一種皮膚表面狀況檢測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種皮膚表面狀況檢測(cè)電路，包括：用于在第一時(shí)間內(nèi)輸出第一激勵(lì)信號(hào)和在第二時(shí)間內(nèi)輸出第二激勵(lì)信號(hào)的單片機(jī)；與皮膚接觸的檢測(cè)電極，所述檢測(cè)電極與所述單片機(jī)相連且包含串聯(lián)的第一電容和第一電阻；與所述檢測(cè)電極相連的放大電路；與所述放大電路相連的濾波器；與所述濾波器相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述單片機(jī)。本實(shí)用新型通過對(duì)不同時(shí)段的不同激勵(lì)頻率進(jìn)行測(cè)量，可以得到不同激勵(lì)頻率下對(duì)檢測(cè)電極的測(cè)量結(jié)果，從而可以從測(cè)量結(jié)果中計(jì)算出等效電阻和等效電容，進(jìn)而可以得到皮膚水分含量與皮膚表面油脂含量的測(cè)量值；由于是采用兩種不同的激勵(lì)頻率進(jìn)行分時(shí)測(cè)量，提高了測(cè)量的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種皮膚表面狀況檢測(cè)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及非醫(yī)用人體檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種皮膚表面狀況測(cè)量電路。
【背景技術(shù)】
[0002]人體皮膚承擔(dān)著排汗、感受外部環(huán)境以及保護(hù)人體健康等多重功能。皮膚水分含量、皮膚表面油脂溢出狀況，是反應(yīng)皮膚健康狀況的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的人體皮膚油脂檢測(cè)方法有三種:一是用戶通過觀察油脂分泌情況直接做出估算；二是標(biāo)準(zhǔn)膚色比對(duì)法；三是生物電阻抗法，即利用與人體表面接觸的測(cè)量電極，通過測(cè)量處于電極間人體皮膚的等效電阻抗值，實(shí)現(xiàn)皮膚表面狀況的測(cè)量。其中前兩種方法的檢測(cè)結(jié)果不夠嚴(yán)謹(jǐn)，科學(xué)性不強(qiáng)；所以生物電阻抗法現(xiàn)在被廣泛利用。
[0003]在生物電阻抗測(cè)量方法中，人體皮膚可等效為圖1所示的集總參數(shù)等效模型，即測(cè)量電極為串聯(lián)的等效電容和等效電阻，當(dāng)皮膚表面比較濕潤時(shí)，皮膚表面含水量的變化在等效電阻R與等效電容C都會(huì)有所反映，等效電阻R的值主要受到皮膚表面水分含量的影響，等效電容C的值則是同時(shí)受到皮膚表面水分含量與油脂含量的影響?；谠摷倕?shù)等效模型計(jì)算出等效電阻R和等效電容C，進(jìn)而可以計(jì)算出皮膚水分含量與皮膚油脂含量的測(cè)量值。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于生物電阻抗法的皮膚表面狀況測(cè)量電路，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)皮膚水分與油脂含量的檢測(cè)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種皮膚表面狀況檢測(cè)電路,包括:
[0007]用于在第一時(shí)間內(nèi)輸出第一激勵(lì)信號(hào)和在第二時(shí)間內(nèi)輸出第二激勵(lì)信號(hào)的單片機(jī)；
[0008]與皮膚接觸的檢測(cè)電極，所述檢測(cè)電極與所述單片機(jī)相連且包含串聯(lián)的第一電容和第一電阻；
[0009]與所述檢測(cè)電極相連的放大電路；
[0010]與所述放大電路相連的濾波器；
[0011]與所述濾波器相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述單片機(jī)。
[0012]進(jìn)一步地，所述皮膚表面狀況檢測(cè)電路還包括分壓電阻，所述分壓電阻串聯(lián)在所述單片機(jī)和所述檢測(cè)電極之間。
[0013]優(yōu)選地，所述單片機(jī)還用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的關(guān)于第一激勵(lì)信號(hào)的第一數(shù)字信號(hào)和關(guān)于第二激勵(lì)信號(hào)的第二數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)所述第一數(shù)字信號(hào)和所述第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，得到皮膚水分含量與皮膚表面油脂含量的測(cè)量值。
[0014]進(jìn)一步地，所述皮膚表面狀況檢測(cè)電路還包括與所述單片機(jī)相連的顯示模塊，用于顯示所述皮膚水分含量與皮膚表面油脂含量的測(cè)量值。
[0015]優(yōu)選地，所述顯示模塊為IXD顯示器或LED顯示器。
[0016]進(jìn)一步地，所述放大電路為單電源供電方式。
[0017]優(yōu)選地，所述放大電路包括第二電容、第二電阻、放大器和用于為所述放大器供電的電源，所述第二電容的一端與所述檢測(cè)電極相連，另一端連接到所述放大器的輸入正極，所述第二電阻的一端連接到所述放大器的輸入正極，另一端接地，所述放大器的輸入負(fù)極與所述濾波器相連。
[0018]進(jìn)一步地，所述濾波器為低通濾波器。
[0019]進(jìn)一步地，所述第一激勵(lì)信號(hào)和所述第二激勵(lì)信號(hào)均為方波激勵(lì)信號(hào)。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果是:通過對(duì)不同時(shí)段的不同激勵(lì)頻率進(jìn)行測(cè)量，可以得到不同激勵(lì)頻率下對(duì)檢測(cè)電極的測(cè)量結(jié)果，從而可以從測(cè)量結(jié)果中計(jì)算出等效電阻和等效電容，進(jìn)而可以得到皮膚水分含量與皮膚表面油脂含量的測(cè)量值；由于是采用兩種不同的激勵(lì)頻率進(jìn)行分時(shí)測(cè)量，提高了測(cè)量的穩(wěn)定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為生物電阻抗測(cè)量方法中的集總參數(shù)等效模型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的皮膚表面狀況檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型另一種實(shí)施例的皮膚表面狀況檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為圖2或圖3所示電路中單片機(jī)輸出的激勵(lì)信號(hào)的示意圖；
[0025]圖5為圖2或圖3所示電路中放大電路的輸出端電壓的示意圖；
[0026]圖6為圖2或圖3所示電路的測(cè)量時(shí)序示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在圖1所示的集總參數(shù)等效模型中，通過對(duì)測(cè)量電極施加一個(gè)頻率為ω的單頻率交變激勵(lì)信號(hào)，通過測(cè)量響應(yīng)信號(hào)的幅值，可以實(shí)現(xiàn)皮膚水分的測(cè)量。顯然，其實(shí)際測(cè)量的是在頻率ω處等效電阻抗絕對(duì)值的大小。等效電阻R的值主要受到皮膚表面水分含量的影響，等效電容C的值則是同時(shí)受到皮膚表面水分含量與油脂含量的影響。等效電阻抗可通過如下公式(I)計(jì)算得到。
[0028]Z = R +---( I)
jmC
[0029]等效電阻抗的絕對(duì)值計(jì)算如公式(2)所示。
[0030]|z I =#+〔▲)(2)
[0031]從式(I)及式(2)中不難發(fā)現(xiàn)，根據(jù)皮膚水分與皮膚表面油脂對(duì)等效電阻R及等效電容C的影響程度不同，如果能夠用兩個(gè)不同的激勵(lì)頻率ω2，分別得到頻率Opco2處的等效電阻抗的測(cè)量值，就可以從測(cè)量結(jié)果中計(jì)算出等效電阻R及等效電容C，并進(jìn)而計(jì)算出皮膚水分含量與皮膚表面油脂含量的測(cè)量值。
[0032]基于上述原理，本實(shí)用新型提供了一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)皮膚水分與油脂含量的檢測(cè)電路。下面通過【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。為便于描述，不同實(shí)施例中相應(yīng)的模塊或部件采用相同的標(biāo)號(hào)。
[0033]實(shí)施例1:
[0034]如圖2所示，實(shí)施例1的檢測(cè)電路包括:單片機(jī)21、檢測(cè)電極23、放大電路24、濾波器25和模數(shù)轉(zhuǎn)換器26。其中，單片機(jī)21控制輸出不同激勵(lì)信號(hào)作用到與皮膚接觸的檢測(cè)電極23上；檢測(cè)電極23為如圖1所示的集總參數(shù)等效模型，即包含串聯(lián)的第一電容和第一電阻；檢測(cè)電極23與放大電路24相連；放大電路24與濾波器25相連；濾波器25與模數(shù)轉(zhuǎn)換器26相連，且模數(shù)轉(zhuǎn)換器26的輸出端連接到單片機(jī)21。
[0035]單片機(jī)21用于在第一時(shí)間內(nèi)輸出第一激勵(lì)信號(hào)，接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器26輸出的關(guān)于第一激勵(lì)信號(hào)的第一數(shù)字信號(hào)，根據(jù)該第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，得到第一激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)下的測(cè)量結(jié)果，另外，單片機(jī)21還用于在第二時(shí)間內(nèi)輸出第二激勵(lì)信號(hào)(其中第一激勵(lì)信號(hào)的基礎(chǔ)頻率小于第二激勵(lì)信號(hào)的基礎(chǔ)頻率)，接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器26輸出的關(guān)于第二激勵(lì)信號(hào)的第二數(shù)字信號(hào)，根據(jù)該第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，得到第二激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)下的測(cè)量結(jié)果，然后，結(jié)合這兩個(gè)測(cè)量結(jié)果，計(jì)算出皮膚水分含量與皮膚表面油脂含量的測(cè)量值。這里單片機(jī)涉及的計(jì)算可以是采取前述公式(I)和(2 )。
[0036]放大電路為單電源供電方式，其包括第二電容、第二電阻、放大器和用于為放大器供電的電源，第二電容的一端與檢測(cè)電極23相連,另一端連接到放大器的輸入正極，第二電阻的一端連接到放大器的輸入正極，另一端接地，放大器的輸入負(fù)極與濾波器25相連。
[0037]本實(shí)施例通過對(duì)不同時(shí)段的不同激勵(lì)頻率進(jìn)行測(cè)量，可以得到不同激勵(lì)頻率下對(duì)檢測(cè)電極的測(cè)量結(jié)果，從而可以從測(cè)量結(jié)果中計(jì)算出等效電阻和等效電容，進(jìn)而可以得到皮膚水分含量與皮膚表面油脂含量的測(cè)量值；由于是采用兩種不同的激勵(lì)頻率進(jìn)行分時(shí)測(cè)量，提高了測(cè)量的穩(wěn)定性。
[0038]實(shí)施例2:
[0039]如圖3所示，本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，增加了分壓電阻22和顯示模塊27，分壓電阻22串聯(lián)在單片機(jī)21和檢測(cè)電極23之間，顯示模塊27與單片機(jī)21相連。圖示中顯示模塊27為IXD顯示器，濾波器25為低通濾波器，其它實(shí)施例中顯示模塊27還可以是LED顯示器。這里以第一激勵(lì)信號(hào)和第二激勵(lì)信號(hào)均為方波激勵(lì)信號(hào)為例，對(duì)本實(shí)施例的檢測(cè)電路的具體工作進(jìn)行說明。
[0040]如圖6所示，在時(shí)間軸方向66上的一次測(cè)量過程60中，首先，在第一時(shí)間61內(nèi)，單片機(jī)21控制輸出基礎(chǔ)頻率為的方波激勵(lì)信號(hào)(見圖4)，通過分壓電阻22作用到與皮膚接觸的檢測(cè)電極23上；由于在方波激勵(lì)下，第一電容上的電壓呈現(xiàn)充、放電曲線，并且后續(xù)的放大電路24為單電源供電方式，因此在放大電路24的輸出端的電壓呈現(xiàn)出脈沖形式(見圖5);圖5所示信號(hào)通過低通濾波器25濾除高頻成分，得到的直流信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器26，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)21，單片機(jī)21對(duì)得到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，即得到基礎(chǔ)頻率為的方波激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)下的測(cè)量結(jié)果。
[0041]然后，在第二時(shí)間62內(nèi)，與第一時(shí)間61中的過程相似，不同之處在于，單片機(jī)控制輸出基礎(chǔ)頻率為f2 Cf^f1)的方波激勵(lì)信號(hào)，因此得到的測(cè)量值是基礎(chǔ)頻率為f2的方波激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)下的測(cè)量結(jié)果。
[0042]接著，單片機(jī)對(duì)第一時(shí)間61及第二時(shí)間62得到的兩次結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出皮膚水分含量與皮膚表面油脂含量的測(cè)量值，送到LCD顯示器27中進(jìn)行顯示。這里單片機(jī)涉及的計(jì)算可以是采取前述公式(I)和(2)，對(duì)計(jì)算得到的關(guān)于等效電阻抗，可根據(jù)現(xiàn)有的相關(guān)生物電阻抗測(cè)量方法得到與等效電阻抗對(duì)應(yīng)的皮膚水分含量與皮膚表面油脂含量的測(cè)量值。
[0043]本實(shí)施例中，在第一時(shí)間61及第二時(shí)間62的測(cè)量過程中，單片機(jī)輸出的方波信號(hào)頻率fl和f2是不同的。一般來說，較低的方波信號(hào)頻率差值大些可取得比較理想的測(cè)量結(jié)果。通過這種分時(shí)測(cè)量方式，提高了檢測(cè)電路對(duì)于檢測(cè)電極測(cè)量的穩(wěn)定性，而且，通過顯示模塊可以直接顯示出皮膚水分含量與皮膚表面油脂含量的測(cè)量值，將本實(shí)施例的各電路模塊集成在一起，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)皮膚表面狀況檢測(cè)的便攜設(shè)備。
[0044]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換。
【權(quán)利要求】
1.一種皮膚表面狀況檢測(cè)電路，其特征在于，包括: 用于在第一時(shí)間內(nèi)輸出第一激勵(lì)信號(hào)和在第二時(shí)間內(nèi)輸出第二激勵(lì)信號(hào)的單片機(jī)，其中所述第一激勵(lì)信號(hào)的基礎(chǔ)頻率小于所述第二激勵(lì)信號(hào)的基礎(chǔ)頻率； 與皮膚接觸的檢測(cè)電極，所述檢測(cè)電極與所述單片機(jī)相連且包含串聯(lián)的第一電容和第一電阻； 與所述檢測(cè)電極相連的放大電路； 與所述放大電路相連的濾波器； 與所述濾波器相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述單片機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的皮膚表面狀況檢測(cè)電路，其特征在于，還包括分壓電阻，所述分壓電阻串聯(lián)在所述單片機(jī)和所述檢測(cè)電極之間。
3.如權(quán)利要求1所述的皮膚表面狀況檢測(cè)電路，其特征在于，所述單片機(jī)還用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的關(guān)于第一激勵(lì)信號(hào)的第一數(shù)字信號(hào)和關(guān)于第二激勵(lì)信號(hào)的第二數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)所述第一數(shù)字信號(hào)和所述第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，得到皮膚水分含量與皮膚表面油脂含量的測(cè)量值。
4.如權(quán)利要求3所述的皮膚表面狀況檢測(cè)電路，其特征在于，還包括與所述單片機(jī)相連的顯示模塊，用于顯示所述皮膚水分含量與皮膚表面油脂含量的測(cè)量值。
5.如權(quán)利要求4所述的皮膚表面狀況檢測(cè)電路，其特征在于，所述顯示模塊為LCD顯示器或LED顯不器。
6.如權(quán)利要求1所述的皮膚表面狀況檢測(cè)電路，其特征在于，所述放大電路為單電源供電方式。
7.如權(quán)利要求6所述的皮膚表面狀況檢測(cè)電路，其特征在于，所述放大電路包括第二電容、第二電阻、放大器和用于為所述放大器供電的電源，所述第二電容的一端與所述檢測(cè)電極相連，另一端連接到所述放大器的輸入正極，所述第二電阻的一端連接到所述放大器的輸入正極，另一端接地，所述放大器的輸入負(fù)極與所述濾波器相連。
8.如權(quán)利要求1所述的皮膚表面狀況檢測(cè)電路，其特征在于，所述濾波器為低通濾波器。
9.如權(quán)利要求1所述的皮膚表面狀況檢測(cè)電路，其特征在于，所述第一激勵(lì)信號(hào)和所述第二激勵(lì)信號(hào)均為方波激勵(lì)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】A61B5/053GK203852348SQ201420122849
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】楊寶君 申請(qǐng)人:楊寶君