CN114942264A - 人体汗液离子浓度检测装置 - Google Patents
人体汗液离子浓度检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种人体汗液离子浓度检测装置。在使用时,刺激电极放电使得凝胶层释放促渗剂,促渗剂与人体皮肤接触后可以刺激人体皮肤流出汗液,无需采用刺激电极向人体放电的方式,避免对人体皮肤造成损伤。汗液通过离子选择性透过膜后,检测电极会根据不同浓度的离子对应地产生不同的检测电位。离子浓度检测回路计算出电位差后,将电位差发送给微控制器,不同的电位差对应于不同的离子浓度数据,微控制器获取到电位差后,便可以根据电位差得到对应的离子浓度数据,从而实现对人体汗液的刺激和检测。检测电极、参比电极以及刺激电极集成设置在凝胶层上,可以简化结构、节省空间。
Description
技术领域
本申请涉及穿戴设备技术领域,具体涉及人体汗液离子浓度检测装置。
背景技术
可穿戴传感技术可以持续监测个人的健康状况,对实现个性化医疗至关重要。电化学传感器与可穿戴传感技术相结合可以以非侵入方式监测体液中的分析物,从而动态监测个体的生理健康状态,非常适合连续监测。汗液中所产生的代谢物质非常丰富,能够相对容易地在皮肤毛孔排泄时进行无创收集,这类生物液体在健康诊断、运动监测等方面的应用十分有潜力。汗液是电化学传感应用中最容易获得的生物流体。一般来说,汗液中含有代谢物(如乳酸、葡萄糖、尿素、乙醇或皮质醇)、电解质(如钠、钾、氯、铵)、微量元素(如锌、铜)和少量大分子(如蛋白质、核酸、神经肽或细胞因子)。钠和氯是最普遍的人类汗液中的电解质,对渗透压的调节至关重要。汗水中钠和钾的过量流失会导致低钠血症、低钾血症、肌肉痉挛或脱水。钾离子的流失会影响心脏跳动,钠离子的流失会导致疲劳、肌肉痉挛,影响运动发挥。我们在看NBA、马拉松时,时常有运动员因为运动痉挛、肌肉扭伤而错过比赛,其实这是钠离子、钾离子失衡导致的。这时汗液检测的作用就能显现出来了,汗液检测能实时监测运动员的电解质平衡状况,提前预警,提醒运动员补充电解质。
可穿戴式体表汗液传感器需要贴在皮肤表面实现汗液的收集和分析,穿戴式柔性传感器更能满足这种非平面皮肤的要求。其可以在人体上任意位置以无创方式和按需(例如通过局部化学刺激)生成,非常适合连续监测。目前的可穿戴式体表汗液传感器需要向人体皮肤放电来刺激皮肤产生汗液,这会带来一定的痛感,也会对皮肤表层有一定的损伤,如何更安全地检测人体汗液的离子浓度,是本领域需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种人体汗液离子浓度检测装置,能够更安全地检测人体汗液的离子浓度。
第一方面,本申请提供的一种人体汗液离子浓度检测装置,包括:微控制器,配置为生成模拟信号;电流生成模块,包括一对刺激电极,所述电流生成模块与所述微控制器电连接,所述电流生成模块配置为:根据所述模拟信号生成促渗电流,并将所述促渗电流从所述刺激电极输出;凝胶层,掺杂有促渗剂,所述刺激电极贴覆在所述凝胶层的第一表面上,所述凝胶层的相对于所述第一表面的第二表面用于贴覆在人体皮肤上;以及离子浓度检测回路,包括检测电极和参比电极,所述检测电极和所述参比电极连接在所述凝胶层上,所述检测电极构造为与人体皮肤流出的汗液相互接触,所述检测电极上贴覆有离子选择性透过膜,所述参比电极的参比电位为预设电位值,所述离子浓度检测回路与所述微控制器电连接,所述离子浓度检测回路配置为:采集所述检测电极的检测电位,并根据所述检测电位和所述参比电位得到电位差,并将所述电位差发送给所述微控制器。
本方面在使用时,刺激电极放电使得凝胶层释放促渗剂,促渗剂与人体皮肤接触后可以刺激人体皮肤流出汗液,无需采用刺激电极向人体放电的方式,避免对人体皮肤造成损伤。汗液通过离子选择性透过膜后,检测电极会根据不同浓度的离子对应地产生不同的检测电位。离子浓度检测回路计算出电位差后,将电位差发送给微控制器,不同的电位差对应于不同的离子浓度数据,微控制器获取到电位差后,便可以根据电位差得到对应的离子浓度数据,从而实现对人体汗液的刺激和检测。检测电极、参比电极以及刺激电极集成设置在凝胶层上,可以简化结构、节省空间。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,还包括:上位机,配置为:根据用户输入生成配置数据,并将所述配置数据发送给所述微控制器;其中,所述微控制器进一步配置为:根据所述配置数据生成对应的所述模拟信号,并将所述电位差发送至所述上位机;所述上位机根据所述电位差得到对应的离子浓度数据。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,还包括:蓝牙模块,与所述微控制器电连接,所述蓝牙模块配置为与所述上位机进行远程通讯。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述凝胶层具有镂空区域,所述凝胶层具有多个小孔,所述小孔的一端开设在所述第二表面上,所述小孔的另一端连通至所述镂空区域中;所述镂空区域用于容纳人体皮肤排出的汗液,所述检测电极和所述参比电极均处于所述镂空区域中以与汗液接触。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述微控制器包括数模转换器,所述数模转换器输出所述模拟信号;所述电流生成模块包括:信号调理电路,串联在所述数模转换器上,所述信号调理电路配置为将所述模拟信号转换为对应的调制电压;压流转换电路,与所述信号调理电路串联,所述压流转换电路配置为将所述调制电压转换为恒定电流;以及电流保护电路,与所述压流转换电路串联,所述电流保护电路配置为将所述恒定电流的电流值限制在预设范围内。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述压流转换电路包括双运放压流转换电路,所述双运放压流转换电路包括:第一运算放大器,包括第一同相输入端、第一反相输入端以及第一运放输出端,所述第一反相输入端和第一同相输入端并联在所述信号调理电路的电压输出端上,所述第一运放输出端与所述电流保护电路串联;以及第二运算放大器,包括第二同相输入端、第二反相输入端以及第二运放输出端,所述第二同相输入端串联在所述第一运放输出端上,所述第二反相输入端串联在所述第一同相输入端上,所述第二运放输出端串联在所述第一同相输入端上。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述压流转换电路还包括:直流负反馈电阻Rs,串联在所述信号调理电路的电压输出端和所述第一反相输入端之间;射频电阻Rf,并联在所述第一反相输入端和所述第一运放输出端之间;第一电阻R1,串联在所述信号调理电路的电压输出端和所述第一同相输入端之间;第二电阻R2,串联在所述第一同相输入端和所述第二运放输出端之间;第三电阻R3,串联在所述第一运放输出端和所述电流保护电路之间;以及负载电阻RL,串联在所述第三电阻R3和所述电流保护电路之间。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述离子浓度检测回路还包括:第三运算放大器,包括第三同相输入端、第三反相输入端以及第三运放输出端,所述第三同相输入端与所述检测电极串联;第四运算放大器,包括第四同相输入端、第四反相输入端以及第四运放输出端,所述第四反相输入端与所述第三运放输出端串联;第五运算放大器,包括第五同相输入端、第五反相输入端以及第五运放输出端,所述第五同相输入端与所述参比电极串联,所述第五运放输出端与所述第四同相输入端串联;第六运算放大器,包括第六同相输入端、第六反相输入端以及第六运放输出端,所述第六同相输入端与所述第四运放输出端串联;以及第七运算放大器,包括第七同相输入端、第七反相输入端以及第七运放输出端,所述第七同相输入端与所述第六运放输出端串联,所述第七运放输出端与所述微控制器串联。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述离子浓度检测回路还包括:第八电阻R8,并联在所述第三反相输入端和所述第三运放输出端上;第五十二电容R52,并联在所述第三反相输入端和所述第三运放输出端上;第十电阻R10,串联在所述第三运放输出端和所述第四反相输入端之间;第十七电阻R17,并联在所述第五反相输入端和所述第五运放输出端上;第六十六电容C66,并联在所述第五反相输入端和所述第五运放输出端上;第十五电阻R15,串联在所述第五运放输出端和所述第四同相输入端之间;第九电阻R9,并联在所述第四反相输入端和所述第四运放输出端上;第五十三电容C53,并联在所述第四反相输入端和所述第四运放输出端上;第十三电阻R13以及第十四电阻R14,依次串联在所述第四运放输出端和所述第六同相输入端之间;第五十八电容C58,所述第五十八电容C58的一端串联在所述第十三电阻R13和第十四电阻R14之间,所述第五十八电容C58的另一端串联在所述第六运放输出端上,所述第六反相输入端和所述第六运放输出端连接;第五十五电容C55,并联在所述第五十八电容C58的两端上;第十一电阻R11以及第十二电阻R12,依次串联在所述第六运放输出端和所述第七同相输入端之间;第五十六电容C56,所述第五十六电容C56的一端串联在所述第十一电阻R11和第十二电阻R12之间,所述第五十六电容C56的另一端串联在所述第七运放输出端上,所述第七反相输入端和所述第七运放输出端连接;以及第五十四电容C54,并联在所述第五十六电容C56的两端上。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,还包括:穿戴件,与所述微控制器、所述电流生成模块、所述凝胶层以及所述离子浓度检测回路分别连接,所述穿戴件构造为穿戴在人体上。
附图说明
图1所示为本申请一实施例提供的一种人体汗液离子浓度检测装置的结构示意图。
图2所示为本申请另一实施例提供的一种人体汗液离子浓度检测装置的部分结构示意图。
图3所示为本申请另一实施例提供的一种人体汗液离子浓度检测装置的部分电路示意图。
图4所示为本申请另一实施例提供的一种人体汗液离子浓度检测装置的部分电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
图1所示为本申请一实施例提供的一种人体汗液离子浓度检测装置的结构示意图。本申请提供一种人体汗液离子浓度检测装置,如图1所示,包括微控制器1、电流生成模块2、凝胶层3以及离子浓度检测回路4。
微控制器1配置为生成模拟信号。电流生成模块2包括一对刺激电极 21,所述电流生成模块2与所述微控制器1电连接,所述电流生成模块2配置为:根据所述模拟信号生成促渗电流,并将所述促渗电流从所述刺激电极 21输出。
凝胶层3掺杂有促渗剂,所述刺激电极21贴覆在所述凝胶层3的第一表面上,所述凝胶层3的相对于所述第一表面的第二表面用于贴覆在人体皮肤5上。
离子浓度检测回路4包括检测电极41和参比电极42,所述检测电极41 和所述参比电极42连接在所述凝胶层3上,所述检测电极41构造为与人体皮肤流出的汗液相互接触,所述检测电极41上贴覆有离子选择性透过膜,所述参比电极42的参比电位为预设电位值,所述离子浓度检测回路4与所述微控制器1电连接,所述离子浓度检测回路4配置为:采集所述检测电极 41的检测电位,并根据所述检测电位41和所述参比电位42得到电位差,并将所述电位差发送给所述微控制器1。
本实施例在使用时,刺激电极21放电使得凝胶层3释放促渗剂,促渗剂与人体皮肤5接触后可以刺激人体皮肤5流出汗液,无需采用刺激电极 21向人体放电的方式,避免对人体皮肤5造成损伤。汗液通过离子选择性透过膜后,检测电极41会根据不同浓度的离子对应地产生不同的检测电位,该技术为现有技术,在此不再赘述,离子选择性透过膜可选用聚酰亚胺(PI) 衬底。离子浓度检测回路4计算出电位差后,将电位差发送给微控制器1,不同的电位差对应于不同的离子浓度数据,微控制器1获取到电位差后,便可以根据电位差得到对应的离子浓度数据,从而实现对人体汗液的刺激和检测。并且,检测电极41、参比电极42以及刺激电极21集成设置在凝胶层3 上,可以简化结构、节省空间。
具体的,可以在凝胶层3的第一表面上设置集成板100,并且将上述的一对刺激电极21设置在集成板100上,从而进一步提高集成性,也使得刺激电极21不会脱落或移位。
具体的,该人体汗液离子浓度检测装置用于汗液中Na+,K+的浓度测量。当出汗开始时,测量参比电极和工作电极之间的电位差。电位差在电流刺激20分钟稳定下来,表明已经产生了足够的汗液。可以在微控制器1中设置一个模拟开关,当检测到的离子浓度达到设定的阈值后,就中止电流刺激。阈值可以根据不同受试者自身的情况确定,一般来说人体汗液中Na离子均值是80.4mmol,K离子均值是12.4mmol。对于出汗量较大的运动员来说,可以适当提高对应的阈值。
在一实施例中,如图1所示,该人体汗液离子浓度检测装置还包括上位机6,上位机6配置为:根据用户输入生成配置数据,并将所述配置数据发送给所述微控制器。其中,所述微控制器1进一步配置为:根据所述配置数据生成对应的所述模拟信号,并将所述电位差发送至所述上位机6。所述上位机6根据所述电位差得到对应的离子浓度数据。
本实施例中,通过上位机6,可以实现根据用户设定而生成对应的模拟信号,不同的模拟信号对应于不同的促渗电流,从而实现对促渗电流的大小可调节化。此外,离子浓度数据和电位差的对应关系预先存储在上位机6中,上位机6根据电位差可以计算得到对应的离子浓度数据,可以使得该人体汗液离子浓度检测装置能够更智能地对汗液进行检测。
在一实施例中,该人体汗液离子浓度检测装置还包括蓝牙模块,蓝牙模块与所述微控制器电连接,所述蓝牙模块配置为与所述上位机进行远程通讯。蓝牙模块可以实现上位机和微控制器进行远程通讯。
图2所示为本申请另一实施例提供的一种人体汗液离子浓度检测装置的部分结构示意图。在一实施例中,如图1和图2所示,所述凝胶层3具有镂空区域31,所述凝胶层3具有多个小孔32,所述小孔32的一端开设在所述第二表面上,所述小孔32的另一端连通至所述镂空区域中。所述镂空区域31用于容纳人体皮肤5排出的汗液,所述检测电极41和所述参比电极 42均处于所述镂空区域31中以与汗液接触。
本实施例在使用时,人体皮肤5排出的汗液可以通过小孔32进入镂空区域31中,进入镂空区域31的汗液与检测电极41接触,汗液中的不同的离子浓度能够使得检测电极41上的电位不同,从而实现对汗液的检测。并且,镂空区域31可以容纳刺激得到的汗液,避免汗液外泄。
在一实施例中,所述微控制器包括数模转换器(DAC),所述数模转换器输出所述模拟信号。所述电流生成模块包括信号调理电路、压流转换电路以及电流保护电路。信号调理电路串联在所述数模转换器上,所述信号调理电路配置为将所述模拟信号转换为对应的调制电压。压流转换电路与所述信号调理电路串联,所述压流转换电路配置为将所述调制电压转换为恒定电流。电流保护电路与所述压流转换电路串联,所述电流保护电路配置为将所述恒定电流的电流值限制在预设范围内。
本实施例中,信号调理电路可采用现有的模拟信号转化为调制电压的电路,压流转换电路可采用现有的稳流电路,电流保护电路可采用现有的保护电路。一般的,电流保护电路将恒定电流的电流值限制在≤5mA的范围内较佳,能够保证穿戴者的安全。
图3所示为本申请另一实施例提供的一种人体汗液离子浓度检测装置的部分电路示意图。在一实施例中,如图3所示,所述压流转换电路包括双运放压流转换电路,所述双运放压流转换电路包括第一运算放大器601以及第二运算放大器602。
第一运算放大器601包括第一同相输入端、第一反相输入端以及第一运放输出端,所述第一反相输入端和第一同相输入端并联在所述信号调理电路的电压输出端上,所述第一运放输出端与所述电流保护电路串联。
第二运算放大器602包括第二同相输入端、第二反相输入端以及第二运放输出端,所述第二同相输入端串联在所述第一运放输出端上,所述第二反相输入端串联在所述第一同相输入端上,所述第二运放输出端串联在所述第一同相输入端上。
本实施例中,信号调理电路输出的电压为UDAC,是一个恒压,由直流电压代替。假设理想运算放大器U1和U2均工作在线性区,U1的输出电压为Ua,U2同向端和反相端的电压分别为U2+和U2-,则可以计算得到U2同向端电压为:
即U2输出端电压为:
由于U1的同向端电压是由U2输出端电压分压得到,故有:
U1的反相端电压为:
运算放大器U1工作在线性区时,满足条件U1+=U1-,即:
可得:
由此可得电路的输出电流为:
在电路设计中,令R1=R2=Rs=Rf,则可以得到负载RL上的输出电流IL与输入电压UDAC的关系为:
IL即该压流转换电路最终得到的调制电压。
在一实施例中,如图3所示,所述压流转换电路还包括:
直流负反馈电阻Rs,串联在所述信号调理电路的电压输出端和所述第一反相输入端之间;
射频电阻Rf,并联在所述第一反相输入端和所述第一运放输出端之间;
第一电阻R1,串联在所述信号调理电路的电压输出端和所述第一同相输入端之间;
第二电阻R2,串联在所述第一同相输入端和所述第二运放输出端之间;
第三电阻R3,串联在所述第一运放输出端和所述电流保护电路之间;以及
负载电阻RL,串联在所述第三电阻R3和所述电流保护电路之间。
图4所示为本申请另一实施例提供的一种人体汗液离子浓度检测装置的部分电路示意图。在一实施例中,如图4所示,所述离子浓度检测回路还包括:
第三运算放大器802,包括第三同相输入端、第三反相输入端以及第三运放输出端,所述第三同相输入端与所述检测电极801串联;
第四运算放大器803,包括第四同相输入端、第四反相输入端以及第四运放输出端,所述第四反相输入端与所述第三运放输出端串联;
第五运算放大器804,包括第五同相输入端、第五反相输入端以及第五运放输出端,所述第五同相输入端与所述参比电极805串联,所述第五运放输出端与所述第四同相输入端串联;
第六运算放大器806,包括第六同相输入端、第六反相输入端以及第六运放输出端,所述第六同相输入端与所述第四运放输出端串联;以及
第七运算放大器807,包括第七同相输入端、第七反相输入端以及第七运放输出端,所述第七同相输入端与所述第六运放输出端串联,所述第七运放输出端与所述微控制器串联。
在一实施例中,所述离子浓度检测回路还包括:
第八电阻R8,并联在所述第三反相输入端和所述第三运放输出端上;
第五十二电容R52,并联在所述第三反相输入端和所述第三运放输出端上;
第十电阻R10,串联在所述第三运放输出端和所述第四反相输入端之间;
第十七电阻R17,并联在所述第五反相输入端和所述第五运放输出端上;
第六十六电容C66,并联在所述第五反相输入端和所述第五运放输出端上;
第十五电阻R15,串联在所述第五运放输出端和所述第四同相输入端之间;
第九电阻R9,并联在所述第四反相输入端和所述第四运放输出端上;
第五十三电容C53,并联在所述第四反相输入端和所述第四运放输出端上;
第十三电阻R13以及第十四电阻R14,依次串联在所述第四运放输出端和所述第六同相输入端之间;
第五十八电容C58,所述第五十八电容C58的一端串联在所述第十三电阻R13和第十四电阻R14之间,所述第五十八电容C58的另一端串联在所述第六运放输出端上,所述第六反相输入端和所述第六运放输出端连接;
第五十五电容C55,并联在所述第五十八电容C58的两端上;
第十一电阻R11以及第十二电阻R12,依次串联在所述第六运放输出端和所述第七同相输入端之间;
第五十六电容C56,所述第五十六电容C56的一端串联在所述第十一电阻R11和第十二电阻R12之间,所述第五十六电容C56的另一端串联在所述第七运放输出端上,所述第七反相输入端和所述第七运放输出端连接;以及
第五十四电容C54,并联在所述第五十六电容C56的两端上。
如图4所示,第三运算放大器802、第四运算放大器803以及第七运算放大器807的各个电源接口上均可以连接电源。
在一实施例中,该人体汗液离子浓度检测装置还包括穿戴件,穿戴件与所述微控制器、所述电流生成模块、所述凝胶层以及所述离子浓度检测回路分别连接,所述穿戴件构造为穿戴在人体上。
本实施例可以通过穿戴件方便地将该人体汗液离子浓度检测装置穿戴在人体上,穿戴件可选用柔性穿戴件等多种形式的穿戴结构。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理,但是,需要指出的是,在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制,不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外,上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用,而非限制,上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的,可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇,指“包括但不限于”,且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”,且可与其互换使用,除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”,且可与其互换使用。
还需要指出的是,在本申请的装置、设备和方法中,各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的,并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此,本申请不意图被限制到在此示出的方面,而是按照与在此发明的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种人体汗液离子浓度检测装置,其特征在于,包括:
微控制器,配置为生成模拟信号;
电流生成模块,包括一对刺激电极,所述电流生成模块与所述微控制器电连接,所述电流生成模块配置为:根据所述模拟信号生成促渗电流,并将所述促渗电流从所述刺激电极输出;
凝胶层,掺杂有促渗剂,所述刺激电极贴覆在所述凝胶层的第一表面上,所述凝胶层的相对于所述第一表面的第二表面用于贴覆在人体皮肤上;以及
离子浓度检测回路,包括检测电极和参比电极,所述检测电极和所述参比电极连接在所述凝胶层上,所述检测电极构造为与人体皮肤流出的汗液相互接触,所述检测电极上贴覆有离子选择性透过膜,所述参比电极的参比电位为预设电位值,所述离子浓度检测回路与所述微控制器电连接,所述离子浓度检测回路配置为:采集所述检测电极的检测电位,并根据所述检测电位和所述参比电位得到电位差,并将所述电位差发送给所述微控制器。
2.根据权利要求1所述的人体汗液离子浓度检测装置,其特征在于,还包括:
上位机,配置为:根据用户输入生成配置数据,并将所述配置数据发送给所述微控制器;
其中,所述微控制器进一步配置为:根据所述配置数据生成对应的所述模拟信号,并将所述电位差发送至所述上位机;
所述上位机根据所述电位差得到对应的离子浓度数据。
3.根据权利要求2所述的人体汗液离子浓度检测装置,其特征在于,还包括:
蓝牙模块,与所述微控制器电连接,所述蓝牙模块配置为与所述上位机进行远程通讯。
4.根据权利要求1所述的人体汗液离子浓度检测装置,其特征在于,
所述凝胶层具有镂空区域,所述凝胶层具有多个小孔,所述小孔的一端开设在所述第二表面上,所述小孔的另一端连通至所述镂空区域中;
所述镂空区域用于容纳人体皮肤排出的汗液,所述检测电极和所述参比电极均处于所述镂空区域中以与汗液接触。
5.根据权利要求1所述的人体汗液离子浓度检测装置,其特征在于,所述微控制器包括数模转换器,所述数模转换器输出所述模拟信号;
所述电流生成模块包括:
信号调理电路,串联在所述数模转换器上,所述信号调理电路配置为将所述模拟信号转换为对应的调制电压;
压流转换电路,与所述信号调理电路串联,所述压流转换电路配置为将所述调制电压转换为恒定电流;以及
电流保护电路,与所述压流转换电路串联,所述电流保护电路配置为将所述恒定电流的电流值限制在预设范围内。
6.根据权利要求5所述的人体汗液离子浓度检测装置,其特征在于,所述压流转换电路包括双运放压流转换电路,所述双运放压流转换电路包括:
第一运算放大器,包括第一同相输入端、第一反相输入端以及第一运放输出端,所述第一反相输入端和第一同相输入端并联在所述信号调理电路的电压输出端上,所述第一运放输出端与所述电流保护电路串联;以及
第二运算放大器,包括第二同相输入端、第二反相输入端以及第二运放输出端,所述第二同相输入端串联在所述第一运放输出端上,所述第二反相输入端串联在所述第一同相输入端上,所述第二运放输出端串联在所述第一同相输入端上。
7.根据权利要求6所述的人体汗液离子浓度检测装置,其特征在于,所述压流转换电路还包括:
直流负反馈电阻Rs,串联在所述信号调理电路的电压输出端和所述第一反相输入端之间;
射频电阻Rf,并联在所述第一反相输入端和所述第一运放输出端之间;
第一电阻R1,串联在所述信号调理电路的电压输出端和所述第一同相输入端之间;
第二电阻R2,串联在所述第一同相输入端和所述第二运放输出端之间;
第三电阻R3,串联在所述第一运放输出端和所述电流保护电路之间;以及
负载电阻RL,串联在所述第三电阻R3和所述电流保护电路之间。
8.根据权利要求1所述的人体汗液离子浓度检测装置,其特征在于,所述离子浓度检测回路还包括:
第三运算放大器,包括第三同相输入端、第三反相输入端以及第三运放输出端,所述第三同相输入端与所述检测电极串联;
第四运算放大器,包括第四同相输入端、第四反相输入端以及第四运放输出端,所述第四反相输入端与所述第三运放输出端串联;
第五运算放大器,包括第五同相输入端、第五反相输入端以及第五运放输出端,所述第五同相输入端与所述参比电极串联,所述第五运放输出端与所述第四同相输入端串联;
第六运算放大器,包括第六同相输入端、第六反相输入端以及第六运放输出端,所述第六同相输入端与所述第四运放输出端串联;以及
第七运算放大器,包括第七同相输入端、第七反相输入端以及第七运放输出端,所述第七同相输入端与所述第六运放输出端串联,所述第七运放输出端与所述微控制器串联。
9.根据权利要求8所述的人体汗液离子浓度检测装置,其特征在于,所述离子浓度检测回路还包括:
第八电阻R8,并联在所述第三反相输入端和所述第三运放输出端上;
第五十二电容R52,并联在所述第三反相输入端和所述第三运放输出端上;
第十电阻R10,串联在所述第三运放输出端和所述第四反相输入端之间;
第十七电阻R17,并联在所述第五反相输入端和所述第五运放输出端上;
第六十六电容C66,并联在所述第五反相输入端和所述第五运放输出端上;
第十五电阻R15,串联在所述第五运放输出端和所述第四同相输入端之间;
第九电阻R9,并联在所述第四反相输入端和所述第四运放输出端上;
第五十三电容C53,并联在所述第四反相输入端和所述第四运放输出端上;
第十三电阻R13以及第十四电阻R14,依次串联在所述第四运放输出端和所述第六同相输入端之间;
第五十八电容C58,所述第五十八电容C58的一端串联在所述第十三电阻R13和第十四电阻R14之间,所述第五十八电容C58的另一端串联在所述第六运放输出端上,所述第六反相输入端和所述第六运放输出端连接;
第五十五电容C55,并联在所述第五十八电容C58的两端上;
第十一电阻R11以及第十二电阻R12,依次串联在所述第六运放输出端和所述第七同相输入端之间;
第五十六电容C56,所述第五十六电容C56的一端串联在所述第十一电阻R11和第十二电阻R12之间,所述第五十六电容C56的另一端串联在所述第七运放输出端上,所述第七反相输入端和所述第七运放输出端连接;以及
第五十四电容C54,并联在所述第五十六电容C56的两端上。
10.根据权利要求1所述的人体汗液离子浓度检测装置,其特征在于,还包括:
穿戴件,与所述微控制器、所述电流生成模块、所述凝胶层以及所述离子浓度检测回路分别连接,所述穿戴件构造为穿戴在人体上。
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