FI104696B - Ihopotentiaalianturi - Google Patents

Description

, 104696

IHOPOTENTIAALIANTURI

Keksinnön kohteena on ihopotentiaalianturi, johon kuuluu iholle sijoitettava mittauselektrodi ja siihen liitetty signaalinsiirtoelin.

5

Mitattaessa ihopotentiaalia ja siirrettäessä mittausarvoja analogisesti tarvitaan erikoiskaapeli, jotta ympäristöstä indusoituvat kapasitiiviset ja induktiiviset häiriöt voidaan minimoida. Jos käytetään suojaamatonta elektrodi-kaapelointia, kaapeleihin indusoituu ulkoisista sähkömagneettisista 10 häiriölähteistä virhesignaaleja. Virhesignaalit voivat olla suurempia kuin itse ihopotentiaalisignaali. Häiriösuojauksen vuoksi kaapelien pitää olla siis yksilöllisesti häiriösuojattuja ja sen vuoksi kaapelistosta tulee monimutkainen, painava ja kallis. Suojatun kaapelin liikuttelu ja taipuminen puolestaan aiheuttaa häiriöitä, kun kaapelin vaippa liikkuu suhteessa kaapelin johtimeen ja 15 eristeeseen (ns. kaapelin mikrofonisuus). Kun suuri-impedanssinen signaali siirretään pitkässä johtimessa, kaapelin resistanssi, kapasitanssi ja induktanssi aiheuttavat muutoksia signaalin amplitudiin sekä taajuusvasteeseen. Eri ihopotentiaalisignaalit voivat myös häiritä toisiaan kaapelistossa (ns. läpikuuluminen).

20

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin ihopotentiaalianturi, jolla poistetaan nykyisiin ihopotentiaaliantureihin liittyviä epäkohtia ja varsinkin virhesignaaleista ja häiriösuojauksesta aiheutuvia ongelmia. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin ihopotentiaalianturi, joka voidaan 1(1 25 liittää suoraan digitaaliseen tietojenkäsittelyjärjestelmään digitaalisen tiedon-siirtojärjestelmän kautta.

• tl • · • · · • · · *·* ’ Keksinnön tarkoitus saavutetaan ihopotentiaalianturilla, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.

30 * * * , ·*.·’: Keksinnön mukaisessa ihopotentiaalianturissa mittauselektrodin välittömään : !·. läheisyyteen on sijoitettu signaalin mittaus-, käsittely-ja digitointiosat mittaus- - elektrodin antaman signaalin muuntamiseksi digitaaliseksi. Sijoittamalla keksinnön mukaisesti signaalin mittaus-, signaalinkäsittely-ja digitointiosat : i.: 35 elektrodin välittömään läheisyyteen mitattu analoginen ihopotentiaalisignaali

t I I

104696 2 saadaan muunnetuksi ilman siirtokaapeleita suoraan digitaaliseksi.. Kun mittaus tehdään suoraan elektrodista, numeerinen signaali voidaan siirtää luotettavasti tavanomaisissa kaapeleissa ja kaapelien aiheuttamat virheet voidaan eliminoida. Näin ollen kalliita erikoiskaapeleita ei tarvita.

5

Signaalinsiirtoelin on järjestetty siirtämään mitatun signaalin digitaalisessa muodossa tiedonsiirtoverkon kautta pääprosessorille. Täten ihopotentiaalianturi on liitettävissä suoraan digitaaliseen tietojenkäsittelyjärjestelmään.

10

Keksinnön eräässä sovelluksessa useiden antureiden muodostamassa järjestelmässä eri antureiden mittaussignaalien mittaukset on järjestetty tapahtumaan samanaikaisesti. Mittausten samanaikaisuus mahdollistaa eri signaalien numeerisen laskennan (esim. summaus ja erotus). Numeerinen 15 jatkokäsittely mahdollistaa uusien signaalien muodostamisen laskennallisesti (ilman lisäelektroniikkaa) useista eri antureista mitatuista signaaleista. Jos mittauksia ei suoriteta samanaikaisesti, laskettu signaali voi olla voimakkaasti vääristynyt.

20 Seuraavaksi keksintöä käsitellään tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää erään keksinnön mukaisen digitaalisen ihopotentiaalianturin lohkokaavion, kuva 2 esittää erään sovelluksen digitaalisen ihopotentiaalianturin 25 elektroniikasta, ja

• I

kuva 3 esittää erään usean anturin muodostaman järjestelmän lohkokaavion.

• Il • · • · » • « · ‘ Kuvan 1 mukaisessa lohkokaaviossa osa 1 on ihonpinnalla oleva mittauselektrodi. Mittauselektrodista signaali johdetaan osaan 2, joka 1 v.: 30 sisältää puskurivahvistimen, jolla estetään suuri-impedanssisen * 1 1 v : elektrodisignaalin kuormittuminen. Osa 3 sisältää signaalin ylipäästö- ja : alipäästösuodatuksen, jolla signaalista suodatetaan pois mittausalueen !···! ulkopuolisia häiriösignaaleja sekä elektrodin offset-jännitte. Osa 4 vahvistaa • « ’ · 1 signaalin riittävän suureksi. Osa 5 muuntaa analogisen signaalin digitaaliseksi :.i.: 35 ja osa 6 sisältää digitaalisen signaalin prosessoinnin sekä liitynnän • · —1 · « 104696 3 tiedonsiirtoverkkoon. Osa 7 sisältää tiedonsiirtoverkon kaapeloinnin.

Kuvan 2 mukaisessa kytkennässä operaatiovahvistin A1 muodostaa puskuri-vahvistimen, joka estää korkeaimpedanssisen signaalin kuormittumisen.

5 Puskurivahvistimen vahvistus on +1. Kondensaattori C1 ja vastus R1 muodostavat ylipäästösuodattimen. Vastus R2 ja kondensaattori C2 muodostavat alipäästösuodattimen. Suodattimet poistavat mittausalueen ulkopuolisia häiriöitä. Operaatiovahvistin A2 muodostaa yhdessä vastusten R3 ja R4 kanssa vahvistavan ei-kääntävän vahvistimen, jolla signaali vahvis-10 tetaan riittävän suureksi. Vahvistinasteen vahvistus voidaan laskea kaavasta G = (1 + R3/R4). IC1 on A/D-muunnin, joka muuntaa analogisen signaalin digitaaliseksi. Vastus R5 hienosäätää vahvistuksen ja R6 hienosäätää nollatason. IC2 on mikroprosessori, joka ohjaa muunnosta sekä mahdollisesti analysoi signaalia. IC3 muodostaa puskuriasteet tiedonsiirtoväylään.

15

Kuvan 3 mukaisessa lohkokaaviossa useita ihopotentiaaliantureita on kytketty toisiinsa. Osat 8 ja 9 ovat digitaalisia ihopotentiaaliantureita, osa 10 on potentiaalin tasaava maadoituspotentiaali ja osa 11 on verkkoa ohjaava pääprosessoriyksikkö, jossa voi olla näyttö 12 sekä näppäimistö 13.

20 Pääprosessoriyksikkö ohjaa digitaalisia antureita tiedonsiirtoverkon kautta ja kerää niiden antamat tiedot. Kerätyt ja mahdollisesti analysoidut tiedot voidaan siirtää myös toisiin järjestelmiin tiedonsiirto-osan 14 kautta.

Keksintöä ei rajata esitettyihin sovelluksiin, vaan se voi vaihdella 25 patenttivaatimusten muodostaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

• · · • · « · « • · · • · • · · • · · f · » • · • · · • · · • · 30 «Il ^ · • · » · · • · ·

IM I

« « · ~ * · 1 I » M » • · • · ·

Claims (3)

4 104696

1. Ihopotentiaalianturi, johon kuuluu iholle sijoitettava mittauselektrodi (1) ja siihen liitetty signaalinsiirtoelin, tunnettu siitä, että mittauselektrodin (1) 5 välittömään läheisyyteen on sijoitettu signaalin mittaus-, käsittely- ja digitointiosat mittauselektrodin antaman signaalin muuntamiseksi digitaaliseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ihopotentiaalianturi, tunnettu siitä, 10 että signaalinsiirtoelin on järjestetty siirtämään mitattu signaali digitaalisessa muodossa tiedonsiirtoverkkoon.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ihopotentiaalianturi, tunnettu siitä, että useiden antureiden mittaussignaalien mittaukset on järjestetty 15 tapahtumaan samanaikaisesti. »|| • · • at a a a • * Ml • « a • · a a a * • at taa • · • a · • aa «aa • · I · · • aa a · · i · I • t I • · f i • a • a • · a ! i 5 104696