CN117045207B - 压力检测结构、皮肤水分检测仪及其检测方法 - Google Patents

压力检测结构、皮肤水分检测仪及其检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117045207B
CN117045207B CN202311327704.5A CN202311327704A CN117045207B CN 117045207 B CN117045207 B CN 117045207B CN 202311327704 A CN202311327704 A CN 202311327704A CN 117045207 B CN117045207 B CN 117045207B
Authority
CN
China
Prior art keywords
skin
skin moisture
detection
mounting hole
shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202311327704.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117045207A (zh
Inventor
王扎根
谭亦旻
范铭铭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Hanwei Iot Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Hanwei Iot Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Hanwei Iot Co ltd filed Critical Shenzhen Hanwei Iot Co ltd
Priority to CN202311327704.5A priority Critical patent/CN117045207B/zh
Publication of CN117045207A publication Critical patent/CN117045207A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117045207B publication Critical patent/CN117045207B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6843Monitoring or controlling sensor contact pressure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0537Measuring body composition by impedance, e.g. tissue hydration or fat content
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本申请提供了一种压力检测结构、皮肤水分检测仪及其检测方法,包括底壳、支撑座、检测电极、多个呈环形阵列分布的支撑片和多个应变片。通过多个应变片可实时监测测量过程中的按压力度,确保在测量时对皮肤施加的外力适当,避免过度或不足的按压力度对检测结果的影响,同时在合理的压力范围内实时的修正皮肤水分检测数据,保证测量结果的精准性。皮肤水分检测仪可以确保检测电极与皮肤表面的接触压力可控,有助于提高皮肤水分检测的检测精度。检测方法通过测量电桥电容变化后产生的目标电压峰值、应变片的目标电压值与含水量的皮肤数据模型,得到对应的含水量,避免了极性生物组织对检测结果造成的偏差影响,进而提高皮肤水含量的检测精度。

Description

压力检测结构、皮肤水分检测仪及其检测方法
技术领域
本申请属于皮肤水分检测技术领域,更具体地说,是涉及一种压力检测结构,使用该压力检测结构的皮肤水分检测仪,以及使用该皮肤水分检测仪的检测方法。
背景技术
目前常利用皮肤的电特性来评估人体表皮的水合作用。在电特性测量方法中,皮肤的电特性可以等效为一个电阻与电容的并联模型,皮肤模型的阻抗值(电容性和电阻性共同构成)越小,皮肤的水合作用越好。大多数用于评估皮肤水合作用的设备都是基于电容式测量技术,电容通过两个带电的电极板激发产生电场,两个电极板之间容纳电荷便形成电容并可以得到电容值。将介电介质(此处为皮肤表层)放置在带电电极之间,电容根据其介电系数而变化。由于水具有大约80的相对介电系数;同比之下,脱水的角质层细胞仅有2-3的相对介电系数,因此,含水量越高,表皮的等效介电系数越大;反之亦然。由于介电系数的增加,高度水合的角质层将呈现更高的电容值。皮肤含水量的增加会导致角质层皮肤的介电常数增加,电容器中的电荷储存能力也会增强,进而引起皮肤电容的增加。
由于人体皮下含有大量的极性生物组织,这可能会对介电系数的测量结果产生影响。当在测量过程中按压力度过大或者检测电极与皮肤接触不完全,都可能导致极性生物组织对测量结果的影响,从而可能干扰含水量的准确测量。因此,在进行皮肤含水量的标定时,需要考虑到这些组织成分的影响,并采取适当的校正方法来提高测量的准确性。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种压力检测结构、皮肤水分检测仪及其检测方法,以解决相关技术中存在的:检测电极与皮肤之间的接触不完全而影响检测结果精确性的问题。
为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案是:
一方面,提供一种压力检测结构,包括:
底壳;
支撑座,与所述底壳间隔设置;
检测电极,安装于所述支撑座上,用于与皮肤接触;
多个支撑片,多个所述支撑片呈环形阵列分布;各所述支撑片的一端与所述底壳连接,各所述支撑片的另一端与所述支撑座连接;
多个应变片,多个所述应变片的数量与多个所述支撑片的数量相同,多个所述应变片分别安装于多个所述支撑片上。
在一个实施例中,所述支撑片和所述应变片的数量为三个,三个所述支撑片设于同一水平面内,相邻两个所述支撑片之间的夹角为120°;三个所述应变片设于同一侧。
在一个实施例中,各所述支撑片的一端开设有第一安装孔,各所述支撑片的另一端开设有第二安装孔;所述底壳上对应于各所述第一安装孔的位置开设有第三安装孔,所述支撑座上对应于各所述第二安装孔的位置开设有第四安装孔;所述压力检测结构还包括多个第一锁紧件和多个第二锁紧件,各所述第一锁紧件穿过相应所述第三安装孔并锁紧于相应所述第一安装孔中,各所述第二锁紧件穿过相应所述第四安装孔并锁紧于相应所述第二安装孔中。
在一个实施例中,所述支撑座上开设有容置所述检测电极的容置槽。
另一方面,提供一种皮肤水分检测仪,包括主壳体、安装于所述主壳体中的主控制单元和上述任一实施例提供的压力检测结构;所述压力检测结构安装于所述主壳体上,所述检测电极和多个所述应变片分别与所述主控制单元电连接。
在一个实施例中,所述主壳体上开设有开窗;所述底壳上设有多个卡钩,多个所述卡钩分别与所述开窗的边缘配合卡合。
在一个实施例中,所述主壳体包括第一壳体和与所述第一壳体可拆卸连接的第二壳体,所述主控制单元设于所述第一壳体与所述第二壳体围合的区域中;所述压力检测结构安装于所述第二壳体上。
又一方面,提供一种皮肤水分检测仪的检测方法,基于上述任一实施例提供的皮肤水分检测仪,所述皮肤水分检测仪的检测方法包括步骤:
S1、启动所述皮肤水分检测仪,获取多个应变片的初始电压值U0;
S2、通过主控制单元调节所述初始电压值U0,设定校正的电压输出基线为U1,通过abs(U0-U1)<10mV以实现对多个所述应变片的调平;
S3、将检测电极与皮肤接触,所述主控制单元分别检测不同频率激励信号的电压峰值,若检测的所述电压峰值的变化量大于第一预设值,所述主控制单元获取大于所述第一预设值的目标电压峰值;同时,所述主控制单元检测多个所述应变片的电压值,若检测的所述电压值对应等效压力大于第二预设值,所述主控制单元获取大于所述第二预设值的应变片的目标电压值,并依据所述目标电压峰值、所述应变片的目标电压值与含水量的皮肤数据模型,得到对应的多个含水量值。
在一个实施例中,所述皮肤水分检测仪的检测方法还包括步骤:
S4、重复步骤S1至步骤S3至少三次以上,将得到的多个所述含水量值求取中位数后得出目标含水量值;
其中,步骤S4位于所述步骤S3之后。
在一个实施例中,所述皮肤水分检测仪的检测方法还包括步骤:
S5、启动蓝牙数据传输,将所述目标含水量值传输至外部终端;
其中,步骤S5位于所述步骤S4之后。
本申请实施例提供的压力检测结构、皮肤水分检测仪及其检测方法至少具有以下有益效果:本申请通过多个应变片可实时监测测量过程中的按压力度,确保在测量时对皮肤施加的外力适当,避免过度或不足的按压力度对检测结果的影响,同时在合理的压力范围内实时的修正皮肤水分检测数据,保证测量结果的精准性。采用该压力检测结构的皮肤水分检测仪可以确保检测电极与皮肤表面的接触压力可控,有助于提高皮肤水分检测的检测精度。皮肤水分检测仪的检测方法通过测量电桥电容变化后产生的目标电压峰值、应变片的目标电压值与含水量的皮肤数据模型,得到对应的含水量,避免了极性生物组织对检测结果造成的偏差影响,进而提高皮肤水含量的检测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的皮肤水分检测仪的结构示意图;
图2为图1的分解示意图;
图3为本申请实施例提供的压力检测结构的结构示意图一;
图4为图3的分解示意图;
图5为本申请实施例提供的压力检测结构的结构示意图二;
图6为本申请实施例提供的主控制单元的部分电路结构示意图;
图7为本申请实施例提供的皮肤水分检测仪的检测方法的大致流程图;
图8为本申请实施例提供的皮肤水分检测仪的检测方法的具体流程示意图。
其中,图中各附图主要标记:
1、底壳;10、第三安装孔;11、卡钩;
2、支撑座;20、第四安装孔;21、容置槽;
3、检测电极;4、支撑片;5、应变片;6、第一锁紧件;7、第二锁紧件;
8、主壳体;81、开窗;82、第一壳体;83、第二壳体;84、显示屏;85、开关按键;86、指示灯;
9、主控制单元;91、充电接口;
100、压力检测结构。
实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征,结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,“在一个实施例中”或“在一些实施例中” 的短语出现在整个说明书的各个地方,并非所有的指代都是相同的实施例。此外,在一个或多个实施例中,可以以任何合适的方式组合特定的特征,结构或特性。
皮肤水含量是影响皮肤状态的一个重要参数,皮肤含水量较高,则属于汗性皮肤;反之,皮肤含水量较低,则属于干性皮肤。无论是汗性皮肤还是干性皮肤,皮肤中的水含量均没有达到一个健康的水平,从而影响人体健康。
皮肤含水量的增加会导致角质层皮肤的介电常数增加,电容器中的电荷储存能力也会增加,进而引起皮肤电容的增加。基于这一原理,目前开发出了一种电容式皮肤水分检测探头,使用者可以通过这种非侵入性的检测方法,快速、准确地了解皮肤的水分状况。
为了进一步确定检测电容与皮肤含水量之间的相关性,建立了多层结构的有限元模型。在该模型中,皮肤由角质层、活性表皮组织以及皮下组织共同组成。其中,角质层的厚度为14um,活性表皮组织为1.4mm。计算中,电极采用Comb-Coaxial设计方案,以增加检测方案的灵敏度。在该模型中,电场分布主导方程为:。通过改变不同的电极形态与大小接触皮肤,计算获取其麦克斯韦电容矩阵,从而得到接触电极间的电容值。
其中,、/>分别为两电极的电势;/>和/>为两极间的互感电容,/>和/>分别为两电极对地电容值。通过有限元模型得到皮肤与电极接触边界的电位移及电势分布规律得出:介质的相对介电系数越大,电位移分布强度越大。而且,也得到了麦克斯韦电容值/>与皮肤等效含水量的相对关系,两者呈现了相对较好的线性对应关系。
由于人体皮下含有大量的极性生物组织,这可能会对介电系数的测量结果产生影响。当在测量过程中,按压力度过大或者检测电极3与皮肤接触不完全,都可能导致极性生物组织对测量结果的影响程度,从而可能干扰含水量的准确测量。因此,在进行皮肤含水量的标定时,需要考虑到这些组织成分的影响,并采取适当的校正方法来提高测量的准确性。
为了补偿皮肤含水量测量过程中,由于极性生物组织对检测结果造成的偏差,在设计方案中增加了压力检测结构100,从而可检测测试过程中的按压力度、检测角度和接触面积等数值。通过测量这些参数,可以更准确地了解测量过程中可能引起的偏差,并进行相应的补偿校正。
请参阅图3至图5,现对本申请实施例提供的压力检测结构100进行说明。该压力检测结构100包括底壳1、支撑座2、检测电极3、多个支撑片4和多个应变片5。可选地,底壳1呈中空且两端开口结构,大致呈圆柱体构型;支撑座2可设于该底壳1中,支撑座2的外周面与底壳1的内周面间隔设置,从而可对支撑座2的移动实现避让,具体是沿底壳1的轴向方向往复移动。检测电极3安装于支撑座2上,具体可安装于支撑座2的顶部;检测电极3可与皮肤接触,从而可检测皮肤表面的电压值。多个支撑片4可设于底壳1与支撑座2之间,多个支撑片4呈环形阵列分布;各支撑片4的一端与底壳1连接,各支撑片4的另一端与支撑座2连接。其中,各支撑片4可为厚度小于0.3mm的304钢片,在此不作唯一限制。多个应变片5的数量与多个支撑片4的数量相同,多个应变片5分别安装于多个支撑片4上。
在使用过程中,将支撑座2上的检测电极3与皮肤接触,此时,支撑座2受到皮肤的接触力致使多个支撑片4沿底壳1的轴向方向发生形变,各支撑片4的形变程度可由相应应变片5实时监测并及时反馈,如此可实时监测测试过程中的按压力度,确保在测量时对皮肤施加适当的压力,避免因过度或不足的按压力度影响测量结果。此外,还可以检测测量时的角度,以确保与皮肤表面的接触角度正确,避免角度不当导致测量数据的失真。同时,通过控制接触面积,可以更好地控制测量过程中与皮肤的接触情况,确保足够的接触面积可以提高测量的准确性,减少因接触不完全而导致的偏差。
在一个实施例中,请参阅图4和图5,作为本申请实施例提供的压力检测结构100的一种具体实施方式,支撑片4和应变片5的数量均为三个,三个支撑片4设于同一水平面内,相邻两个支撑片4之间的夹角相同,即相邻两个支撑片4之间的夹角为120°;三个应变片5设于同一侧,具体是各应变片5设于相应支撑片4的顶面。此结构,通过三个支撑片4可实现对支撑座2的稳定支撑,也能提高三个应变片5的测量精度。在测试过程中,当整体应变达到预设值且三个应变片5的应变程度相同时,开始读取检测电极3检测的电容值。一方面,可以测量竖直方向上的测量压力;另一方面,在水平方向上施加外力以使检测电极3尽可能紧贴于皮肤表面。当然,在其他实施例中,支撑片4和应变片5的数量也可为四个、五个等等,在此不作唯一限制。
在一个实施例中,请参阅图4和图5,作为本申请实施例提供的压力检测结构100的一种具体实施方式,各支撑片4的一端开设有第一安装孔(图未标),各支撑片4的另一端开设有第二安装孔(图未标);底壳1上对应于各第一安装孔的位置开设有第三安装孔10,支撑座2上对应于各第二安装孔的位置开设有第四安装孔20;压力检测结构100还包括多个第一锁紧件6和多个第二锁紧件7,各第一锁紧件6穿过相应第三安装孔10并锁紧于相应第一安装孔中,各第二锁紧件7穿过相应第四安装孔20并锁紧于相应第二安装孔中。其中,第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔10和第四安装孔20可均为螺纹孔,第一锁紧件6和第二锁紧件7可均为螺丝,在此不作唯一限制。此结构,通过多个第一锁紧件6和多个第二锁紧件7的配合,可实现底壳1与支撑座2之间的可拆卸连接,从而便于对支撑片4的拆解。
在一个实施例中,请参阅图4,作为本申请实施例提供的压力检测结构100的一种具体实施方式,支撑座2上开设有容置检测电极3的容置槽21。具体地,容置槽21可开设于支撑座2的顶面。此结构,通过容置槽21可实现对检测电极3的定位安装。其中,检测电极3和容置槽21大致呈圆形结构,从而可增大检测电极3与皮肤的接触面积,有助于提高检测精度。
请参阅图1和图2,本申请实施例还提供了一种皮肤水分检测仪,包括主壳体8、安装于主壳体8中的主控制单元9和上述任一实施例提供的压力检测结构100;该压力检测结构100安装于主壳体8上,检测电极3和多个应变片5分别与主控制单元9电连接。如此,检测电极3测量的电压信号,以及多个应变片5因形变产生的电阻值可分别传输至主控制单元9进行分析,以为后续的水含量检测提供数据支持。
在一个实施例中,请参阅图2,主壳体8上可分别安装有显示屏84和开关按键85,显示屏84和开关按键85可分别与主控制单元9电连接。显示屏84可用于显示检测得到的皮肤水含量;开关按键85用于控制皮肤水分检测仪的开闭。
在一个实施例中,请参阅图2,主控制单元9上可安装有充电接口91,该充电接口91可与主控制单元9电连接;该充电接口91可伸出主壳体8。如此,充电接口91可外接充电线实现对皮肤水分检测仪的充电。
在一个实施例中,请参阅图2,主壳体8上可安装有多个指示灯86,多个指示灯86可分别与主控制单元9电连接。多个指示灯86可分别指示皮肤水分检测仪的工作状态。在本申请实施例中,多个指示灯86可包括白色LED(light-emitting diode,发光二极管)和红色LED。
在一个实施例中,请参阅图6,主控制单元9中设置有电容检测电路和压力检测电路。其中,对于电容检测电路,采用交流电桥测量法。如果要测量不同水分含量下对应的电容值,需要采用至少200KHz的频率正弦波,因此需要设置高频信号发生电路。在本申请实施例中,通过增设压控振荡器(voltage-controlled oscillator,VCO)来实现,也可以通过主控制单元9的PWM输出相应的信号源。在测量中,可以通过控制器输出管脚电压来调节压控振荡器的输出频率;然后,通过RC网络可以得到设定频率下的正弦激励信号;随后,通过惠斯通电桥搭建一个电容测量电路。由于检测电极3在检测人体皮肤电容时,将同时测量检测电极3间的等效电阻(并联关系),为了保证电桥的平衡,因此用电阻和电容并联的电路结构作为该检测电桥的各个桥臂。电桥得到的测量电压信号通过差分放大电路进行放大后推送到控制器的ADC管脚。为了节省控制器资源,也可将差分放大的输出信号进行整流滤波后得到准静态的电压信号并推送至控制器。
对于压力检测电路,采用单臂桥式电路检测方案,后接多级差分放大电路,最终输出电压信号由控制器ADC管脚直接进行采集。在实际产品装配中,考虑到结构装配误差、元器件偏差、环境影响因素以及操作体验,在二级差分放大网络中,采用数字电位器作为平衡电阻,使得在测量中实时调节电桥平衡电压,以保证多个应变片5工作在最佳电位。
在一个实施例中,请参阅图2和图3,作为本申请实施例提供的皮肤水分检测仪的一种具体实施方式,主壳体8上开设有开窗81;底壳1上设有多个卡钩11,多个卡钩11分别与开窗81的边缘配合卡合。此结构,通过多个卡钩11与开窗81的配合卡接,可实现压力检测结构100与主壳体8之间的可拆卸连接。
在一个实施例中,请参阅图5,卡钩11的数量和支撑片4的数量相同,相邻两个支撑片4之间设有卡钩11。在本申请实施例中,卡钩11的数量可为三个,三个卡钩11呈环形阵列分布,相邻两个卡钩11之间的夹角可为120°,且相邻两个支撑片4之间设有一个卡钩11,该卡钩11和与其相邻的两个支撑片4之间的夹角相等且为60°。此结构,通过将三个支撑片4和三个卡钩11呈环形阵列交替分布,在底壳1与主壳体8连接后,三个支撑片4的形变程度受底壳1与主壳体8之间的连接强度的影响较小,有助于提高多个应变片5的形变电阻精度,进而提高水含量的检测精度。
在一个实施例中,请参阅图2,作为本申请实施例提供的皮肤水分检测仪的一种具体实施方式,主壳体8包括第一壳体82和与第一壳体82可拆卸连接的第二壳体83,主控制单元9设于第一壳体82与第二壳体83围合的区域中;开窗81可开设于第二壳体83上,压力检测结构100可安装于第二壳体83上。具体地,第一壳体82和第二壳体83之间可通过螺丝等紧固件实现连接。此结构,通过将主壳体8设置为第一壳体82和第二壳体83,从而便于对主壳体8的拆解,进而对主控制单元9的维护。
请参阅图7所示,本申请实施例还提供了一种皮肤水分检测仪的检测方法,基于上述任一实施例提供的皮肤水分检测仪,该皮肤水分检测仪的检测方法包括步骤:
S1、启动皮肤水分检测仪,获取多个应变片5的初始电压值U0;
S2、通过主控制单元9调节初始电压值U0,设定校正的电压输出基线为U1,通过abs(U0-U1)<10mV以实现对多个应变片5的调平;
S3、将检测电极3与皮肤接触,主控制单元9分别检测不同频率激励信号的电压峰值,若检测的电压峰值的变化量大于第一预设值,主控制单元获取大于第一预设值的目标电压峰值;同时,主控制单元9检测多个应变片5的电压值,若检测的电压值对应等效压力大于第二预设值,主控制单元9获取大于第二预设值的应变片5的目标电压值,并依据目标电压峰值、应变片5的目标电压值与含水量的皮肤数据模型,得到对应的多个含水量值。其中,第一预设值可为20%,第二预设值可为5N,在此不作唯一限制。
具体地,请参阅图8所示,长按开关按键85,启动皮肤水分检测仪。首先对皮肤水分检测仪进行初始化,然后进行电量检测。当电量高于最低检测值时,启动蓝牙配对,此时白色LED闪烁;当电量低于最低检测值时,红色LED闪烁2s后关机,需要通过充电接口91对皮肤水分检测仪进行充电,以满足检测电量的需求。当蓝牙配对未成功时,重启蓝牙模块,直至蓝牙配对成功。当蓝牙配对成功后,白色LED点亮显示,启动振动电机1s,并记录多个应变片5的初始电压值。由于多个应变片5组合形成的应变电桥经常会出现温漂等现象,所以在使用初期需要对其进行调平,故在调平之前需要记录最初的漂移量,即初始电压值U0。之后,通过主控制单元9调节初始电压值U0,具体是利用控制器DAC通过压控电阻(在实施中采用数字电位器)调节U0,设定校正的电压输出基线为U1,应变电桥是否调平的判断标准是:abs(U0-U1)<10mV。在本申请实施例中,U1可设定为1V,在此不作唯一限制。
随后,利用控制器DAC启动压控振荡器VCO,令其工作在100kHz-1MHz频段内三个或更多个离散频率点,同时,白色LED闪烁以提示开始测量。此处设置多个测量点的目的是为了提高整体的测量精度。其中,测量频段可以根据实际需要进行对应调节,在此不作唯一限制。当检测到电容检测电路的电压峰值变化量大于20%后,同时检测应变电桥的电压值U,红色LED点亮显示。若电容检测电路的电压峰值变化量小于20%,则调整离散频率点继续检测,直至电容峰值变化量大于20%,以判定检测电极3与皮肤发生接触并产生了检测行为。随后,判断应变电桥的电压值U对应的等效压力是否大于5N。若小于,则持续检测;若大于,则分别记录在不同频率下的电压峰值,并通过查表得到对应的电容值和含水量。
在一个实施例中,请参阅图7和图8,作为本申请实施例提供的皮肤水分检测仪的检测方法的一种具体实施方式,该皮肤水分检测仪的检测方法还包括步骤:
S4、重复步骤S1至步骤S3至少三次以上,将得到的多个含水量值求取中位数后得出目标含水量值;其中,步骤S4位于步骤S3之后。具体地,当重复检测完毕后,红色LED熄灭,白色LED点亮,将多个含水量值求取中位数得到目标含水量值。此结构,通过重复测试,可提高含水量检测的精确性。比如,皮肤水分的正常测试范围在0.5V-3.5V之间,若通过步骤S3采集到的电压值异常,则会将该组数据舍弃。求取的中位数是正常检测数据中的,从而保证测量的容错性。
在一个实施例中,请参阅图7和图8,作为本申请实施例提供的皮肤水分检测仪的检测方法的一种具体实施方式,该皮肤水分检测仪的检测方法还包括步骤:
S5、启动蓝牙数据传输,将目标含水量值传输至外部终端;其中,步骤S5位于步骤S4之后。具体地,皮肤水分检测仪中的蓝牙模块可与外部终端建立蓝牙数据传输。数据传输完毕后,启动振动电机1s以提示测量结束。此结构,通过蓝牙数据传输可将测得的数据直接传输给外部终端,提高数据获取的及时性。其中,移动终端可为手机、平板等。
本申请实施例提供的压力检测结构100、皮肤水分检测仪及其检测方法,至少具有以下有益效果:本申请通过多个应变片5可实时监测测量过程中的按压力度,确保在测量时对皮肤施加的外力适当,避免过度或不足的按压力度对检测结果的影响,同时在合理的压力范围内实时的修正皮肤水分检测数据,保证测量结果的精准性。采用该压力检测结构100的皮肤水分检测仪可以确保检测电极3与皮肤表面的接触压力可控,有助于提高皮肤水分检测的检测精度。皮肤水分检测仪的检测方法通过测量电桥电容变化后产生的目标电压峰值、应变片5的目标电压值与含水量的皮肤数据模型,得到对应的含水量,避免了极性生物组织对检测结果造成的偏差影响,进而提高皮肤水含量的检测精度。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述仅为本申请的可选实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种皮肤水分检测仪,其特征在于:包括主壳体、安装于所述主壳体中的主控制单元和压力检测结构;所述压力检测结构包括:
底壳,所述底壳呈中空且两端开口结构;
支撑座,所述支撑座设于所述底壳中,所述支撑座的外周面与所述底壳的内周面间隔设置,以实现沿所述底壳的轴向方向往复移动;
检测电极,安装于所述支撑座上,用于与皮肤接触;
多个支撑片,多个所述支撑片呈环形阵列分布;各所述支撑片的一端与所述底壳连接,各所述支撑片的另一端与所述支撑座连接;
多个应变片,多个所述应变片的数量与多个所述支撑片的数量相同,多个所述应变片分别安装于多个所述支撑片上;
其中,所述压力检测结构安装于所述主壳体上,所述检测电极和多个所述应变片分别与所述主控制单元电连接;所述支撑座受到皮肤的接触力致使多个所述支撑片沿所述底壳的轴向方向发生形变,各所述支撑片的形变程度由相应所述应变片实时监测;所述检测电极测量的电压信号,以及多个所述应变片因形变产生的电阻值分别传输至所述主控制单元进行分析;
所述支撑片和所述应变片的数量为三个,三个所述支撑片设于同一水平面内,相邻两个所述支撑片之间的夹角为120°;三个所述应变片设于同一侧,即各所述应变片设于相应所述支撑片的顶面。
2.如权利要求1所述的一种皮肤水分检测仪,其特征在于:各所述支撑片的一端开设有第一安装孔,各所述支撑片的另一端开设有第二安装孔;所述底壳上对应于各所述第一安装孔的位置开设有第三安装孔,所述支撑座上对应于各所述第二安装孔的位置开设有第四安装孔;所述压力检测结构还包括多个第一锁紧件和多个第二锁紧件,各所述第一锁紧件穿过相应所述第三安装孔并锁紧于相应所述第一安装孔中,各所述第二锁紧件穿过相应所述第四安装孔并锁紧于相应所述第二安装孔中。
3.如权利要求1所述的一种皮肤水分检测仪,其特征在于:所述支撑座上开设有容置所述检测电极的容置槽。
4.如权利要求1所述的一种皮肤水分检测仪,其特征在于:所述主壳体上开设有开窗;所述底壳上设有多个卡钩,多个所述卡钩分别与所述开窗的边缘配合卡合。
5.如权利要求1所述的一种皮肤水分检测仪,其特征在于:所述主壳体包括第一壳体和与所述第一壳体可拆卸连接的第二壳体,所述主控制单元设于所述第一壳体与所述第二壳体围合的区域中;所述压力检测结构安装于所述第二壳体上。
6.一种皮肤水分检测仪的检测方法,其特征在于:基于如权利要求1-5任一项所述的一种皮肤水分检测仪,所述一种皮肤水分检测仪的检测方法包括步骤:
S1、启动所述皮肤水分检测仪,获取多个应变片的初始电压值U0;
S2、通过主控制单元调节所述初始电压值U0,设定校正的电压输出基线为U1,通过abs(U0-U1)<10mV以实现对多个所述应变片的调平;
S3、将检测电极与皮肤接触,所述主控制单元分别检测不同频率激励信号的电压峰值,若检测的所述电压峰值的变化量大于第一预设值,所述主控制单元获取大于所述第一预设值的目标电压峰值;同时,所述主控制单元检测多个所述应变片的电压值,若检测的所述电压值对应等效压力大于第二预设值,所述主控制单元获取大于所述第二预设值的应变片的目标电压值,并依据所述目标电压峰值、所述应变片的目标电压值与含水量的皮肤数据模型,得到对应的含水量值。
7.如权利要求6所述的一种皮肤水分检测仪的检测方法,其特征在于,所述皮肤水分检测仪的检测方法还包括步骤:
S4、重复步骤S1至步骤S3至少三次以上,将得到的多个所述含水量值求取中位数后得出目标含水量值;
其中,步骤S4位于所述步骤S3之后。
8.如权利要求7所述的一种皮肤水分检测仪的检测方法,其特征在于,所述皮肤水分检测仪的检测方法还包括步骤:
S5、启动蓝牙数据传输,将所述目标含水量值传输至外部终端;
其中,步骤S5位于所述步骤S4之后。
CN202311327704.5A 2023-10-13 2023-10-13 压力检测结构、皮肤水分检测仪及其检测方法 Active CN117045207B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311327704.5A CN117045207B (zh) 2023-10-13 2023-10-13 压力检测结构、皮肤水分检测仪及其检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311327704.5A CN117045207B (zh) 2023-10-13 2023-10-13 压力检测结构、皮肤水分检测仪及其检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117045207A CN117045207A (zh) 2023-11-14
CN117045207B true CN117045207B (zh) 2023-12-29

Family

ID=88669664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311327704.5A Active CN117045207B (zh) 2023-10-13 2023-10-13 压力检测结构、皮肤水分检测仪及其检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117045207B (zh)

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2194244C2 (ru) * 1999-11-02 2002-12-10 Открытое акционерное общество "Подольский машиностроительный завод" Способ измерения параметров отверстий и устройство для его осуществления
JP2005209381A (ja) * 2004-01-20 2005-08-04 Alps Electric Co Ltd 多方向入力装置
CN105662409A (zh) * 2016-01-07 2016-06-15 广州杏林互联网技术有限公司 一种皮肤表面状况的检测方法
CN106249302A (zh) * 2016-08-12 2016-12-21 华为技术有限公司 可穿戴设备以及可穿戴设备的佩戴检测装置
CN107735657A (zh) * 2016-06-14 2018-02-23 深圳市汇顶科技股份有限公司 便携式电子设备及其压力检测装置和方法
KR20180024108A (ko) * 2016-08-26 2018-03-08 주식회사 에스유알코리아 피부 수화도 측정 장치
KR20190022341A (ko) * 2017-08-24 2019-03-06 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 미용 기구
KR20190043378A (ko) * 2017-10-18 2019-04-26 김동수 초음파 피부미용장치
CN208799220U (zh) * 2017-12-18 2019-04-30 上海应用技术大学 一种皮肤水分蒸发速率测试仪
WO2019117653A1 (ko) * 2017-12-13 2019-06-20 한국과학기술원 능동형 피부 접촉 센서
CN112773978A (zh) * 2021-01-25 2021-05-11 安费诺(常州)连接系统有限公司 医疗注射力传感器
CN214157285U (zh) * 2020-09-18 2021-09-10 长沙亚韩医学美容医院有限公司 一种皮肤湿度检测仪
CN113677261A (zh) * 2019-03-29 2021-11-19 科里吉+柯扎卡电子有限责任公司 用于测量密集被测对象的测量装置
KR20220010777A (ko) * 2020-07-17 2022-01-27 원텍 주식회사 피부 접촉여부 판별 기능이 구비된 고주파 에너지 전달 장치
KR20220122350A (ko) * 2021-02-26 2022-09-02 주식회사 코러스트 압력 센서를 이용하여 피부 접촉을 감지하는 장치 및 이를 포함하는 초음파 장치
CN218157532U (zh) * 2022-08-01 2022-12-27 深圳汉威物联有限公司 一种低功耗高精度臭氧传感器
CN218588984U (zh) * 2022-09-15 2023-03-10 深圳品颜科技有限公司 皮肤检测仪
CN116548919A (zh) * 2023-04-28 2023-08-08 北京他山科技有限公司 一种具有外压力检测功能的皮肤检测操作机器人系统

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2194244C2 (ru) * 1999-11-02 2002-12-10 Открытое акционерное общество "Подольский машиностроительный завод" Способ измерения параметров отверстий и устройство для его осуществления
JP2005209381A (ja) * 2004-01-20 2005-08-04 Alps Electric Co Ltd 多方向入力装置
CN105662409A (zh) * 2016-01-07 2016-06-15 广州杏林互联网技术有限公司 一种皮肤表面状况的检测方法
CN107735657A (zh) * 2016-06-14 2018-02-23 深圳市汇顶科技股份有限公司 便携式电子设备及其压力检测装置和方法
CN106249302A (zh) * 2016-08-12 2016-12-21 华为技术有限公司 可穿戴设备以及可穿戴设备的佩戴检测装置
KR20180024108A (ko) * 2016-08-26 2018-03-08 주식회사 에스유알코리아 피부 수화도 측정 장치
KR20190022341A (ko) * 2017-08-24 2019-03-06 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 미용 기구
KR20190043378A (ko) * 2017-10-18 2019-04-26 김동수 초음파 피부미용장치
WO2019117653A1 (ko) * 2017-12-13 2019-06-20 한국과학기술원 능동형 피부 접촉 센서
CN208799220U (zh) * 2017-12-18 2019-04-30 上海应用技术大学 一种皮肤水分蒸发速率测试仪
CN113677261A (zh) * 2019-03-29 2021-11-19 科里吉+柯扎卡电子有限责任公司 用于测量密集被测对象的测量装置
KR20220010777A (ko) * 2020-07-17 2022-01-27 원텍 주식회사 피부 접촉여부 판별 기능이 구비된 고주파 에너지 전달 장치
CN214157285U (zh) * 2020-09-18 2021-09-10 长沙亚韩医学美容医院有限公司 一种皮肤湿度检测仪
CN112773978A (zh) * 2021-01-25 2021-05-11 安费诺(常州)连接系统有限公司 医疗注射力传感器
KR20220122350A (ko) * 2021-02-26 2022-09-02 주식회사 코러스트 압력 센서를 이용하여 피부 접촉을 감지하는 장치 및 이를 포함하는 초음파 장치
CN218157532U (zh) * 2022-08-01 2022-12-27 深圳汉威物联有限公司 一种低功耗高精度臭氧传感器
CN218588984U (zh) * 2022-09-15 2023-03-10 深圳品颜科技有限公司 皮肤检测仪
CN116548919A (zh) * 2023-04-28 2023-08-08 北京他山科技有限公司 一种具有外压力检测功能的皮肤检测操作机器人系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN117045207A (zh) 2023-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105917204B (zh) 具有至少一个温度传感器的电容式压力测量单元
ES2581779T3 (es) Método para ensayo de propiedades electroquímicas
US20130023751A1 (en) Water retention monitoring
RU2541718C2 (ru) Анализирующее устройство и способ анализа
KR101179232B1 (ko) 휴대용 피부 수분 자동 측정 장치 그 방법
CN1302587A (zh) 确定人体疲劳程度的仪器
US20200359931A1 (en) Body Composition Scale and Body Composition Measurement Program
CN106768508B (zh) 一种测量足底压力及动态变化的凝胶电容式传感器及方法
KR20180023580A (ko) 피부 수화도 측정 장치 및 방법
CN203988067U (zh) 足部矫正服务系统
JP5196830B2 (ja) 生体測定装置
TW201202705A (en) Device and method for measuring prothrombin time and hematocrit by analyzing change in reactance in a sample
US7902467B2 (en) Biometric apparatus with automatic zero-point reset function
CN107830972B (zh) 柔性力传感器标定测试平台及方法
CN117045207B (zh) 压力检测结构、皮肤水分检测仪及其检测方法
EP3114993B1 (en) Fat thickness estimation device, fat thickness estimation system, fat thickness estimation method, and program
CN105342644A (zh) 一种基于测量唾液导电特性和基础体温的排卵期判定装置
CN103230273B (zh) 早期亚临床无症状糖尿病的无创检测系统及其方法
CN111800724B (zh) 一种入耳式耳机佩戴检测装置和方法
CN209707291U (zh) 一种软材料硬度测量装置
CN111006745A (zh) 一种城市内涝水位采集方法
EP2352995A1 (en) Capacitance measurement validation for biomass measurement instruments
KR20110076744A (ko) 이온교환막의 두께와 압력 측정장치 및 이의 측정방법
US20190360907A1 (en) Multimodal system for estimating the volume and density of a body
US11622704B2 (en) Pressure-compensating non-invasive blood-component measurement

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant