione dei sensori in fibra ottica basati sui reticoli di Bragg per il rilevamento della temperatura.
Essi, infatti, rappresentano una tecnologia promettente nell’ambito della termome-tria in ambito clinico, importante per il monitoraggio della temperatura durante i trattamenti di ablazione termica.
I sensori in fibra ottica basati sui reticoli di Bragg (FBG) sono sensibili sia alle variazioni di temperatura che a stress meccanici: entrambe le grandezze fisiche, infatti, provocano uno shift della lunghezza d’onda di Bragg.
È stato, quindi, necessario rendere i sensori il meno possibile sensibili alle eventuali deformazioni meccaniche durante il loro utilizzo per evitare errori di misura.
A tal fine la fibra è stata rivestita con un capillare di vetro, di diametro esterno di 2 mm ed interno di 1 mm. Inoltre, per far sì che gli array all’interno del capillare non fossero soggetti a possibili spostamenti, alle estremità del capillare stesso, è stata inserita una piccola quantità di resina biocomponente così da fissarli, posizionando la fibra a circa un centimetro dalla punta del capillare.
Sono stati caratterizzati tre diversi sensori, incapsulati nel capillare in vetro, e sono stati ricavati per via sperimentale i parametri λ0 e k della relazione lineare tra la lunghezza d’onda di Bragg e la temperatura.
Per ogni sensore di temperatura sono state svolte diverse prove, ottenendo una me-dia dei parametri di caratterizzazione (λ0mean e kmean) e le incertezze di taratura, espresse in ◦C (ET(λ0), ET(k) e ET(nl)).
In particolare, l’ errore di linearità per l’ Array 1 si attesta sui 0,2 ◦C circa, per l’Array 2 sui 0,6◦C mentre per l’Array singolo raggiunge un massimo di 0,15 ◦C. Successivamente sono stati calcolati e poi sommati i valori massimi delle tre incer-tezze delle diverse prove di caratterizzazione.
È stata presa in considerazione un ulteriore configurazione: è stato incapsulato un array in un capillare in PEEK. Questo è stato caratterizzato con un setup di misu-ra diverso: il sensore, collegato al Micron Optis e all’interno di un tubo metallico
con la termocoppia, è stato posto nella camera climatica che è stata riscaldata e successivamente lentamente raffreddata. Tuttavia da questa prova di caratterizza-zione, si sono ottenuti risultati peggiori rispetto alle caratterizzazioni dei sensori incapsulati nel capillare di vetro. L’ errore di linearità, infatti, raggiunge un massi-mo di 4◦C probabilmente dovuto a spostamemti della fibra all’interno del capillare.
È stato implementato, inoltre, un modello termico mediante il Partial Differen-tial Equation Toolbox™ di Matlab®per valutare l’errore introdotto dal capillare di protezione della fibra in una distribuzione lineare di temperatura (1,875 ◦cmC).
Si sono presi in esame diversi capillari con proprietà termiche differenti.
Dalle simulazioni effettuate, si evince come la presenza del capillare in vetro e in PEEK generi errori di temperatura al massimo di 0,1◦C sulla punta della sonda e al di sotto di 0,01◦C dove è presenta la fibra. Il capillare in acciaio inox presenta errori leggermente maggiori, raggiungendo 0,52◦C in corrispondenza della punta e 0,15 ◦C ad un centimetro da essa.
A fronte degli errori ottenuti, questi materiali potrebbero essere dei possibili ri-vestimenti della fibra, ad eccezione, però, del capillare in rame il quale errore di temperatura si attesta al di sopra del grado, raggiungendo 4,2◦C nella punta della sonda.
Infine, gli Array 1, Array 2 e l’Array singolo, incapsulati nel capillare di vetro, sono stati utilizzati in una prova di ipertermia a microonde: questi sono stati inse-riti in un blocco di agar in tre diverse posizioni per monitorarne la temperatura.
Questo a dimostrazione della fattibilità e delle potenzialità dell’approccio proposto.
Miglioramenti sono possibili sia nel set-up di caratterizzazione dei sensori, utiliz-zando forni di calibrazione usati in ambito metrologico, sia nel modello termico, imponendo condizioni più vicine a quelle incontrare nelle prove sperimentali.
Modello termico - Codice Matlab
1 c l e a r all c l o s e all
3 clc
5 % % C r e a z i o n e d e l l a g e o m e t r i a e d e l l a mesh del m o d e l l o t e r m i c o
7 t h e r m a l M o d e l T = c r e a t e p d e ( ’ t h e r m a l ’ , ’ t r a n s i e n t - a x i s y m m e t r i c ’ );
9 % G e o m e t r i a 1: c a p i l l a r e p i e n o
% gd = [ 3 , 3 ; 4 , 4 ; 0 , 0 ; 0 . 0 8 , 0 . 0 0 1 ; 0 . 0 8 , 0 . 0 0 1 ; 0 , 0 ; 0 , 0 . 0 4 ;
11 % 0 , 0 . 0 4 ; 0 . 1 6 , 0 . 1 2 ; 0 . 1 6 , 0 . 1 2 ] ;
% sf = ’ R1 + R2 ’; %1= agar 2= c a p i l l a r e
13 % ns = [ 8 2 , 8 2 ; 4 9 , 5 0 ] ;
% g = d e c s g ( gd , sf , ns );
15
17 % G e o m e t r i a 2: c a p i l l a r e cavo
% d i a m e t r o e s t e r n o 2 mm d i a m e n t r o i n t e r n o 1 ,55 mm
19 % gd = [ 3 , 3 , 3 ; 4 , 4 , 4 ; 0 , 0 , 0 ; 0 . 0 8 , 0 . 0 0 1 , 0 . 0 0 0 7 7 5 ; 0 . 0 8 , 0 . 0 0 1 , 0 . 0 0 0 7 7 5 ; 0 , 0 , 0 ; 0 , 0 . 0 4 , 0 . 0 4 ; 0 , 0 . 0 4 , 0 . 0 4 ; 0 . 1 6 , 0 . 1 2 , 0 . 1 2 ; 0 . 1 6 , 0 . 1 2 , 0 . 1 2 ] ;
21 % d i a m e t r o e s t e r n o 2 mm d i a m e n t r o i n t e r n o 1 mm
gd = [ 3 , 3 , 3 ; 4 , 4 , 4 ; 0 , 0 , 0 ; 0 . 0 8 , 0 . 0 0 1 , 0 . 0 0 0 5 ; 0 . 0 8 , 0 . 0 0 1 ,
23 0 . 0 0 0 5 ; 0 , 0 , 0 ; 0 , 0 . 0 4 , 0 . 0 4 ; 0 , 0 . 0 4 , 0 . 0 4 ; 0 . 1 6 , 0 . 1 2 , 0 . 1 2 ; 0 . 1 6 , 0 . 1 2 , 0 . 1 2 ] ; sf = ’ R1 + R2 + R3 ’ ;
25 ns = [8 2 ,8 2 , 82 ;4 9 ,5 0 ,5 1] ; g = d e c s g ( gd , sf , ns );
27
g e o m e t r y F r o m E d g e s ( t h e r m a l M o d e l T , g );
29
% Plot d e l l a g e o m e t r i a
31
f i g u r e
33 p d e g p l o t ( t h e r m a l M o d e l T , ’ E d g e L a b e l s ’ , ’ on ’ ) axis e q u a l
35
% C r e a z i o n e d e l l a mesh
37 mesh = g e n e r a t e M e s h ( t h e r m a l M o d e l T , ’ Hmax ’ , 0 . 0 0 0 5 ) ;
39 % plot d e l l a mesh f i g u r e
41 p d e m e s h ( t h e r m a l M o d e l T ) t i t l e ( ’ Mesh ’ )
43
% %
45 % C a r a t t e r i s t i c h e t e r m i c h e
47 % Agar % a s s i m i l a b i l e all ’ a c q u a
k _ a g a r = 0 . 5 5 ; % c o n d u c i b i l i t a t e r m i c a agar [ W / m * K ]
49 r h o _ a g a r = 1 0 3 3 ; % d e n s i t a m e d i a agar [ kg / m ^3]
c _ a g a r = 4 2 0 0 ; % c a l o r e s p e c i f i c o agar [ J / kg * K ]
51 t h e r m a l P r o p e r t i e s ( t h e r m a l M o d e l T , ’ T h e r m a l C o n d u c t i v i t y ’ ,
k_agar , ’ M a s s D e n s i t y ’ , r h o _ a g a r , ’ S p e c i f i c H e a t ’ , c _ a g a r , ’ Face ’ ,1);
53
% % A s e c o n d a del m a t e r i a l e p r e s o in c o n s i d e r a z i o n e
55 % C a p i l l a r e di v e t r o
k _ c a p i l l a r e = 1.38 ; % c o n d u c i b i l i t a t e r m i c a [ W / m * K ]
57 r h o _ c a p i l l a r e = 2203 ; % d e n s i t a m e d i a [ kg / m ^3]
c _ c a p i l l a r e = 703; % c a l o r e s p e c i f i c o [ J / kg * K ]
59 t h e r m a l P r o p e r t i e s ( t h e r m a l M o d e l T , ’ T h e r m a l C o n d u c t i v i t y ’ , k _ c a p i l l a r e ,
’ M a s s D e n s i t y ’ , r h o _ c a p i l l a r e , ’ S p e c i f i c H e a t ’ , c _ c a p i l l a r e , ’ Face ’ ,2);
61
% C a p i l l a r e di peek
63 % k _ p e e k = 0.25 ; % c o n d u c i b i l i t a e t e r m i c a [ W / m * K ]
% r h o _ p e e k = 1320 ; % d e n s i t a m e d i a [ kg / m ^3]
65 % c _ p e e k = 1 0 6 0 ; % c a l o r e s p e c i f i c o [ J / kg * K ]
% t h e r m a l P r o p e r t i e s ( t h e r m a l M o d e l T , ’ T h e r m a l C o n d u c t i v i t y ’ , k_peek ,
67 % ’ M a s s D e n s i t y ’ , r h o _ p e e k ,’ S p e c i f i c H e a t ’ , c _ p e e k ,’ Face ’ ,2);
69 % C a p i l l a r e di inox
% k _ i n o x = 16.3 ; % c o n d u c i b i l i t a r t e r m i c a [ W / m * K ]
71 % r h o _ i n o x = 7 9 6 0 ; % d e n s i t a m e d i a [ kg / m ^3]
% c _ i n o x = 502; % c a l o r e s p e c i f i c o [ J / kg * K ]
73 % t h e r m a l P r o p e r t i e s ( t h e r m a l M o d e l T , ’ T h e r m a l C o n d u c t i v i t y ’ ,
% k_inox , ’ M a s s D e n s i t y ’ , r h o _ i n o x ,’ S p e c i f i c H e a t ’ , c_inox , ’ Face ’ ,2);
75
% C a p i l l a r e di rame
77 % k _ r a m e = 390 ; % c o n d u c i b i l i t a r t e r m i c a [ W / m * K ]
% r h o _ r a m e = 8 9 3 0 ; % d e n s i t a r m e d i a [ kg / m ^3]
79 % c _ r a m e = 385; % c a l o r e s p e c i f i c o [ J / kg * K ]
% t h e r m a l P r o p e r t i e s ( t h e r m a l M o d e l T , ’ T h e r m a l C o n d u c t i v i t y ’ ,
81 % k_rame , ’ M a s s D e n s i t y ’ , r h o _ r a m e ,’ S p e c i f i c H e a t ’ , c_rame , ’ Face ’ ,2);
83
% Aria % per la G e o m e t r i a 2
85 k _ a r i a = 0 . 0 0 2 6 ; % c o n d u c i b i l i t a t e r m i c a [ W / m * K ] r h o _ a r i a = 1 . 1 6 5 ; % d e n s i t a m e d i a [ kg / m ^3]
87 c _ a r i a = 1020 ; % c a l o r e s p e c i f i c o [ J / kg * K ]
t h e r m a l P r o p e r t i e s ( t h e r m a l M o d e l T , ’ T h e r m a l C o n d u c t i v i t y ’ ,
89 k_aria , ’ M a s s D e n s i t y ’ , r h o _ a r i a , ’ S p e c i f i c H e a t ’ , c _ a r i a , ’ Face ’ ,3);
91 % % C o n d i z i o n i i n i z i a l i e c o n d i z i o n i al c o n t o r n o
% i m p o s t o il g r a d i e n t e
93 T 0 _ a g a r = @ ( location ,~) l o c a t i o n . y . * ( - 1 8 7 . 5 ) + 5 0 ; T0 =25;
95 %
97 % G e o m e t r i a 1
% t h e r m a l I C ( t h e r m a l M o d e l T , T0_agar , ’ Face ’ ,1);
99 % t h e r m a l I C ( t h e r m a l M o d e l T , T0 , ’ Face ’ ,2);
% t h e r m a l I C ( t h e r m a l M o d e l T , T0 ,’ Edge ’ ,[4 ,6 ,8]);
101 % t h e r m a l B C ( t h e r m a l M o d e l T ,’ Edge ’ ,1 , ’ T e m p e r a t u r e ’ ,50);
% t h e r m a l B C ( t h e r m a l M o d e l T , ’ Edge ’ ,3 , ’ T e m p e r a t u r e ’ ,20);
103
% G e o m e t r i a 2
105 t h e r m a l I C ( t h e r m a l M o d e l T , T0_agar , ’ Face ’ ,1);
t h e r m a l I C ( t h e r m a l M o d e l T , T0 , ’ Face ’ ,2);
107 t h e r m a l I C ( t h e r m a l M o d e l T , T0 , ’ Face ’ ,3);
t h e r m a l I C ( t h e r m a l M o d e l T , T0 , ’ Edge ’ ,[8 ,9 ,4 ,6 ,7]);
109 t h e r m a l B C ( t h e r m a l M o d e l T , ’ Edge ’ ,1 , ’ T e m p e r a t u r e ’ ,50);
t h e r m a l B C ( t h e r m a l M o d e l T , ’ Edge ’ ,3 , ’ T e m p e r a t u r e ’ ,20);
111
% % S o l u z i o n e m o d e l l o
113 %
t l i s t = 0: 10: 4 0 0 0 ; % s o l u z i o n e del m o d e l l o per 4 0 0 0 0 s
115
r e s u l t s = s o l v e ( t h e r m a l M o d e l T , t l i s t );
117 T = r e s u l t s . T e m p e r a t u r e ;
119 f i g u r e
p d e p l o t ( t h e r m a l M o d e l T , ’ X Y D a t a ’ ,T , ’ C o n t o u r ’ , ’ on ’ , ’ C o l o r M a p ’ , ’ hot ’ )
121 % % Plot d e l l a t e m p e r a t u r a in f u n z i o n e dell ’ a l t e z z a f i s s a t i r =0
H = 0 . 1 6 ; % c o o r d i n a t a z , a l t e z z a
123 yq = 0 : 0 . 0 0 0 1 : H ;
xq = z e r o s ( size ( yq ));
125 p _ t e m p o r a l e =60; % p a s s o t e m p o r a l e
127 T i n t r p = i n t e r p o l a t e T e m p e r a t u r e ( results , xq , yq , 1 : 1 0 : l e n g t h ( t l i s t ));
129
f i g u r e
131 plot ( yq , T i n t r p )
x l a b e l ( ’ C o o r d i n a t a ␣ z ␣ [ m ] ’ )
133 y l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ )
l e g e n d ( s t r c a t ( ’ t =0 s ’ ) , s t r c a t ( ’ t = ’ , n u m 2 s t r ( p _ t e m p o r a l e ) , ’ s ’ ) ,
135 s t r c a t ( ’ t = ’ , n u m 2 s t r (2* p _ t e m p o r a l e ) , ’ s ’ ) , s t r c a t ( ’ t = ’ , n u m 2 s t r (3* p _ t e m p o r a l e ) , ’ s ’ ) ,
137 s t r c a t ( ’ t = ’ , n u m 2 s t r (4* p _ t e m p o r a l e ) , ’ s ’ ) ,
s t r c a t ( ’ t = ’ , n u m 2 s t r (5* p _ t e m p o r a l e ) , ’ s ’ ) , ’ L o c a t i o n ’ , ’ east ’ )
139 grid on
141 % % V a l u t a z i o n e e r r o r e di t e m p e r a t u r a
% G r a d i e n t e di t e m p e r a t u r a i m p o s t o nel b l o c c o di agar
143
T _ a g a r = ( - 1 8 7 . 5 ) . * yq +50;
145
f i g u r e
147 plot ( yq , T _ a g a r )
t i t l e ( ’ D i s t r i b u z i o n e ␣ l i n e a r e ␣ di ␣ T e m p e r a t u r a ’ )
149 grid on
151 xq = z e r o s ( size ( yq ));
153 T i n t r p _ v e t r o = i n t e r p o l a t e T e m p e r a t u r e ( results , xq , yq , l e n g t h ( t l i s t ));
155
% E r r o r e d o v u t o alla p r e s e n z a del c a p i l l a r e di v e t r o
157 e r r o r e _ v e t r o = T i n t r p _ v e t r o - T_agar ’ ;
159 f i g u r e
plot ( yq , e r r o r e _ v e t r o ’)
161 t i t l e ( ’ E r r o r e ␣ di ␣ t e m p e r a t u r a ␣ in ␣ p r e s e n z a ␣ dei ␣ s e n s o r i ’ ) grid on
163 x l a b e l ( ’ C o o r d i n a t a ␣ z ␣ [ m ] ’ )
y l a b e l ( ’ E r r o r e ␣ di ␣ t e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ )
165
% %
167 % E r r o r e di t e m p e r a t u r a c a l c o l a t o
% in c o r r i s p o n d e n z a d e l l a p u n t a del
169 % c a p i l l a r e e ad 1 cm d a l l a p u n t a .
% S u l l a p u n t a
171 T _ p u n t a _ v e t r o _ v u o t o = i n t e r p o l a t e T e m p e r a t u r e ( results , [ 0 ; 0 . 0 4 ] , l e n g t h ( t l i s t ));
173 % 1 % cm d a l l a p u n t a
T _ 1 _ v e t r o _ v u o t o = i n t e r p o l a t e T e m p e r a t u r e ( results , [ 0 ; 0 . 0 5 ] , l e n g t h ( t l i s t ));
175 T _ a g a r _ p u n t a = ( - 1 8 7 . 5 ) . * 0 . 0 4 +50;
T _ 1 _ a g a r = ( - 1 8 7 . 5 ) . * 0 . 0 5 +50;
177 e r r o r e _ p u n t a _ v e t r o _ v u o t o = T _ p u n t a _ v e t r o _ v u o t o - T _ a g a r _ p u n t a ’ e r r o r e _ 1 _ v e t r o _ v u o t o = T _ 1 _ v e t r o _ v u o t o - T_1_agar ’
Caratterizzazione FBG -Codice Matlab
B.1 Caratterizzazione Array 1, Array 2, Array sin-golo
1
c l e a r all
3 c l o s e all clc
5
% %
7 % Dati T e m p e r a t u r a
9 % C a r i c a m e n t o file dati t e m p e r a t u r a P t 1 0 0 0 [ filename , path ]= u i g e t f i l e ( ’ *. lvm ’ , ’ Load ’ );
11 P t 1 0 0 0 = i m p o r t d a t a ( f i l e n a m e );
13 % C o l o n n a 1: t e m p o
% C o l o n n a 2: t e m p e r a t u r a
15
t _ P t 1 0 0 0 = P t 1 0 0 0 (: ,1); % dati t e m p o
17 d a t i _ P t 1 0 0 0 = P t 1 0 0 0 (: ,2); % dati t e m p e r a t u r a
19 % V i s u a l i z z a z i o n e dei dati di t e m p e r a t u r a del P t 1 0 0 0
% in f u n z i o n e del t e m p o
21
f i g u r e
23 plot ( t_Pt1000 , d a t i _ P t 1 0 0 0 ) , x l a b e l ( ’ T e m p o ␣ [ s ] ’ ) , y l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) ,
25 t i t l e ( ’ P t 1 0 0 0 : T e m p e r a t u r a ␣ in ␣ f u n z i o n e ␣ del ␣ t e m p o ’ )
27 % %
% Dati l u n g h e z z e d ’ onda m i s u r a t e dal M i c r o n O p t i c s
29
[ file , path ]= u i g e t f i l e ( ’ *. txt ’ , ’ Load ’ );
31 t_p = r e a d t a b l e ( file , ’ D e l i m i t e r ’ , ’ \ t ’ );
33 % T e m p o
t i m e _ F B G = t_p (: ,1);
35 t _ F B G = t a b l e 2 a r r a y ( t i m e _ F B G );
37 % N u m e r o p i c c h i r i l e v a t i c h a n n e l = t_p (: ,2:5);
39 c h _ a r r a y = t a b l e 2 a r r a y ( c h a n n e l );
row = l e n g t h ( c h _ a r r a y );
41 c o l _ 1 = max ( c h _ a r r a y (: ,1));
c o l _ 2 = max ( c h _ a r r a y (: ,2));
43 c o l _ 3 = max ( c h _ a r r a y (: ,3));
c o l _ 4 = max ( c h _ a r r a y (: ,4));
45 p e a k s = t_p (: ,6: end );
p e a k s = t a b l e 2 a r r a y ( p e a k s );
47
% M e d i o ogni s e c o n d o
49 i =1;
j =1;
51 w h i l e i <( l e n g t h ( p e a k s ) -10)
p e a k s _ m e d ( j ,:)= mean ( p e a k s (( i : i +9) ,:));
53 i = i +10;
j = j +1;
55 end
57
c h a n n e l 1 = p e a k s _ m e d ( : , 1 : 2 4 ) ;
59 c h a n n e l 3 = p e a k s _ m e d ( : , 2 5 : 4 8 ) ;
61 % %
% A R R A Y 1
63
% C A N A L E 1
65
% Plot d e l l e l u n g h e z z e d ’ onda
67 f i g u r e
for i =1: c o l _ 1
69 s u b p l o t (5 ,5 , i ) plot ( c h a n n e l 1 (: , i ))
71 t i t l e ([ ’ Ch1 : FBG ’ , n u m 2 s t r ( i )])
% xlim ([ t _ F B G (1) t _ F B G ( end )])
73 x l a b e l ( ’ S a m p l e s ’ ) , y l a b e l ( ’ L u n g h e z z a ␣ onda ␣ [ nm ] ’ ) end
75
% D e f i n i s c o l ’ i n t e r v a l l o di t e m p e r a t u r a p r e s o in c o n s i d e r a z i o n e
77 T = d a t i _ P t 1 0 0 0 ( 1 0 0 0 : ( end - 5 ) ) ; c h a n n e l 1 = c h a n n e l 1 ( 1 0 0 0 : end ,:);
79
% V i s u a l i z z a z z i o n e d e l l e l u n g h e z z e d ’ onda in f u n z i o n e d e l l a t e m p e r a t u r a
81 f i g u r e
for i =1: c o l _ 1
83 s u b p l o t (5 ,5 , i )
plot ( T , c h a n n e l 1 (: , i ))
85 t i t l e ([ ’ A r r a y 1 : FBG ’ , n u m 2 s t r ( i )])
x l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) , y l a b e l ( ’ L u n g h e z z a ␣ onda ␣ [ nm ] ’ )
87 end
89 % I n t e r p o l a z i o n e l u n g h e z z a d ’ onda di Bragg - T e m p e r a t u r a
n =1; % g r a d o del p o l i n o m i o i n t e r p o l a n t e
91
for i =1: c o l _ 1
93 p _ C h 1 ( i ,:)= p o l y f i t ( T , c h a n n e l 1 (: , i ) , n );
l a m b d a _ f i t _ C h 1 ( i ,:)= p o l y v a l ( p _ C h 1 ( i ,:) , T );
95 end
97 % V a l o r e di k e l a m b d a 0 k _ C h 1 = p _ C h 1 (: ,1);
99
% Plot d e l l a s e n s i b i l i t
101
f i g u r e
103 plot ( k_Ch1 , ’ or ’ ) grid on
105 t i t l e ( ’ S e n s i b i l i t ’ )
107 l a m b d a 0 _ C h 1 = p _ C h 1 (: ,2);
109 % Plot di l a m b d a 0
111 f i g u r e
plot ( l a m b d a 0 _ C h 1 , ’ or ’ )
113 grid on
t i t l e ( ’ L a m b d a 0 ␣ [ nm ] ’ )
115
% V i s u a l i z z a z i o n e del c o n f r o n t o tra dati s p e r i m e n t a l i
117 % e r e t t a i n t e r p o l a n t e
119 for i =1: c o l _ 1 f i g u r e ( i )
121 plot ( T , c h a n n e l 1 (: , i ) , ’ r ’ )
x l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) , y l a b e l ( ’ L u n g h e z z a ␣ onda ␣ [ nm ] ’ )
123 hold on
plot ( T , l a m b d a _ f i t _ C h 1 ( i ,:) ’ , ’ b ’ )
125 x l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) , y l a b e l ( ’ L u n g h e z z a ␣ onda ␣ [ nm ] ’ ) l e g e n d ( ’ Real ␣ w a v e l e n g t h ’ , ’ I n t e r p o l a t i n g ␣ line ’ )
127 t i t l e ([ ’ C o n f r o n t o ␣ dati ␣ s p e r i m e n t a l i ␣ A r r a y 1 : FBG ’ , n u m 2 s t r ( i )]) end
129
131 % D e v i a z i o n e m a s s i m a :( l u n g h e z z a d ’ onda m i s u r a t a - l u n g h e z z a d ’ onda
% c a l c o l a t a )* s e n s i b i l i t k
133
% Plot dell ’ e r r o r e di l i n e a r i t
135
for i =1: c o l _ 1
137 d e v _ C h 1 (: , i )=(( c h a n n e l 1 (: , i ) - l a m b d a _ f i t _ C h 1 ( i ,:) ’))./ k _ C h 1 ( i );
end
139
% m a s s i m o dell ’ e r r o r e di l i n e a r i t
141 d e v _ m a x _ C h 1 = max ( d e v _ C h 1 );
143 % V i s u a l i z z a z i o n e e r r o r e di l i n e a r i t f i g u r e
145 for i =1: c o l _ 1
s u b p l o t (5 ,5 , i )
147 plot ( T , d e v _ C h 1 (: , i ))
t i t l e ([ ’ Ch1 : FBG ’ , n u m 2 s t r ( i )])
149 x l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) , y l a b e l ( ’ E r r o r e ␣ di ␣ l i n e a r i t ␣ [ C ] ’ ) grid on
151 end
153
% %
155
% A R R A Y 2
157
% C A N A L E 3
159 f i g u r e
for i =1: c o l _ 3
161 s u b p l o t (5 ,5 , i ) plot ( c h a n n e l 3 (: , i ))
163 t i t l e ([ ’ Ch3 : FBG ’ , n u m 2 s t r ( i )])
% xlim ([ t _ F B G (1) t _ F B G ( end )])
165 x l a b e l ( ’ S a m p l e s ’ ) , y l a b e l ( ’ L u n g h e z z a ␣ onda ␣ [ nm ] ’ ) end
167
169
% V i s u a l i z z a z z i o n e d e l l e l u n g h e z z e d ’ onda in f u n z i o n e d e l l a t e m p e r a t u r a
171
173 % D e f i n i s c o l ’ i n t e r v a l l o p r e s o in c o n s i d e r a z i o n e d e l l a t e m p e r a t u r a
175 T = d a t i _ P t 1 0 0 0 ( 1 3 4 6 : ( end - 3 ) ) ; c h a n n e l 3 = c h a n n e l 3 ( 1 0 0 0 : end ,:);
177
179 f i g u r e
for i =1: c o l _ 3
181 s u b p l o t (5 ,5 , i )
plot ( T , c h a n n e l 3 (: , i ))
183 t i t l e ([ ’ A r r a y 2 : FBG ’ , n u m 2 s t r ( i )])
x l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) , y l a b e l ( ’ L u n g h e z z a ␣ onda ␣ [ nm ] ’ )
185 end
187
189 % I n t e r p o l a z i o n e l u n g h e z z a d ’ onda di Bragg - T e m p e r a t u r a
191 n =1; % g r a d o del p o l i n o m i o i n t e r p o l a n t e
193 for i =1: c o l _ 3
p _ C h 3 ( i ,:)= p o l y f i t ( T , c h a n n e l 3 (: , i ) , n );
195 l a m b d a _ f i t _ C h 3 ( i ,:)= p o l y v a l ( p _ C h 3 ( i ,:) , T );
end
197
% V a l o r e di k e l a m b d a 0
199
k _ C h 3 = p _ C h 3 (: ,1);
201
f i g u r e
203 plot ( k_Ch3 , ’ or ’ ) grid on
205 t i t l e ( ’ S e n s i b i l i t ’ )
207
l a m b d a 0 _ C h 3 = p _ C h 3 (: ,2);
209
211 f i g u r e
plot ( l a m b d a 0 _ C h 3 , ’ or ’ )
213 grid on
t i t l e ( ’ L a m b d a 0 ␣ [ nm ] ’ )
215
217
for i =1: c o l _ 3
219 f i g u r e ( i )
plot ( T , c h a n n e l 3 (: , i ) , ’ r ’ )
221 x l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) , y l a b e l ( ’ L u n g h e z z a ␣ onda ␣ [ nm ] ’ ) hold on
223 plot ( T , l a m b d a _ f i t _ C h 3 ( i ,:) ’ , ’ b ’ )
x l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) , y l a b e l ( ’ L u n g h e z z a ␣ onda ␣ [ nm ] ’ )
225 l e g e n d ( ’ Real ␣ w a v e l e n g t h ’ , ’ I n t e r p o l a t i n g ␣ line ’ )
t i t l e ([ ’ C o n f r o n t o ␣ dati ␣ s p e r i m e n t a l i ␣ A r r a y 2 : FBG ’ , n u m 2 s t r ( i )])
227 end
229
% D e v i a z i o n e m a s s i m a :( l u n g h e z z a d ’ onda m i s u r a t a - l u n g h e z z a d ’ onda
231 % c a l c o l a t a )/ K
% D i m e n s i o n a l m e n t e una t e m p e r a t u r a
233
for i =1: c o l _ 3
235 d e v _ C h 3 (: , i )=(( c h a n n e l 3 (: , i ) - l a m b d a _ f i t _ C h 3 ( i ,:) ’))./ k _ C h 3 ( i );
end
237
f i g u r e
239 for i =1: c o l _ 3
s u b p l o t (5 ,5 , i )
241 plot ( T , d e v _ C h 3 (: , i ))
t i t l e ([ ’ Ch3 : FBG ’ , n u m 2 s t r ( i )])
243 x l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) , y l a b e l ( ’ E r r o r e ␣ di ␣ l i n e a r i t ␣ [ C ] ’ ) grid on
245 end
247 d e v _ m a x _ C h 3 = max ( d e v _ C h 3 );
249 % %
% A r r a y s i n g o l o
251 c l e a r all c l o s e all
253 clc
255
% %
257 % Dati T e m p e r a t u r a
259 % C a r i c a m e n t o file dati t e m p e r a t u r a P t 1 0 0 0 [ filename , path ]= u i g e t f i l e ( ’ *. lvm ’ , ’ Load ’ );
261 P t 1 0 0 0 = i m p o r t d a t a ( f i l e n a m e );
263 % C o l o n n a 1: t e m p o
% C o l o n n a 2: t e m p e r a t u r a
265
t _ P t 1 0 0 0 = P t 1 0 0 0 (: ,1);
267 d a t i _ P t 1 0 0 0 = P t 1 0 0 0 (: ,2);
269
% V i s u a l i z z a z i o n e dei dati di t e m p e r a t u r a del P t 1 0 0 0
271 % in f u n z i o n e del t e m p o
273 f i g u r e
plot ( t_Pt1000 , d a t i _ P t 1 0 0 0 ) , x l a b e l ( ’ T e m p o ␣ [ s ] ’ ) ,
275 y l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) ,
t i t l e ( ’ P t 1 0 0 0 : T e m p e r a t u r a ␣ in ␣ f u n z i o n e ␣ del ␣ t e m p o ’ )
277 % %
% Dati l u n g h e z z e d ’ onda
279
[ file , path ]= u i g e t f i l e ( ’ *. txt ’ , ’ Load ’ );
281 t_p = r e a d t a b l e ( file , ’ D e l i m i t e r ’ , ’ \ t ’ );
283 % T e m p o
t i m e _ F B G = t_p (: ,1);
285 t _ F B G = t a b l e 2 a r r a y ( t i m e _ F B G );
287
% N u m e r o p i c c h i r i l e v a t i
289 c h a n n e l = t_p (: ,2:5);
c h _ a r r a y = t a b l e 2 a r r a y ( c h a n n e l );
291 row = l e n g t h ( c h _ a r r a y );
c o l _ 1 = max ( c h _ a r r a y (: ,1));
293 c o l _ 2 = max ( c h _ a r r a y (: ,2));
c o l _ 3 = max ( c h _ a r r a y (: ,3));
295 c o l _ 4 = max ( c h _ a r r a y (: ,4));
297 p e a k s = t_p (: ,6: end );
p e a k s = t a b l e 2 a r r a y ( p e a k s );
299
% M e d i a
301 i =1;
j =1;
303 w h i l e i <( l e n g t h ( p e a k s ) -10)
p e a k s _ m e d ( j ,:)= mean ( p e a k s (( i : i +9) ,:));
305 i = i +10;
j = j +1;
307 end
309 c h a n n e l 1 = p e a k s _ m e d (:);
311 f i g u r e
plot ( c h a n n e l 1 )
313 t i t l e ( ’ Ch1 ’ )
% xlim ([ t _ F B G (1) t _ F B G ( end )])
315 x l a b e l ( ’ S a m p l e s ’ ) , y l a b e l ( ’ L u n g h e z z a ␣ onda ␣ [ nm ] ’ )
317 % V i u a l i z z a z z i o n e d e l l e l u n g h e z z e d ’ onda in f u n z i o n e d e l l a t e m p e r a t u r a
% D e f i n i s c o l ’ i n t e r v a l l o p r e s o in c o n s i d e r a z i o n e d e l l a t e m p e r a t u r a
319
T = d a t i _ P t 1 0 0 0 ( 2 0 0 0 : end );
321 c h a n n e l 1 = c h a n n e l 1 ( 2 0 0 0 : end -3);
323 f i g u r e
plot ( T , c h a n n e l 1 )
325 t i t l e ( ’ Ch1 : FBG ’ )
x l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) , y l a b e l ( ’ L u n g h e z z a ␣ onda ␣ [ nm ] ’ )
327
% I n t e r p o l a z i o n e l u n g h e z z a d ’ onda di Bragg - T e m p e r a t u r a
329
n =1; % g r a d o del p o l i n o m i o i n t e r p o l a n t e
331
333 p _ C h 1 = p o l y f i t ( T , channel1 , n );
l a m b d a _ f i t _ C h 1 = p o l y v a l ( p_Ch1 , T );
335
% V a l o r e di k e l a m b d a 0
337
k _ C h 1 = p _ C h 1 (1)
339 f i g u r e
plot ( k_Ch1 , ’ or ’ )
341 grid on
t i t l e ( ’ S e n s i b i l i t ’ )
343
345 l a m b d a 0 _ C h 1 = p _ C h 1 (2);
f i g u r e
347 plot ( l a m b d a 0 _ C h 1 , ’ or ’ ) grid on
349 t i t l e ( ’ L a m b d a 0 ␣ [ nm ] ’ )
351
f i g u r e
353 plot ( T , channel1 , ’ r ’ )
x l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) , y l a b e l ( ’ L u n g h e z z a ␣ onda ␣ [ nm ] ’ )
355 hold on
plot ( T , l a m b d a _ f i t _ C h 1 ’ , ’ b ’ )
357 x l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) , y l a b e l ( ’ L u n g h e z z a ␣ onda ␣ [ nm ] ’ ) l e g e n d ( ’ Real ␣ w a v e l e n g t h ’ , ’ I n t e r p o l a t i n g ␣ line ’ )
359 t i t l e ( ’ C o n f r o n t o ␣ dati ␣ s p e r i m e n t a l i ␣ Ch1 ’ )
361 d e v _ C h 1 =(( channel1 - l a m b d a _ f i t _ C h 1 ))./ k _ C h 1 ; % e r r o r e di l i n e a r i t
363 d e v _ m a x _ C h 1 = max (( abs ( d e v _ C h 1 ))); % v a l o r e a s s o l u t o del m a s s i m o
365 f i g u r e
plot ( T , d e v _ C h 1 )
367 t i t l e ( ’ Ch1 ’ )
x l a b e l ( ’ T e m p e r a t u r a ␣ [ C ] ’ ) , y l a b e l ( ’ E r r o r e ␣ di ␣ l i n e a r i t ␣ [ C ] ’ )
369 grid on