CN112654287A - 感应式感测装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种感应式感测装置，包括第一回路(16)和第二回路(24)，第一回路(16)与电容器联接以形成谐振器电路(20)，并且谐振器电路和第二回路经由有源缓冲部件(28)联接。有源缓冲部件提供电压至电流放大，并且缓冲部件的输出驱动第二回路中的电流。形成第一回路部分和第二回路部分中的每一个的导电线被径向间隔开。

Description

感应式感测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于将电磁信号耦合到介质中并从介质中耦合出的感应式感测装置。

背景技术

感应式感测可以用作对身体特性进行非侵入式检查的手段。

在一个有利的应用领域中，感应式感测可以用作非侵入式地检查生理特征(具体地，心脏和肺动力学)的手段。感应式感测基于磁感应，其与传导式和电容式感测相比具有多个优点。

与传导式感测(例如生物阻抗测量)相比，其优点在于不需要粘合剂电极；可以在不接触和/或通过非导电材料(例如织物和塑料)的情况下进行感测。另外，感应式感测信号明显不易受到运动伪影的破坏。

与电容式感测相比，其优点在于感应式感测基于磁场而不是电场，因此，与那些仅在皮肤水平上发生的相反，对在身体内部更大渗透深度处的变化更敏感。这是因为磁场比电场更深地渗透到身体中，因此磁场可用于测量身体内部更深处的特性变化，而电场主要仅用于测量皮肤表面处的效应，例如皮肤特性的变化(例如，介电常数)或皮肤的移动(皮肤接近度)。

基于线圈的感应式传感器通过与电磁信号(即电磁波或振荡)感应地耦合来起作用，其中信号通过线圈的传播导致经过线圈的电流发生变化，可以对其进行测量并用于感测所传播的信号的特性(包括例如频谱、幅度和相位模式)。

电磁激励信号可以传播到待检查的身体中。激励电磁信号在身体内引起磁感应，即由于施加外部磁场而在身体组织中产生涡电流。这些涡电流继而产生从身体传播出去的电磁信号，这些电磁信号与所施加的场以允许线圈感测到它们的方式相互作用。

组织在身体内的移动可以表现为组织局部区域的体积变化以及组织的导电或介电特性的变化。然后这些变化导致产生电磁信号的幅度和/或相位调制，该电磁信号响应于电磁刺激而从身体发射出。通过监视这些变化，可以检测和跟踪身体内元件的移动和大小变化，并可以跟踪电导率和介电特性的变化。例如，心脏收缩主要表现为血液移动，而呼吸主要表现为肺部电导率的变化。

接收到的信号可以通过测量发射线圈的振荡或谐振频率来定量地感测。

有两种主要的已知方法可用来感测从受激样本中接收回的次级磁信号。第一种是基于使用谐振器电路和耦合线圈，并基于电路的谐振频率的变化来感测接收到的信号。第二种是将接收到的信号感测为在专用接收器线圈中感应出的小电压。

所有已知的基于谐振器的感应式传感器都使用单个回路来产生初级磁场和拾取次级磁场。相反，通过将信号感测为感应电压而操作的已知装置使用分离的发射线圈和接收线圈；使用专用的发射和接收线圈的已知装置并不通过感测谐振频率变化来操作。

已经发现，使用单个回路既产生磁场又检测磁场的感应式传感器存在的问题是被检测到的信号极易受到运动伪影的影响(当传感器相对于被探测的身体移动时，数据失真)。可以认为这是由于以下原因引起的。产生的次级涡电流的强度随着离信号产生回路的距离而降低，因此，在被探测的身体表面感应出的涡电流要比在作为目标的更深组织中感应出的涡电流强得多。表面产生的电流通常对大多数感测应用都没有作用，仅较深的电流有用。此外，表面涡电流自然非常靠近谐振回路的导线，因此会强烈影响检测到的信号。结果，在回路与被探测的组织之间的距离的微小变化可能导致产生信号伪影，其在量度上远大于所需的较深组织的信号(例如心脏或呼吸相关的信号)。

基于分离的发射线圈和接收线圈的感应式传感器具有不同的问题，即接收回路中的检测到的电压非常小，并且进一步强烈地受到与发射线圈的直接磁耦合的支配。为了提取非常小的感测到的信号，必须使用复杂的补偿电路，例如锁定放大器和重屏蔽的多路复用器。这增加了这类装置的复杂性、成本和形状因数，并且它们增加的复杂性增加了发生故障的可能性。

寻求一种改进的基于感应的传感器，该传感器能够克服单线圈装置遇到的运动伪像的问题，而不具有已知的双线圈解决方案的增加的电路复杂性和较低的拾取强度。

发明内容

本发明由权利要求书限定。

根据根据本发明的一方面的示例，提供了一种感应式感测装置，其用于将电磁信号感应地耦合到介质中并从介质中感应地耦合出，该装置包括：

第一回路部分，其与电容器联接以形成谐振器电路；

第二回路部分；

形成第一回路部分和第二回路部分的相应导体线，第一回路部分和第二回路部分沿着导体线的至少多个部分被彼此径向地间隔开；且

谐振器电路的输出经由有源缓冲部件电连接到第二回路部分，该有源缓冲部件适于实现电压至电流放大，并且该有源缓冲部件的输出被配置成驱动第二回路部分中的交流电流。

因此，本发明基于使用弱耦合的双回路布置结构，第一回路是谐振器电路的一部分并且可以主要用于感测信号，而第二回路不是谐振器电路的直接一部分，其被有源地驱动，并且可以用作所产生的信号的主要来源，两者经由有源缓冲部件而弱耦合。

耦合提供了两个回路同步操作：具有相同频率且彼此同相的电流。这样确保协作的行为，其中一个回路不会在另一回路的信号中引起噪声。然而，缓冲同时提供了两个回路部分地电隔离。具体而言，隔离是单向的：第一回路与第二回路中的电流波动隔离。这样，在第二(被驱动)回路处感测到的磁场不会影响谐振器频率；只有在第一(谐振器)回路处感测到的磁场影响谐振器频率。

结果，谐振器电路的信号输出可以用作该装置的感测输出(例如，用于导出生理测量值)，而不受第二回路中的波动的影响。这样消除了双回路配置的上述问题，在双回路配置中，驱动回路干扰在谐振回路处感测到的信号。

此外，由缓冲部件提供的放大确保了在第二回路部分中的电流比在第一回路部分中的电流更强。这意味着第二回路部分是所发射的磁信号(指向组织的磁场)的主要来源，并且也是在组织表面处感应出的次级涡电流的主要驱动源。

如上所述，由于表面涡电流不可避免地靠近激励它们的回路的导电线(导线)，因此表面涡电流主要引起运动伪影。然而，在本布置结构中，由于第一回路部分和第二回路部分至少部分地径向间隔开，所以主要的表面场总是在径向上最靠近第二回路，并且因此仅以显著的方式影响第二回路。但是，由于从主谐振回路(第一回路)缓冲了此(第二)回路，因此第二回路中的任何波动都不会影响谐振器电路中的频率。因此，与已知装置相比，谐振器电路的信号输出受次级表面涡电流的影响要小得多。

此外，有源驱动进一步迅速克服了第二回路中的波动，有源驱动提供了压制任何表面伪影的较强的强迫。

至少部分径向间距(即，沿着回路的至少一部分的间距)也使两个回路之间的直接耦合最小化(仅在一个回路的导电线与第二回路的导电线完全重叠或叠加的情况下才发生直接耦合)。这避免了第一回路中的感测信号被来自第二回路的直接耦合所支配的问题(反之亦然)。由此，增强了灵敏度和信号质量。

综上所述，本发明的装置的益处可总结如下：

由缓冲元件提供的放大意味着第二回路是表面涡电流的主要源；

两个回路之间的间距意味着这些主要的表面涡电流以显著的方式仅影响第二回路；

两个回路之间的缓冲意味着第二回路上的表面涡电流的影响被基本上隔离以免影响谐振器频率(其输出提供了测量信号)；

然而，经由缓冲元件的弱耦合确保了两个回路同步操作，这避免了与已知的双回路解决方案相关联的问题，该问题是由于目标反射信号仅被回路中的一个拾取而导致仅非常弱的测量信号能够被检测(在大背景信号之上)。相反，同步性意味着目标反射信号被两个回路形成的整个系统拾取。具体而言，可以将信号测量为两个同步回路形成的整个组合系统的频率和/或幅度的变化。因此，这避免了对复杂的补偿电子装置的需求，例如锁定放大器或被屏蔽的多路复用器。

以这种方式，本发明提供的新颖的缓冲耦合布置结构显著降低了表面伪影效应，并因此降低了装置对移动的敏感性，同时避免了与已知的双回路布置结构相关联的各种困难。

受控回路中的频率由放大器(有源缓冲部件)的输出确定，而至少在某些示例中，谐振回路可以有效地作为自由运行的振荡器而执行，其频率通过在谐振回路中的磁场的拾取来确定。

感测装置有利地应用于响应于电磁激励信号传播到介质中而感测从介质发射出的电磁信号。激励信号是由第一回路部分和第二回路部分的组合产生的，第二回路部分提供了主要源。第一回路的谐振优选地经由与第二回路的磁耦合来驱动，第二回路被有源地驱动(通过有源缓冲部件)。

使天线保持接近诸如身体的介质，信号被感应地耦合到介质中，并且感应出的电磁响应信号(通常同时)被耦合出并耦合入谐振器(第一)回路中。这种互耦合感应出第一回路中电流的电特性的变化，该变化可以被检测到以得出受激励的介质的特性。

因此，第一回路可以有效地充当感测回路。第二回路可以有效地充当驱动(或发射)回路。

为了避免疑问，径向间隔是指在平行于由相应的回路限定的平面的方向上间隔开或空间上分离或空间上偏移。因此，限定第一回路部分和第二回路部分中的每一个的导电线的至少一部分可以在与限定第一回路或第二回路的平面平行的方向上间隔开或分离开。在这种情况下，回路并不彼此完全地径向重叠或叠加。在这种情况下，两个回路的导电线之间存在非零的平均径向间距。两个回路的导电线彼此径向偏移，或者至少部分地径向偏移。

例如，在一些示例中，第一回路部分可具有比第二回路部分小的半径，并且被径向地嵌置在第二回路内(反之亦然)。

在其他示例中，回路可以在径向方向上彼此完全分离开，而导线根本没有重叠。

在另外的示例中，回路可以部分重叠，两个回路的导电线在一个或多个点处交叉，但是其中回路的导电线没有精确或完全的径向重叠，即，回路被彼此径向偏移。例如，由第一回路部分和第二回路部分中的每一个限定的相应内部区域可以部分地重叠，使得第一回路部分和第二回路部分的导电线在两个或更多个点处交叉。

这种布置结构具有附加的优点，即，在一个回路的导电线靠近另一回路所包围的内部区域的中心点或中心区域经过的情况下，可以最小化回路之间的破坏性的直接耦合。这意味着可以增强缓冲放大器的增益，而不会由于回路的直接耦合而导致例如放大器幅度不受控制或失控的危险。该增强的增益是有益的，以便与第一(感测)回路部分相比，使第二(发射)回路部分中的电流最大化(使得第二回路在发射的信号方面是主要的)。

每个回路部分可以是(完整的)闭合回路部分，即，每个回路部分形成或限定相应的闭合回路。这些相应的闭合回路是分离的。回路各自由限定回路的至少一条导电线形成。

缓冲部件是一类众所周知的电气部件，且本领域技术人员将意识到用于实现这种部件的装置。缓冲部件在本领域中另外被称为缓冲放大器，或简称为缓冲器。例如，在当前情况下，使用适于实现电压至电流放大的缓冲器。通常，缓冲部件是提供从一个电路(或电路的一部分)到另一电路的电气阻抗转换的电气部件，其目的是防止信号源受到负载可能产生的任何电流(或电压，对于电流缓冲器而言)的影响。信号被从负载电流“缓冲”。存在两种主要类型的缓冲器：电压缓冲器和电流缓冲器。

第一回路部分优选地被布置成与第二回路部分成磁耦合关系(即，被布置成与第二回路部分磁性地耦合)，使得在使用中，通过有源缓冲部件在第二回路部分中的电流驱动在第一回路部分中磁性地感应出同步电流。

同步是指与第二回路部分的电流同步，例如，第一回路和第二回路以共同频率的电流振荡。两个回路的电流可以彼此同相，或者具有固定的相位延迟或相位偏移(即，频率被锁定)。

这种布置结构的优点在于，第一(谐振器电路)回路的振荡不需要专用的衰减补偿电路(例如，有源振荡器)来维持或发起谐振器的振荡。相反，谐振器由于与第二回路的磁耦合而振荡，第二回路由有源缓冲部件驱动。结果，例如由于部件数量的减少而降低了功耗和装置成本。

此外，它还提供了另一个益处，即在装置开始运行时立即在第一回路和第二回路之间建立了同步(与由于经由弱缓冲耦合使同步稳定而将会发生的短暂延迟相反)。

另外，不存在用于谐振器回路的有源驱动部件使装置对电场的敏感性最小化，而仍保留了磁场敏感性。这是因为有源驱动部件(例如驱动振荡器或其他衰减补偿元件)通常会将寄生电容引入谐振器。此类寄生电容对源自与任何邻近物体(例如，在当前情况下，皮肤表面)的电容性耦合的电场敏感。因此，不存在用于谐振器回路(第一回路部分)的驱动部件显著地减少了与被探测的身体表面的破坏性电容耦合。

每个回路部分可以由单匝回路形成。

保持较小的绕组数有利地使形成每个回路的导线之间的电容效应最小化。然而，在其他示例中，单个绕组不是必需的，一个或两个回路部分可以包括更多个绕组。

每个回路部分可以由闭合回路形成，例如单匝闭合回路。回路可以是导电线形成的回路，例如，导线。

有源缓冲元件可以被配置成以与谐振器电路的谐振频率匹配的频率来驱动第二回路。有源缓冲部件不会有源地设置第二回路振荡的频率，而是被布置成放大第一(谐振器)回路部分的接收到的输出，此放大后的信号用作第一(发射)回路部分的驱动信号。

应注意的是，在首先启动感测装置时，谐振器回路(第一回路部分)中还没有任何振荡电流。但是，在第一回路部分总会有一些小的噪声波动。电气配置确保在激活放大器后，这些波动的放大迅速导致两个回路部分开始振荡。具体而言，幅度将迅速增加，直到回路增益达到1。此外，线圈之间的弱耦合布置结构导致系统在两个回路中稳定在同步电流状态下，并且具有零相位延迟或固定相位延迟。系统开始振荡的模式(频率、幅度)将是满足巴克豪森稳定性标准的模式。

根据一个或多个实施例，感应式感测装置还可包括连接在有源缓冲部件和第二回路部分之间的可调节或可调谐的相位延迟元件。可调节的相位延迟元件在将输出提供给第二回路部分之前，将可调节的(例如用户可调节或自动调节的)相位延迟施加到有源缓冲部件的信号输出。

例如，这可以允许任何相位延迟(例如由有源缓冲部件或与第二回路的连接引起的)得到补偿。具体而言，相位延迟元件可以被配置成施加相位延迟，使得提供给第二回路部分的输出信号与第一回路部分的振荡(即电流)同相(或者具有为2π或其倍数的固定的相位偏移)。这是有利的，因为为了使两个回路中的振荡开始并稳定且彼此同步地继续，应满足巴克豪森准则。优选地，这要求第一回路部分和第二回路部分的振荡(即电流)同相(或分隔开为2π的倍数的固定相位延迟)。可以动态地调节相位延迟元件(例如，通过控制器或处理器)，以维持这种零或恒定的相位偏移。

谐振器电路的输出还可联接到信号输出连接器，以与信号处理装置连接。

输出连接器可以是用于与信号处理装置形成连接的端子或联接点。信号处理装置可以在所提供的感测装置的外部，或者可以被提供为该装置的一部分。

仅谐振器回路的输出信号被用于信号处理，以用于分析从受激励的身体接收到的信号。

在一些实施例中，感应式感测装置包括电联接到谐振器电路的衰减补偿电路，该衰减补偿电路被配置成有源地补偿谐振器电路中的电流的衰减。

如上所述，优选地，谐振器电路通过与第二回路的磁耦合来驱动，第二回路由有源缓冲部件有源地驱动。但是，在耦合不足够强以用于此的情况下，可以提供一个单独的部件来补偿谐振器电路中的衰减，以确保谐振器电路继续或开始振荡。

衰减补偿电路优选地适于向第一回路部分提供有源驱动电流。在示例中，可以以与谐振器电路的(自然)谐振频率匹配的频率来提供有源驱动电流。

衰减补偿电路可以例如包括有源振荡器。

如上所述，第一回路部分与第二回路部分的间距确保了由第二回路产生的主要表面涡电流使第一回路相对不受影响。相对于回路与被探测的身体表面之间的间距，两个回路的导体线的间距在这种效应中是重要因数。

因此，在有利的实施例中，感应式装置可以包括具有用于施加到入射组织表面上的组织接触区域的支撑结构，第一回路部分和第二回路部分被安装到支撑结构并且被定向为在所述接触区域的方向上输出和接收磁信号，并且被布置成使得形成第一回路和第二回路中的每一个的相应导体线之间的平均间距等于或大于第二回路部分与接触区域之间的距离。

平均间距可以指间距的算术平均值。

例如，平均间距可以通过将围绕两个回路的整个周边的两个回路的导电线之间的径向间距求和并求平均来确定。例如，这可以包括对围绕导电线的径向间距进行积分，并除以回路中的一个的周长。

第一回路和第二回路可以例如被定向成面向接触区域。

因此，在使用中，该实施例相对于至少第二回路与被探测的组织表面的分隔配置两个回路的径向分隔(具体是在两个回路的导电线之间)。

通过将第一(谐振)回路的导线放置得与第二(有源控制)回路的导线相距足够远(至少等于到组织表面的距离或比到组织表面的距离更远)，减少了通过相应的回路对来自表面的不需要的表面场(由主要的第一回路产生的)的拾取。因此，进一步降低了传感器的运动灵敏度，其主要是对源自组织表面的不需要的次级磁场的变化的灵敏度。

限定回路的线之间的平均间距考虑到线可能不是完全同心或对齐的事实。因此，线之间的分隔可以在围绕相应的回路周边的不同点处变化。平均间距是重要的量度。

如上所述，该装置还可包括信号处理装置，谐振器电路的输出联接到信号处理装置，并且信号处理装置适于基于信号输出来确定一个或多个生理参数的量度。

具体地，信号处理装置优选地被配置成分析谐振器电路的(谐振)频率，并且基于所述频率来确定生理参数的量度。

替代性地，信号处理装置可以被配置成分析谐振器回路(第一回路部分)的振荡幅度，并基于所述幅度来确定生理参数的量度。

根据一个或多个实施例，谐振器电路的电容器可以具有可控制的电容。由于谐振器电路的谐振频率可以被调谐或被调节或被配置成适合不同的特定应用，因此这增加了装置的灵活性。

根据一个或多个有利的实施例，该装置可以包括联接到第二回路部分的另一电容器。

这增加了减少有源缓冲部件中的热耗散的次要益处。具体地，在第二回路部分中电流的来回反转期间，第二回路部分的磁场的能量在每个振荡周期被暂时存储在电容器中。这减少了电压至电流放大器的热耗散。

该另一电容器可以有利地被构造成具有一定数值的电容，以限定与第一回路部分的固有振荡频率匹配的第二回路部分的振荡频率。

通过定制第二回路的电容器的电容(例如通过微处理器控制)，使第二回路以第一回路部分的固有振荡频率或接近第一回路部分的固有振荡频率操作，电压至电流放大器中的热耗散被降到最小。这在低功耗很重要的应用中(例如，对于电池容量有限的可穿戴感应式传感器)特别有利。

在不存在电容器的情况下，放大器将需要在每个周期上施加强迫，以例如迫使从第一回路接收的频率变为第二回路的谐振频率(即，以克服它们之间的差异)。这将产生热量并消耗功率。

固有振荡频率是指电自谐振频率。不存在电容器的第二回路通常具有很高的固有频率。通过添加调谐电容器，可以将径向频率降低，尤其是降低ω₀＝(LC)^-1/2的量，其中L是回路的电感，C是回路和添加的调谐电容器的总电容。它可以被减小，使得第二回路的固有频率接近第一回路的固有频率。由此减少了放大器的所需功，并且相应地减少了功耗。

用于第二回路部分的另一电容器可以具有可控制的电容。

这增加了装置的灵活性，因为第二回路可以被配置成例如匹配谐振器电路的不同的可能谐振频率。

可以动态地调节电容器的电容(例如，使用处理器或控制器)，以维持第二回路部分的操作频率与第一回路部分的操作频率基本匹配。

该装置可以被配置成使得第一回路部分和第二回路部分占据共同的平面。这是有利的，因为这样的布置结构使形状因数最小化。

例如，该装置可以包括第一回路部分和第二回路部分安装到其上的支撑部分或支撑结构。支撑部分然后可以具有被布置成占据共同平面的第一回路部分和第二回路部分。

第一回路部分和第二回路部分还可以被嵌置另一回路中(即，一个回路被布置在另一回路内)。自然地，这需要一个回路的半径小于另一个回路的半径。优选地，第二回路部分被嵌置在第一回路部分内。因此，第一回路和第二回路形成嵌套的回路布置结构。例如，两个回路可各自限定(划定)内部区域，并且其中一个回路的内部区域被完全包围在另一回路的内部区域内。例如，一个回路可以具有较小的半径，并且具有与另一个回路(较大的半径)的内部区域完全重叠的内部区域。

这样的嵌套装置有利地节省了空间。在这种情况下，两个回路的相应导电线之间的径向间距可以由两个回路的半径上的差异来提供。

根据一个或多个示例，由第一回路部分和第二回路部分中的每一个限定的相应内部区域可以被布置成部分地重叠，使得第一回路部分和第二回路部分的导电线在两个或更多个点处交叉。在这种情况下，回路可以部分重叠并且部分不重叠。

根据本发明的另一方面的示例提供了一种感应式感测方法，其包括将电磁信号耦合到介质中，该方法利用回路布置结构，该回路布置结构包括：

第一回路部分，其与电容器联接以形成谐振器电路，以及

第二回路部分，

形成第一回路部分和第二回路部分的相应导体线，第一回路部分和第二回路部分被彼此径向地间隔开，并且

谐振器电路的输出经由有源缓冲部件电连接到第二回路部分，该有源缓冲部件适于实现电压至电流放大，以及

该方法包括借助于有源缓冲部件的输出来驱动第二回路部分中的交流电流。

上面关于本发明的装置方面描述的选项和实施例可以同样的优点应用于本发明的上面概述的方法方面。

根据一组有利的实施例，该方法包括相对于待检查的介质表面保持所述回路布置结构，使得从第二回路部分到介质表面的距离等于或小于第一回路部分和第二回路部分的导电线之间的最小间距。

因此，这提供了上述有利的相对间距布置结构，其中，回路部分与被探测表面之间的最小间距小于或等于回路本身的导电线之间的间距。同样，导电线之间的间距可以由安装有回路的支撑结构来限定，或者可以由用户在其中保持该装置的构造来限定。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得明显。

附图说明

为了更好地理解本发明，并更清楚地显示如何实施本发明，现在将仅以举例的方式参考附图，其中：

图1示出了根据一个或多个实施例的示例性感应式感测装置；

图2更详细地示出了图1的示例性感测装置的电路布置结构；

图3示意性地描绘了容纳根据一个或多个实施例的示例性感测装置的示例性支撑结构；

图4示出了根据各种可能的示例性实施例的用于示例性感测装置的各种不同的布置结构；和

图5示出了用于示例性感测装置的另一示例性布置结构，其具有部分地重叠的第一回路部分和第二回路部分。

具体实施方式

将参考附图描述本发明。

应理解的是，详细描述和具体示例虽然指示了设备、系统和方法的示例性实施例，但是仅意图用于例示说明的目的，而不意图限制本发明的范围。根据以下描述、所附权利要求和附图，将更好地理解本发明的设备、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点。应理解，附图仅是示意性的，并且没有按比例绘制。还应理解，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。

本发明提供一种感应式感测装置，其包括第一回路和第二回路，第一回路与电容器联接以形成谐振器电路，并且谐振器电路和第二回路经由有源缓冲部件联接。有源缓冲部件提供电压至电流放大，并且缓冲部件的输出驱动第二回路中的电流。形成第一回路部分和第二回路部分中的每一个的导电线被径向间隔开。

在有利的示例中，第二回路部分具有比第一回路部分小的半径，并且被嵌置在第一回路部分内。

感应式感测领域的最新创新已实现了对内部解剖结构(例如心脏和肺)的机械活动进行简单的非接触式测量。这样的传感器可以有利地实现在可穿戴式患者监护仪、非接触式患者监护中，并且还用于快速抽查测量。

感应式感测的工作原理基于法拉第定律。振荡的初级磁场通过产生回路产生，并通过法拉第感应定律在被探测的组织中感应出涡电流。涡电流产生次级磁场，该次级磁场由拾取回路检测到。例如，呼吸、心脏收缩和主动脉或其他动脉扩张改变了被探测的导电结构的几何形状，这些也改变了涡电流，从而改变了次级磁场。因此，这可以在由拾取回路检测到的信号中检测到。

例如，最近的研发通过将工作频率转移到50-500MHz的新范围，以及通过以精密的方式使电子装置免受电气干扰，已经极大地提高了信号强度。本发明人已经发现，作为谐振器的一部分以单个回路操作的感应式传感器提供了最强的信噪比。

如上所述，已知的单回路传感器的不足是对由主要的表面涡电流引起的运动伪影具有非常大的敏感性。本发明的感应式感测装置基本上消除了这个问题。

综上所述，本发明的装置的益处可总结如下：

由缓冲元件提供的放大意味着第二回路是表面涡电流的主要源；

两个回路之间的间距意味着这些主要的表面涡电流以显著的方式仅影响第二回路；

两个回路之间的缓冲意味着第二回路中的表面涡电流的影响被隔离以免影响谐振器频率(其输出提供测量信号)；

然而，经由缓冲元件的弱耦合确保了两个回路同步操作，这避免了两个回路之间的干扰；具体地，避免了谐振器频率被从主要的第二回路耦合的异相磁信号支配。

图1示出了根据本发明的一个或多个实施例的示例性感应式感测装置12，该装置用于将电磁信号感应地耦合到介质中并从介质中感应地耦合出。

感应式感测装置12包括第一回路部分16和第二回路部分24。第一回路部分与电容器18联接以形成谐振器电路20。谐振器电路的谐振频率(至少部分地)由谐振器电路的电容限定。

第一回路部分和第二回路部分中的每一个由导电线(例如，导线)形成的闭合的单匝回路形成。

第一回路部分16和第二回路部分24的相应导体线在径向上彼此间隔开。在图1的示例中，通过具有比第一回路部分更小的半径并且被布置成嵌置在第一回路部分内(即在第一回路部分内部)的第二回路部分，有利于径向间距。例如，第二回路部分24的相应内部区域被完全容纳在较大半径的第一回路部分16的内部区域内。但是，这种特定的布置结构不是必需的(将在下面进一步概述)。在该示例中，两者占据共同的平面，但这也不是必需的，并且例如，两者可以替代性地彼此轴向移位。

谐振器电路20的输出经由有源缓冲部件28电连接到第二回路部分24。该缓冲部件提供缓冲功能，该缓冲功能实现了谐振器电路与第二回路部分的单向电隔离，使得谐振器电路20与第二回路部分24中的电波动隔离。

有源缓冲部件28还适于实现电压至电流放大，并且有源缓冲部件的输出用于驱动第二回路部分24中的交流电流。

如前所述，缓冲部件是一类众所周知的电气部件，本领域技术人员将意识到用于实现这种部件的装置。缓冲部件在本领域中另外被称为缓冲放大器，或简称为缓冲器。例如，在当前情况下，使用适于实现电压至电流放大的缓冲器。通常，缓冲部件是提供从一个电路(或电路的一部分)到另一电路的电阻抗转换的电气部件，其目的是防止信号源受到负载可能产生的任何电流(或电压，对于电流缓冲器而言)的影响。信号被从负载电流“缓冲”。存在两种主要类型的缓冲器：电压缓冲器和电流缓冲器。

在当前情况下，第一回路部分24被从第二回路部分中的电流波动缓冲。因此，在这种情况下，第二回路部分可以被理解为“负载”。

有源缓冲部件28可以包括连接到电压至电流放大器的电压缓冲器，从而实现缓冲和放大功能。电压至电流放大器是有益的，因为它有助于产生使第二回路部分(发射回路)振荡所需的电流。

在一些示例中，有源缓冲部件28可以包括连接到电压至电流放大器的运算放大器。

在所示的示例中，第一回路部分涵盖谐振器电路，还设置有电磁屏蔽元件34，该电磁屏蔽元件34被布置成对第一回路部分和电容器18提供屏蔽以免受电场的影响。屏蔽元件可以例如是屏蔽板或屏蔽体。它可以由金属形成。它可以界定穿过元件主体的一个或多个狭缝或开口，以抑制在屏蔽元件中形成涡电流，从而避免干扰磁场。然而，屏蔽元件是可选的，并且不固有地与感测装置的功能相关联。

如图1所示，屏蔽元件34可选地接地，而谐振器电路20不接地。屏蔽元件34和第一回路部分16被诸如电介质层的绝缘间隔介质隔开。

有源缓冲部件28的输出还联接到信号输出连接器30，其用于连接到信号处理装置。可选地，感应式装置12可以包括信号处理装置，该信号处理装置用于分析谐振器电路的频率，并基于此来得到一个或多个生理参数的量度。

在使用中，谐振器20在所述输出连接器30处输出的信号可以由信号处理装置(包括例如控制和读出电子装置)分析。关于被探测的身体的信息，例如心脏和/或呼吸信息，将出现在谐振器振荡频率中，其可以由信号处理装置测量。具体地，关于被探测的介质的信息可以作为谐振器电路的频率变化而被检测到。

例如，可以以谐振器电路20的频率中的虽然小但清晰可检测的变化来看到心脏脉冲，并且可以以谐振器电路20的频率中的较大、较慢的变化来检测呼吸。

在图1的示例中，该装置被配置成使得第一回路部分和第二回路部分24占据共同的平面，并且还使得第二回路部分24小于第一回路部分并且嵌置在第一回路部分内。这提供了空间紧凑的布置结构。

图2更详细地示出了图1的示例性感应式感测装置的电路布置结构。

示出了有源缓冲元件28。电压至电流放大与谐振器电路20和第二回路部分24之间的缓冲被结合在一起提供。

如前一部分所述，在一个优选实施例中，第一回路部分16和第二回路部分24以磁耦合的关系布置(即，第一回路部分被布置成与第二回路部分磁耦合)，使得在使用中，有源缓冲部件28驱动第二回路部分中的电流而在第一回路部分中磁性地感应出同步电流。这样的磁耦合关系可以通过回路的各种不同的相对空间布置结构来实现。在图1和图2的示例中，回路被布置成共面并且彼此嵌套。然而，如下面更详细地讨论的，磁耦合也可以在回路被布置成彼此相邻(即，并排)的示例中实现。

这样的布置结构提供了第二个优点，即，不需要存在与谐振器电路20联接以发起和/或维持谐振器的振荡的衰减补偿器(例如有源振荡器)。相反，谐振器由于与第二回路的磁耦合而振荡，第二回路由有源缓冲元件28驱动。

可选地不存在专用的衰减补偿器的优点包括：首先，不需要用于谐振电路的专用的振荡器驱动器，这节省了功率并且由于零件的减少而降低了成本。另外，当谐振器开始振荡时，立即建立了第一回路16和第二回路24之间的同步，这与由于经由回路的缓冲耦合使同步稳定而存在的小延迟相反。此外，在保持对磁场的敏感性的同时，使电场敏感性最小化。

这是因为诸如驱动振荡器或其他衰减补偿元件之类的有源驱动部件通常将寄生电容引入谐振器。此类寄生电容对源自于与任何邻近物体(例如，在这种情况下，被探测的身体的表面)的电容性耦合的电场敏感。因此，不存在用于谐振器回路(第一回路部分)的驱动部件，大大减少了与被探测的身体表面的破坏性电容耦合。

电场对于感应式感测没有用，并且会在感测到的信号中引入噪声。

在先前的无关领域中，例如所谓的阿姆斯特朗振荡器，已经使用磁反馈来开始振荡。然而，该原理从未在感应式感测装置(如在本发明的实施例中)的情景中应用。具体地，对于已知的阿姆斯特朗振荡器，对与外部主体的感应式和电容式耦合的敏感性被认为是有害的，并且电路被配置成使这种耦合最小化。相比之下，对于本发明的实施例，与外部主体的磁耦合是该装置的目的。

因此，在本发明的实施例中，在一些示例中可以有利地使用相对较大的、可选地电屏蔽的单绕组回路。相比之下，已知的阿姆斯特朗振荡器通常包括小的多绕组回路。

例如，对于根据本发明的实施例的感应式传感器(例如，用于生命体征监测的目的)，典型的回路直径可以在1cm至5cm之间。通常，回路的直径可以大于约1cm。回路优选地仅具有一个绕组。直径大于1cm且具有单个绕组的回路对于在阿姆斯特朗振荡器中使用将是无益的，因为这会使电子装置体积过大，并还导致与外部主体的耦合增加，这对于阿姆斯特朗振荡器是不利的。

所描述的磁耦合关系对于本发明不是必需的。本发明构思的益处与这样的特征没有密不可分的联系。替代性地，例如可以替代地设置专用的衰减补偿电路，以用于发起或维持谐振器电路20中的振荡。例如，可以提供振荡器以发起和/或维持谐振器电路的振荡。

图2示意性地描绘了这样的可选的衰减补偿电路32，其电联接到谐振器电路20，被配置成有源地补偿谐振器电路中的电流的衰减。衰减补偿电路在示例中可以包括振荡器电路。

例如，如果第二(被驱动)回路24和第一(谐振)回路16之间的直接磁耦合太弱或太不稳定，以致谐振器电路20无法单独经由该耦合开始振荡，则可以通过提供与谐振器电路电联接的专用衰减补偿电路32而使该电路更稳健。在这种情况下，该装置不再依赖于第二回路24和第一回路16之间的直接磁耦合。

根据一组有利实施例，示例性感应式感测装置的电路还可包括连接在有源缓冲部件28和第二回路部分24之间的可调节或可调谐的相位延迟元件。可调节的相位延迟元件在将输出提供给第二回路部分之前给有源缓冲部件28的信号输出施加可调节的(例如，用户可调节的)相位延迟。

例如，这可以允许任何相位延迟(例如，由有源缓冲部件28或与第二回路的连接引起的)得到补偿。具体地，相位延迟元件可以被配置成施加相位延迟，使得提供给第二回路部分的输出信号与第一回路部分的振荡(即电流)同相(或者具有2π或其倍数的固定的相位偏移)。这是有利的，因为为了使两个回路中的振荡开始并稳定且彼此同步地继续，应满足巴克豪森准则。优选地，这要求第一回路部分和第二回路部分的振荡(即电流)同相(或分隔开为2π的倍数的固定相位延迟)。

在使用中，使装置12的第一回路部分16和第二回路部分24保持接近所关注的身体或介质，并且第二回路部分由有源缓冲部件驱动，在优选示例中这随后通过磁耦合引发谐振器电路20的振荡。第二回路部分和谐振器电路的第一回路部分都产生激励信号，该激励信号被引导到被探测的组织中。如上所述，由于有源缓冲器部件28所提供的放大，第二回路部分24由于在该回路中的较高幅度的电流，因此提供了发射或激励信号的主要源。

来自两个回路的信号进入被探测的组织。第二回路部分支配在被探测的组织中感应出的涡电流。感应出的涡电流产生次级磁场。这些次级场由第二回路部分24和谐振器电路20两者感测到。但是，由于谐振效应(其有效地放大了在该电路的第一回路16中的感应出的感抗信号)，在谐振器电路20中拾取强度要大得多。尽管在第一回路中拾取强度更大，但由于第二回路与主要的表面涡电流信号之间的径向接近度较大，因此在第二回路中对运动伪影(即，回路相对于表面的移动)的灵敏度要高得多。

此外，仅将在第一回路部分(谐振器电路)处感测到的信号用于信号测量，这些信号被提供给该装置的输出连接器30。具体地，在谐振器电路处感测到的信号引起谐振器的振荡频率的变化，该变化可以由信号处理电子装置感测到。通过缓冲部件28防止了在第一回路部分处感测到的信号影响第一回路部分的频率。此外，通过由放大缓冲器部件施加的强迫来有源地对在第二回路24的电流中感应出的任何变化进行过载，这在第二回路中保持稳定的电流频率。因此，在第二回路处感测到的信号被有效地折减或丢弃，并且不用于测量。

根据有利的示例，感应式感测装置22可以用于感测生理参数和特性，例如受试者体内的空气、流体和/或组织的移动。该系统尤其可以有利地应用于感测例如呼吸移动。

在这些示例中，该装置允许通过感测由这些移动引起的信号的反射感抗中的调制来感测空气、流体和/或组织的移动(例如，由呼吸或心脏跳动引起的)。

根据一个或多个实施例，该装置可以包括用于以特定的有利布置结构来安装部件的支撑结构。

图3示出了示例性感应式感测装置12，其包括壳体48形式的支撑结构，第一回路部分和第二回路部分(以及图1和图2的联接的电路布置结构)安装在该支撑结构中。壳体48具有相对于壳体的组织接触区域52以限定的空间配置安装的第一回路部分16和第二回路部分24。组织接触区域由壳体的底部或基部形成，并且包括用于施加到入射组织54(或其他例如非有机体)表面的外部接触表面。仅示意性地示出了回路，并且未示出电路布置结构。

第一回路部分16和第二回路部分24安装在被定向成面向组织接触区域52的壳体48内，以便在所述接触区域的方向上输出和接收磁信号。形成第一回路16和第二回路24的导体线之间的径向间距42等于或大于第二回路和第一回路与组织接触区域之间的距离44。

如上所述，根据本发明的任何实施例，感应式感测装置12还可包括信号处理装置，该信号处理装置被布置成接收谐振器电路20的输出作为输入。信号处理装置可以适于基于接收到的谐振器电路输出的被感测到的信号特性而得出一个或多个生理参数。这些例如可以包括一个或多个生命体征，例如心率、脉搏率、呼吸量、呼吸率、心搏量、心搏量变化、心输出量、或主动脉或动脉脉搏高度/压力/直径调制。

该装置可以是用于感测受试者身体的一个或多个生理参数的生理感应式感测装置。举例来说，生理参数可以包括上述的一个或多个生命体征。

优选地，信号处理装置被配置成基于检测到的谐振器电路的振荡频率的变化来确定一个或多个生理参数的量度。

用于实施信号处理的特定装置对于本发明来说不是必需的。举例来说，信号处理可以包括例如基于锁相环(PLL)的信号分析器。可以替代性地或附加地使用对技术人员来说明显的任何其他信号处理装置。

根据一个或多个示例，感测装置12可以可选地包括联接至第二回路部分24的另一电容器。这在减小有源缓冲部件28的热耗散方面提供了优点。尤其是，在第二回路24中电流的来回反转期间，第二回路的磁场能量在每个振荡周期期间被暂时存储在电容器中。这减少了电压至电流放大器的热耗散。

例如，第二回路24的电容器的电容可以例如由微处理器选择或配置，使得第二回路以第一回路部分16的振荡频率或接近第一回路部分16的振荡频率来操作。在这种情况下，有源缓冲部件28上的热耗散最小。例如，在低功耗很重要的应用中(例如，在电池容量有限的可穿戴传感器的情况下)，这是特别有利的。

在一些示例中，用于第二回路部分的电容器可以是具有可调节或可控制的电容的可调节或可调谐的电容器。可以动态地调节电容器的电容(例如，利用微处理器)，使得第二回路部分的操作频率与第一回路部分的操作频率基本匹配。

在不存在电容器的情况下，可能在每个周期上需要有源缓冲部件来施加强迫，例如以补偿回路的两个频率之间的差异。这将产生热量并消耗功率。

在第二回路部分上的可调节的电容器，例如动态可调节电容器，允许第二回路的固有频率接近第一回路的固有频率。由此减少了有源缓冲放大器的所需功，并相应地降低了功耗。

第一回路部分16和第二回路部分24的相对定位对于本发明来说不是关键的。但是，第一回路和第二回路的导线应在径向上间隔开(即，不接触)。如所讨论的，优选地，导线之间的最小间距应当大于到被探测的身体表面的距离。这可以通过如上所述的合适的壳体或支撑结构来实现。

在不同的示例中，第二回路24可以例如在第一回路16的外部或在第一回路的内部。例如，在图4(a)-(h)中通过图示的方式示出了许多可能的布置结构。另一选择(未示出)是将第一回路部分16布置在第二回路部分24的内部。

图4(a)-(d)示出了各种布置结构，每个布置结构具有联接到由第一回路部分16形成的谐振器电路的衰减补偿电路32。图4(a)-(d)示出了具有在第一回路部分16的外部或内部的第二回路部分24，并且第二回路部分24包括或不包括专用的另一电容器的各种选择。在提供另一电容器的情况下，该另一电容器被示为与控制电子装置62电连接以配置该电容器。在这种情况下，电容器具有可控的电容，例如，由控制电子装置中包含的微处理器来控制。控制电子装置62还包括信号处理装置，用于分析由第一回路部分16形成的谐振器电路的信号输出，为此目的，有源缓冲元件的输出被联接到控制电子装置中。

应注意的是，衰减补偿电路32用符号“-R”表示，因为该部件通常可以被理解为提供有效的负电阻，以补偿谐振器中的损耗。如上所述，在示例中，这可以例如由有源驱动振荡器来促进。

图4(e)-(h)示出了与图4(a)-(d)中相同的回路定位变化以及是否存在另一电容器的变型，但只是没有设置被联接到由第一回路部分16形成的谐振器电路的衰减补偿电路。

根据另一组有利的示例，第一回路部分16和第二回路部分24可具有部分重叠的相应内部区域，使得它们的相应导体线在两个或更多个点处交叉。因此，两个回路被彼此径向偏移。在图5中示意性地示出了这种布置结构的示例。

可以看出，在该示例中，尽管两个回路部分地重叠，但是回路的导电线没有精确或完全径向重叠，即，回路被彼此径向偏移。回路部分地重叠，且部分地不重叠。因此，第一回路部分16和第二回路部分24的相应导电线不围绕每个回路部分的整个周边彼此径向地间隔开，而仅在某些部分上彼此径向地间隔开，并且相应的导体线在两个点处交叉。

在所示的布置结构中，每个回路16、24的导电线靠近另一回路所包围的内部区域的中心点或中心区域经过。这具有另外的优点，即，可以使回路之间的破坏性直接耦合最小化。这意味着可以增强缓冲放大器的增益，而不会由于直接耦合而导致放大器的幅度不受控制或失控的危险。这种增强的增益是有益的，以便与第一(感测)回路部分相比，使第二(发射)回路部分中的电流最大化(这样，第二回路在发射信号方面是主要的)。

在该示例中，形成第一回路部分和第二回路部分的相应导体线之间的径向间距是非均匀的，即，径向间距在回路周围的不同点处变化。

根据一个或多个示例，可以提供一种用于控制或协调该装置的感应式感测功能的控制器。例如，这可以被配置成执行用于操作传感器装置的控制程序，可选地响应于从用户或操作员接收到的输入控制命令。为此可以提供用户接口装置，例如，控制接口，例如控制面板或触摸屏或应用程序(app)。

可以用软件和/或硬件以多种方式来实现控制器，以执行所需的各种功能。处理器是控制器的一个示例，该控制器采用一个或多个微处理器，该微处理器可以使用软件(例如，微代码)进行编程以执行所需的功能。然而，控制器可以在采用或不采用处理器的情况下实现，并且还可以作为执行一些功能的专用硬件与执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关电路)的组合来实现。

可以在本公开的各种实施例中采用的控制器部件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。

在各种实施方式中，处理器或控制器可以与一种或多种存储介质(诸如易失性和非易失性计算机存储器，诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM)相关联。可以用一个或多个程序对存储介质进行编码，当在一个或多个处理器和/或控制器上执行该程序时，该程序执行所需的功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内，或者可以是可移动的，使得可以将存储在其上的一个或多个程序加载到处理器或控制器中。

根据本发明的另一方面的示例提供了一种感应式感测方法，其包括将电磁信号耦合到介质中，该方法利用回路布置结构，该回路布置结构包括：

第一回路部分16，其与电容器联接以形成谐振器电路20，以及

第二回路部分24，

形成第一回路部分和第二回路部分的相应导体线，第一回路部分和第二回路部分被彼此径向地间隔开，并且

谐振器电路的输出经由有源缓冲部件28电连接到第二回路部分，该有源缓冲部件28适于实现电压至电流放大，且

该方法包括借助于有源缓冲部件的输出来驱动第二回路部分中的交流电流。

根据有利的实施例，该方法可包括相对于待被检查的介质表面保持所述回路布置结构，使得从第二回路部分24到介质表面的距离等于或小于第一回路和第二回路的导体线之间的最小间距。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，单词“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储在/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其一部分提供的光学存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式分发，例如通过因特网或其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种用于将电磁信号感应地耦合到介质中并从所述介质中感应地耦合出的感应式感测装置(12)，所述装置包括：

谐振器电路(20)，其由与电容器(18)联接的第一回路部分(16)形成；和

第二回路部分(24)；

形成所述第一回路部分和所述第二回路部分的相应导体线，所述第一回路部分和所述第二回路部分沿着所述导体线的至少多个部分被彼此径向地间隔开；和

有源缓冲部件(28)，所述谐振器电路的输出经由所述有源缓冲部件电连接到所述第二回路部分，所述有源缓冲部件适于实施电压至电流放大，并且所述有源缓冲部件的输出被配置成驱动所述第二回路部分中的交流电流。

2.根据权利要求1所述的装置(12)，其中，每个回路部分(16、24)由单匝回路形成。

3.根据权利要求1或2所述的装置(12)，其中，所述谐振器电路(20)的输出还联接至信号输出连接器，以与信号处理装置连接。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置(12)，其中，所述感应式感测装置还包括电联接到所述谐振器电路(20)的衰减补偿电路，所述衰减补偿电路被配置成有源地补偿所述谐振器电路中的电流的衰减。

5.根据权利要求4所述的装置(12)，其中，所述衰减补偿电路包括振荡器，所述振荡器适于向所述第一回路部分(16)提供有源驱动电流。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的装置(12)，其中，所述装置包括具有用于施加到入射组织表面的组织接触区域的支撑结构，所述第一回路部分和所述第二回路部分(24)被安装到所述支撑结构上，并被定向成在所述接触区域的方向上输出和接收磁信号，并且被布置成使得形成所述第一回路部分和所述第二回路部分的导体线之间的平均径向间距等于或大于所述第二回路部分与所述组织接触区域之间的距离。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的装置(12)，其中，所述装置还包括信号处理装置，所述谐振器电路(20)的输出被联接到所述信号处理装置，所述信号处理装置适于基于所述信号输出来确定一个或多个生理参数的量度。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的装置(12)，其中，所述装置包括联接到所述第二回路部分(24)的另一电容器。

9.根据权利要求8所述的装置(12)，其中，所述另一电容器被配置成具有一定数值的电容，以限定所述第二回路部分的振荡频率，所述第二回路部分的振荡频率与所述第一回路部分(16)的固有振荡频率匹配。

10.根据权利要求8或9所述的装置(12)，其中，所述另一电容器具有可控的电容。

11.根据权利要求1-10中的任一项所述的装置(12)，其中，所述装置被配置成使得所述第一回路部分和所述第二回路部分(24)占据共同的平面。

12.根据权利要求1-11中的任一项所述的装置(12)，其中，所述第一回路部分和所述第二回路部分(24)中的一个被嵌置在另一个内部。

13.根据权利要求1-12中的任一项所述的装置，其中，由所述第一回路部分和所述第二回路部分中的每一个限定的相应内部区域部分地重叠，使得所述第一回路部分和所述第二回路部分的导体线在两个或更多个点处交叉。

14.一种感应式感测方法，其包括将电磁信号耦合到介质中，所述方法利用回路布置结构，所述回路布置结构包括：

第一回路部分(16)，其与电容器联接以形成谐振器电路(20)，以及

第二回路部分(24)，

形成所述第一回路部分和所述第二回路部分的相应导体线，所述第一回路部分和所述第二回路部分沿着所述导体线的至少多个部分被彼此径向地间隔开，且

所述谐振器电路的输出经由有源缓冲部件(28)电连接到所述第二回路部分，所述有源缓冲部件适于实施电压至电流放大，并且

所述方法包括借助于所述有源缓冲部件的输出来驱动所述第二回路部分中的交流电流。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法包括相对于待检查的介质表面保持所述回路布置结构，使得从所述第二回路部分(24)到所述介质表面的距离等于或小于所述第一回路部分和所述第二回路部分的导体线之间的最小间距。

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