DE662033C - Anordnung zur Bestimmung von elektrischen Eigenschaften der menschlichen Haut oder anderer Koerper mit verhaeltnismaessig geringer elektrischer Leitfaehigkeit - Google Patents

Description

• Anordnung zur Bestimmung von elektrischen Eigenschaften der menschlichen Haut oder anderer Körper mit verhältnismäßig geringer elektrischer Leitfähigkeit Es ist bekannt, daß bei gewissen Erkrankungen die menschliche Haut Veränderungen aufweist, die man durch Prüfung der elektrischen Eigenschaften der Haut feststellen kann. Man bediente sich zu diesem Zweck bisher einer Anordnung, bei welcher an zwei verschiedenen Stellen des Körpers Elektroden auf die Haut aufgelegt werden und an Hand eines über die Elektroden geschlossenen Stromkreises entweder der Widerstand der Haut oder auch die Kapazität zwischen beiden Elektroden bestimmt wird. Im allgemeinen hat es sich herausgestellt, daß das auf die Bestimmung der Kapazität gerichtete Meßverfahren als vorteilhafter angesehen werden kann.
• Die Erfindung betrifft eine besonders zweckmäßige Anordnung zur Ausübung des oben angeführten diagnostischen Verfahrens unter Verwendung von auf die Haut bzw. auf die Oberfläche des sonstigen zu untersuchenden Körpers aufgelegten Elektroden, über die ein hochfrequenter Meßstromkreis geführt ist.
• Gemäß der Erfindung sind die Elektroden zu einem Meßkondensator vereinigt, bei welchem im Gegensatz zu der bisher üblichen Verwendung zweier getrennter Elektroden die Elektroden nebeneinander an einem gemein-Samen Tragkörper so angeordnet sind, daß bei der Annäherung des vorzugsweise flachen Teils des Kondensators an die Haut der zu untersuchenden Person ein möglichst großer Teil des Kondensatorstreufeldes die zu prüfende Haut durchsetzt. Der Meßkondensator wird zur Erzielung der oben angeführten Wirkung zweckmäßig in solcher Form ausgebildet, daß die Belegungen aus einer Mehrzahl innerhalb derselben Ebene angeordneter schmaler Streifen bestehen, die abwechselnd miteinander verbunden sind. Je nach der Gesamtform, welche die auf den Körper aufzusetzende Elektrode erhalten soll, kann man entweder gerade Streifen nebeneinander anordnen; man, kann z. B. aber auch kreisringförmige Streifen konzentrisch zueinander verwenden.
• Gemäß der Erfindung wird demnach das Streufeld eines in einem hochfrequenten Schwingungskreis liegenden Kondensators zur Messung verwendet. Es ist an sich bereits bekannt, nach Art von Antennen ausgebildete Kondensatoren mit hochfrequenter. Schwingungskreisen derart zu verbinden, daß in das Streufeld des Kondensators eingeführte menschliche Gliedmaßen die Abstimmung des Schwingungskreises zwecks Änderung elektroakustisch erzeugter Töne beeinflussen.
• Für die Anordnung gemäß der Erfindung werden mit Vorteil die bekannten Meßschat.-' turngen verwendet, die es ermöglichen, sowö;i. die Änderungen der Kapazität des Meßkondensators als auch den Verlustwinkel des Meßkondensators zu bestimmen. Es kann ein Hochfrequenzschwingungskreis benutzt werden, der von einem Hochfrequenzgenerator, zweckmäßig einem Röhrengenerator, erregt wird und dessen Kapazität zum Teil von dem Meßkondensator gebildet wird. Zur Bestimmung der Meßkapazität dient erfindungsgemäß ein veränderbarer Kondensator, der unmittelbar in Werten der zu messenden Kapazität geeicht sein kann. Stimmt man beispielsweise den zur Messung benutzten Schwingungskreis so ab, daß seine Resonanzfrequenz der Erregerfrequenz des Generators entspricht, wenn die zuletzt erwähnte veränderbare Kapazität auf ihren Höchstwert gebracht ist und der Meßkondensator nicht auf der Haut der zu untersuchenden Person aufliegt, sondern sich frei in der Luft befindet, dann kann nach Auflegen des Meßkondensators auf die Haut die Resonanz wiederhergestellt werden, indem die veränderbare Kapazität um so viel verkleinert wird, als die Kapazität des Meßkondensators durch Auflegen auf die Haut zugenommen hat. Den Verlustwinkel kann man mit Hilfe eines veränderbaren Widerstandes im Anschluß an die obengenannte Messung bestimmen. Auch hier kann der Widerstand in Werten des Verlustwinkels unmittelbar geeicht sein.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. z die vollständige Schaltung eines Gerätes, während in den Fig. z und 3 eine Ausführungsform der Meßkapazität im Querschnitt und in der Aufsicht dargestellt ist. Die Meßka,pazität ist mit K bezeichnet. Sie bildet einen Teil eines Schwingungskreises, dessen Induktivität aus einer Spule L bestellt und der neben der Kapazität K noch einen unveränderbaren Kondensator Cl und einen veränderbaren Kondensator C_ enthält. Parallel zu den Kapazitäten ist ein fester Ohmscher Widerstand R1 und ein veränderbarer Ohmsclier Widerstand R. angeordnet. Der oben seinen einzelnen Bestandteilen nach angegebene Meßschwingungskreiswirkt auf das Steuergitter einer Verstärkerröhre Va ein, in deren Anodenkreis ein Meßinstrument J1 und ein veränderbarer Ohmscher Widerstand R3 geschaltet sind. Zur Erregung des Meßschwingungskreises dient eine all sich bekannte Röhrengeneratorschaltung mit der Schwingröhre V2 und einem Schwingungskreis C3, L, Ein Strommesser J,,> ermöglicht die Kontrolle des im Generator fließenden Anodenstromes. Zum Ein- und Ausschalten der Schwingröhre dient ein doppelpoliger '-'Schalter U. Die Kopplung zwischen Generator und Meßschwingttngskreis findet über die Induktivitäten L, und L statt.
• Die Messung mit Hilfe der vorbeschriebenen Schaltung geht wie folgt vor sich. Wie oben bereits erwähnt, sind die Schwingungskreise Ll, C3 und L, Cl, C2, K auf die gleiche Resonanzfrequenz abgestimmt, vorausgesetzt, daß die Kapazität C. voll eingeschaltet ist und der freien Seite der Belegungen der Kapazität K ein Körper nicht gegenübersteht. Es wird nun zunächst der Schalter L' eingelegt und am Instrument J2 festgestellt, ob der Röhrengenerator ordnungsgemäß arbeitet. Daraufhin wird der Meßkondensator K mit gleichbleibendem Druck auf die zu untersuchende Hautstelle aufgebracht, nunmehr die Kapazität C, so lange verändert, bis das Instrument J, seinen 'Maximalausschlag zeigt. Durch Änderung des Widerstandes R3 wird zwecks bequemeren Arbeitens der so erreichte Ausschlag von J1 auf einen leicht ablesbaren Wert gebracht. Der auf die Kapazität C. eingestellte Wert gibt bei entsprechender Eichung dieser Kapazität unmittelbar die Größe der Hautkapazität an. .Man kann aus dem so gemessenen Kapazitätswert auf die Dielektrizitätskonstante des an den Meßkondensätor K gelegten Körpers schließen, vorausgesetzt natürlich, daß der untersuchte Körper als homogen im Bereich des Kondensatorkraftlinienfeldes angesehen werden kann. Um den Verlustwinkel des an die Sonde gelegten Körpers zu bestimmen, merkt man sich den bei der vorangegangenen Messung eingestellten Ausschlagswert des Instrumentes J, und dreht nach Entfernen des Meßkondensators K vom Körper die Kapazität C2 auf ihren Ausgangswert, d. 1i. den Nullwert in bezug auf die zu anessende Kapazität und den Maximalwert in bezug auf die Kapazität C.. Dadurch erhöht sich der Ausschlag des Instrumentes J1. Man bringt nunmehr den Widerstand R;,>, der bei der vorangegangenen Messung unendlich groß gewesen war, auf einen solchen Wert, daß das Instrument Il wieder seinen ursprünglichen Ausschlag anzeigt. Dann ist die eingestellte Größe des Widerstandes R. ein Maß für den Verlustwinkel der angelegten Kapazität K, und infolgedessen kann die Skala des Widerstandes R, unmittelbar in Werten des Verlustwinkels geeicht sein. Der Widerstand Ra dient lediglich dem Zweck, dem bleßscliwingungskreis eine Mindestdämpfung zu geben. Er ist an sich für die Messung entbehrlich. Es hat sieh jedoch gezeigt, daß das Arbeiten mit dein Gerät einfacher wird, wenn man stets einen Mindestwert der Dämpfung beibehält.
• In den Fig. 2 und 3 ist eine Ausführungsform der Meßkapazität dargestellt, wie sie in den weitaus meisten Fällen sich als zweckmäßig erweisen dürfte. Vier Teilbelegüngen, von denen die innere, i, .die Form einer Kreisfläche und die weiter außen liegenden, 2, 3 und :I, die Form von Kreisringflächen haben, sind auf einem Körper 5 aus möglichst verlustfreiem Material, z. B. durch Aufkleben, befestigt. Die Elektroden sind aus sehr dünnem Material hergestellt, um die Restkapazität der Anordnung möglichst niedrig zu halten. Die Belegungen i und 3 sind miteinander verbunden und bilden die eine Elektrode der Kapazität k, die Belegungen :2 und 4 sind ebenfalls miteinander verbunden und bilden die andere Elektrode. Zum Schutz ist über die Belegungen i bis 4. eine dünne isolierende Schicht 6 gelegt, die z. B. aus einer Glimmerplatte bestehen kann. Die Stärke der Glimmerplatte 6 wird zweckmäßig möglichst gering bemessen, um die Empfindlichkeit der Meßanordnung möglichst wenig zu vermindern. An Stelle der vier Teilbelegungen i bis 4 kann natürlich auch eine größere Anzahl von solchen Belegungen verwendet werden. Die Breite der Belegungen in Richtung ihrer Fläche richtet sich nach der gewünschten Eindringtiefe der streuenden Kraftlinien. Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein, eine Breite von etwa 2 cm zu wählen.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Bestimmung von elektrischen Eigenschaften der menschlischen Haut oder anderer Körper mit verhältnismäßig geringer elektrischer Leitfähigkeit, unter Verwendung von auf die Haut bzw. auf die Oberfläche des sonstigen Körpers aufgelegten Elektroden, über die ein hochfrequenter Meßstrornkreis geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden zu einem Meßkondensator vereinigt sind, an dessen dem Körper zu nähernden, vorzugsweise flachen Teil ein durch die Meßgröße zu beeinflussendes Streufeld . besteht.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung einer an sich bekannten Meßschaltung, welche neben der Feststellung von Änderungen des Kapazitätswertes auch die Messung des Verlustwiderstandes der Meßkapazität ermöglicht.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkondensator eine Mehrzahl innerhalb einer Ebene angeordneter schmaler Streifen aufweist, die abwechselnd miteinander leitend verbunden sind. .I.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegungen des Meßkondensators eine Mehrzahl konzentrischer Ringe bilden.
5. 5. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen fremderregten Meßschwingungskreis, der neben der Meßkapazität noch eine veränderbare Kapazität enthält, wobei die Elemente dieses Schwingungskreises so bemessen sind, daß die Eigenresonanz des Schwingungskreises bei dem Höchstwert der veränderbaren Kapazität und bei Anordnung der Meßkapazität in Luft unbeeinflußt von dem zu untersuchenden Körper der Erregerfrequenz gleich ist, so daß die Skala der veränderbaren Kapazität unmittelbar im Werte der :\feßkapazität geeicht werden kann.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Kapazitäten des Meßschwingungskreises ein veränderbarer Ohrnscher Widerstand angeordnet ist, der unmittelbar in Werten des Verlustwinkels geeicht sein kann.
7. 7. Anordnung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise schaltungstechnische -Mittel zur stetigen Änderung der Empfindlichkeit eines die Spannung des Meßschwingungskreises anzeigenden Instrumentes angeordnet sind.
8. 8, Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegungen des Kondensators von einer dünnen, schlecht leitenden Schicht, z. B. einer Glimmerscheibe, abgedeckt sind.