FR2653655A1 - Silver-silver chloride electrode with integrated amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
l-Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un nouveau type d'électrode à base d'argent et de chlorure d'argent.l-Technical field of the invention
The present invention relates to a new type of electrode based on silver and silver chloride.
Elle concerne plus particulièrement le domaine des électrodes destinées à etre mises en contact avec la peau afin de détecter les signaux électriques générés par les phénomènes bioélectriques comme l'électrocardiographie,l'électromyo- qraphie ou 1 'électroencéphalographie. It relates more particularly to the field of electrodes intended to be brought into contact with the skin in order to detect the electrical signals generated by bioelectric phenomena such as electrocardiography, electromyography or electroencephalography.
Généralement, le signal provenant de ce type d'électrode est acheminé jusqu'à un système de traitement du signal.Generally, the signal from this type of electrode is routed to a signal processing system.
2.Etat de la technique antérieure
Les potentiels biolélectriques mesurés par les électromyographes,les électrocardiographes etc., sont très faibles (quelques microvolts), ce qui conduit en effet à utiliser des électrodes ayant des caractéristiques électriques bien définies qui sont une faible impédance, et le bruit le plus faible possible.2. State of the prior art
The biolelectric potentials measured by electromyographs, electrocardiographs, etc., are very low (a few microvolts), which in fact leads to the use of electrodes having well defined electrical characteristics which are low impedance, and the noise as low as possible.
Depuis très longtemps, les électrodes à base d'argent-chlorure d'argent sont connues pour avoir de très bonnes qualités électriques.For a very long time, electrodes based on silver-silver chloride have been known to have very good electrical qualities.
Une des techniques les plus connues pour réaliser ce type d'électrode consiste à effectuer une électrolyse sur une plaque d'argent, dans une solution acqueuse de chlorure de sodium; on observe alors qu'une couche de chlorure d'argent se forme à la surface de l'argent.One of the best known techniques for producing this type of electrode consists in carrying out electrolysis on a silver plate, in an aqueous solution of sodium chloride; it is then observed that a layer of silver chloride is formed on the surface of the silver.
Une autre technique à été développée qui consiste à mélanger une poudre d'argent et une poudre de chlorure d'argent selon un certain ratio et à effectuer un frittage à froid : le résultat obtenu est une pastille compacte dont la structure argent-chlorure d'argent est très homogène.Another technique has been developed which consists in mixing a silver powder and a silver chloride powder according to a certain ratio and in carrying out a cold sintering: the result obtained is a compact pellet with a silver-chloride structure. silver is very homogeneous.
D'autres techniques ont été développées dans lesquelles un support à base de céramique, verre, ou métal recoivent des mélanges de poudres dans une matrice de résine.Other techniques have been developed in which a support based on ceramic, glass, or metal receives mixtures of powders in a resin matrix.
D'une manière générale, les techniques qui ont été mises au point pour réaliser des électrodes de qualité ont toujours buté sur le prix des matériaux, la complexité du procédé de fabrication, la fragilité de la surface sensible de l'électrode.In general, the techniques that have been developed to produce quality electrodes have always come up against the price of materials, the complexity of the manufacturing process, the fragility of the sensitive surface of the electrode.
Ces freins ont toujours conduit à limiter l'utilisation de ce type d'électrode à quelques expériences où la qualité du signal est importante.These brakes have always led to limiting the use of this type of electrode to a few experiments where the quality of the signal is important.
L'inventeur a développé un nouveau type d'électrode à base d'argent et de chlorure d'argent ayant de hautes performances (impédance faible, bruit faible, tension d'offset faible).The inventor has developed a new type of electrode based on silver and on silver chloride having high performance (low impedance, low noise, low offset voltage).
Cette électrode se présente sous la forme d'une couche d'argent et de chlorure d'argent yitrifié liée à une surface isolante telle que de la céramique.This electrode is in the form of a layer of silver and of yitrified silver chloride bonded to an insulating surface such as ceramic.
Cette couche très résistante et de haute performance électrique est obtenue par des techniques très répandues qui permettent de réaliser des électrodes performantes à des couts moindres, ce qui permettra de répandre son usage.This very resistant and high electrical performance layer is obtained by widely used techniques which make it possible to produce high-performance electrodes at lower costs, which will make it possible to spread its use.
L'inventeur a associé cette électrode à une électronique concomitante afin de réaliser un capteur monobloc équipé de son électronique qui permet d'amplifier le signal et d'éliminer ainsi la présence de bruit due au très faible niveau des potentiels bio-électriques. The inventor associated this electrode with concomitant electronics in order to produce a one-piece sensor equipped with its electronics which makes it possible to amplify the signal and thus eliminate the presence of noise due to the very low level of bioelectric potentials.
RESUME DE L'INVENTION
La présente invention concerne une électrode à base d'argent-chlorure d'argent munie de son amplificateur.SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention relates to a silver-silver chloride-based electrode provided with its amplifier.
Cette électrode se caractérise par le fait que la surface active, qui est à base d'argent-chlorure d'argent, est obtenue par une technique qui permet
d'améliorer le prix et la qualité des électrodes actuelles.This electrode is characterized by the fact that the active surface, which is based on silver-silver chloride, is obtained by a technique which allows
improve the price and quality of current electrodes.
Afin d'augmenter les caractéristiques des électrodes, un circuit
électronique qui permet l'amplification du signal en provenance de l'électrods a été fixé sur la face arrière de l'électrode. Ce circuit électronique, de
gain élevé va permettre d'amplifier le très faible signal en provenance de
l'électrode, ce qui permettra de le transférer sur de longues distances sans - que # 'aucun e usunesmanibree le ruLgnal roit altireK
L'électrode est constituée d'un support en un matériau à base de céramique (par exemple, alumine à 96 %) sur lequel a été sérigraphiée par la technologie dite de fabrication de circuit hybride couche épaisse, une couche de pate à base de poudre d'argent, de fritte, et de véhicule organique.In order to increase the characteristics of the electrodes, a circuit
electronics which allows the amplification of the signal coming from the electrodes was fixed on the back face of the electrode. This electronic circuit, of
high gain will amplify the very weak signal from
the electrode, which will allow it to be transferred over long distances without - that no usmanmanibree the ruLgnal roit altireK
The electrode is made up of a support made of a ceramic-based material (for example, 96% alumina) on which has been screen-printed by the technology known as manufacturing of a thick layer hybrid circuit, a layer of powder-based paste. silver, frit, and organic vehicle.
Une fois que cette couche a été déposée, elle subit un séchage qui permet
d'éliminer la présence de solvants.Once this layer has been deposited, it undergoes drying which allows
eliminate the presence of solvents.
Cette couche subit ensuite une cuisson à une température à laquelle on
observe un frittage des particules d'argent et des particules de fritte.This layer is then baked at a temperature at which
observe sintering of silver particles and sinter particles.
Ensuite, un dépot de chlorure d'argent est effectué par les techniques
classiques d'électrolyse.Then, a deposit of silver chloride is carried out by the techniques
conventional electrolysis.
Une fois ce dépot effectué, l'ensemble subit un passage dans un four sous air,
à une température à laquelle le chlorure d'argent entre en fusion, température
de l'ordre de 480 degrés celcius.Once this deposit has been made, the assembly undergoes a passage in an air oven,
at a temperature at which silver chloride melts, temperature
of the order of 480 degrees celcius.
A cette température, le chlorure d'argent, qui recouvre l'argent
précédemment cuit, entre dans une phase vitreuse et se lie intimement à la
couche d'argent, pour former une couche à base d'argent, de chlorure d'argent
et de fritte.At this temperature, the silver chloride, which covers the silver
previously cooked, enters a glassy phase and binds intimately to the
silver layer, to form a silver-based layer, silver chloride
and frit.
La surface active de l'électrode est aussi couverte d'une couche de chlorure
d'argent en phase vitreuse qui augmente considérablement sa tenue mécanique,
notamment lors des utilisations répétées de la part de l'utilisateur.The active surface of the electrode is also covered with a layer of chloride
silver in the glassy phase which considerably increases its mechanical strength,
especially during repeated use by the user.
L'électrode munie de son amplificateur se fixe sur la peau grace à un adhésif
double face en mousse cellulaire qui adhère d'une part sur la peau et d'autre
part sur la céramique.The electrode with its amplifier attaches to the skin with an adhesive
double-sided cellular foam that adheres on the one hand to the skin and on the other
share on ceramic.
Cet adhésif double face en mousse cellulaire est percé de deux ouvertures
espacées d'une distance fld" qui permet de régler les caractéristiques du
capteur. This double-sided cellular foam adhesive is pierced with two openings
spaced by a distance fld "which adjusts the characteristics of the
sensor.
DESCRIPTION DES DESSINS
La fig 1 : est une vue de l'électrode principale qui est composée d'un support 2 en céramique (par exemple de l'alumine à 96 % sur lequel ont été déposées les deux métallisations 3 et 4 faisant office d'électrode.DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Fig 1: is a view of the main electrode which is composed of a ceramic support 2 (for example 96% alumina on which the two metallizations 3 and 4 have been deposited, serving as the electrode.
Sur la face opposée aux électrodes, on peut trouver l'amplificateur 1, réalisé en technologie "Composants Montés en Surface"
La très faible distance séparant les électrodes et l'amplificateur permet d'obtenir un signal amplifié inaltéré.On the face opposite to the electrodes, one can find the amplifier 1, produced in "Surface Mounted Components" technology
The very small distance separating the electrodes and the amplifier makes it possible to obtain an unaltered amplified signal.
La partie électronique est protégée par un boitier 5 duquel sort un groupe de fils 6, permettant la liaison entre le capteur et le système de traitement du signal.The electronic part is protected by a box 5 from which a group of wires 6 leaves, allowing the connection between the sensor and the signal processing system.
Un adhésif cellulaire souple 7 permet la fixation directe de l'électrode sur la peau.A flexible cellular adhesive 7 allows direct attachment of the electrode to the skin.
Dans cet adhésif cellulaire sont pratiquée deux ouvertures 8 et 9 de taille variable et d'écartement ndn variable.In this cellular adhesive are made two openings 8 and 9 of variable size and variable spacing ndn.
La figure 2 est une vue représentant l'électrode proprement dite.Figure 2 is a view showing the actual electrode.
Elle est composée d'un support 2 en céramique (alumine 96 % par exemple) sur lequel a été déposée une couche de pate (3 et4) d'argent qui a subit successivement une cuisson, une électrolyse pour déposer du chlorure d'argent, puis une cuisson a 480 pour créer une phase vitreuse de chlorure d'argent 11 qui sert de matrice aux grains d'argent 10.It is composed of a ceramic support 2 (96% alumina for example) on which a layer of silver paste (3 and 4) has been deposited which has undergone successive firing, electrolysis to deposit silver chloride, then baking at 480 to create a glassy phase of silver chloride 11 which serves as a matrix for the silver grains 10.
La figure 3 représente le profil permettant la formation de chlorure d'argent en phase vitreuse, par cuisson avec un palier a 480 C de quelques minutes. FIG. 3 represents the profile allowing the formation of silver chloride in the vitreous phase, by cooking with a plateau at 480 C for a few minutes.
La figure 4 représente le schéma de l'amplificateur associé au capteur.FIG. 4 represents the diagram of the amplifier associated with the sensor.
C'est un amplificateur différentiel qui traite les potentiels en provenance des électrodes El et E2, et qui délivre un signal de sortie S avec un gain minimal de 600.It is a differential amplifier which processes the potentials coming from the electrodes E1 and E2, and which delivers an output signal S with a minimum gain of 600.
La figure 5 représente le capteur vu coté électrodes.FIG. 5 represents the sensor seen on the electrode side.
Les applications de ce capteur concernent par exemple
- le suivi des efforts d'un sportif
- le controle d'une activité musculaire ou cardiaque
- l'optimisation d'un geste sur un poste de travail
- l'étude de la progression de la musculation d'une personne
(rééducation)
- etc. The applications of this sensor relate for example
- monitoring the efforts of an athlete
- the control of a muscular or cardiac activity
- the optimization of a gesture on a workstation
- studying the progression of a person's bodybuilding
(re-education)
- etc.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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| FR8914542A FR2653655A1 (en) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | Silver-silver chloride electrode with integrated amplifier |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2653655A1 (en) |
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-
1989
- 1989-10-27 FR FR8914542A patent/FR2653655A1/en not_active Withdrawn
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