KR102372267B1 - 인체 임피던스 분석기를 위한 평가 키트 및 평가 시스템 - Google Patents

Abstract

실시예에 의한 인체 임피던스 분석기를 위한 평가 키트 및 평가 시스템이 개시된다. 상기 평가 키트는 인체 임피던스 분석기에 연결되는 단자에 연결된 제1 저항; 일단이 상기 제1 저항에 연결되는 제2 저항, 제1 커패시터, 제1 인덕터를 포함하는 RLC 병렬 회로; 및 상기 RLC 병렬 회로의 타단과 접지 사이에 연결되는 제2 커패시터를 포함하고, 상기 인체 임피던스 분석기로부터 미리 정해진 범위의 주파수를 갖는 전류 신호를 인가 받으면 상기 전류 신호에 따라 미리 정해진 범위의 임피던스값을 출력한다.

Description

인체 임피던스 분석기를 위한 평가 키트 및 평가 시스템{EVALUATION KIT FOR BIOLECTRICAL IMPEDANCE ANALYZERS AND EVALUATION SYSTEM}

실시예는 인체 임피던스 분석기를 위한 평가 키트 및 평가 시스템에 관한 것이다.

인체의 임피던스는 주파수에 따라서 임피던스 값이 다르다. 이렇게 주파수에 따라서 다르게 나타나는 인체 임피던스를 측정하는 인체 임피던스 분석기의 측정 정확도를 평가하기 위하여 별도의 잘 평가된 평가 키트와 평가 데이터가 필요하다.

일반적으로 평가 키트는 저항(R), 커패시터(C), 인덕터(L)를 포함하고 있기 때문에 이러한 각각의 성분은 주파수에 따라서 다르게 반응한다. 그렇기 때문에 이러한 평가 키트를 사용하여 측정하는 인체 임피던스 분석기를 평가하기 위하여 평가 키트에 대한 정확한 평가가 필요하다.

그러나 이러한 평가 키트는 R, L, C의 3 성분 조합으로 이루어져 주파수에 따른 임피던스 곡선이 복잡하기 때문에 평가 키트의 그래프나 데이터를 별도로 확보해야 인체 임피던스 분석기의 측정값과 비교하는 것이 가능할 수 있다는 불편함이 있다.

등록특허공보 제10-2050277호 등록특허공보 제10-2042898호

실시예는, 인체 임피던스 분석기를 위한 평가 키트 및 평가 시스템을 제공할 수 있다.

실시예에 따른 평가 키트는 인체 임피던스 분석기에 연결되는 단자에 연결된 제1 저항; 일단이 상기 제1 저항에 연결되는 제2 저항, 제1 커패시터, 제1 인덕터를 포함하는 RLC 병렬 회로; 및 상기 RLC 병렬 회로의 타단과 접지 사이에 연결되는 제2 커패시터를 포함하고, 상기 인체 임피던스 분석기로부터 미리 정해진 범위의 주파수를 갖는 전류 신호를 인가 받으면 상기 전류 신호에 따라 미리 정해진 범위의 임피던스값을 출력할 수 있다.

상기 미리 정해진 범위의 주파수는 1 kHz 내지 1 MHz 이내일 수 있다.

상기 미리 정해진 범위의 임피던스값은 10 Ω 내지 500 Ω 이내일 수 있다.

상기 평가 키트는 상기 제1 저항에 직렬 연결되고, 저항 성분을 가변하는 가변 저항; 상기 제1 커패시터에 직렬 연결되고, 커패시턴스 성분을 가변하는 가변 커패시터; 및 상기 제1 인덕터에 직렬 연결되고, 인덕턴스 성분을 가변하는 가변 인덕터를 더 포함할 수 있다.

상기 가변 저항, 상기 가변 커패시터, 상기 가변 인덕터는 상기 제1 저항, 상기 제1 커패시터, 상기 제1 인덕터가 갖는 값의 20 % 이내에서 각각 가변될 수 있다.

실시예에 따른 평가 시스템은 미리 정해진 범위의 주파수를 갖는 전류 신호를 발생하는 인체 임피던스 분석기; 및 상기 인체 임피던스 분석기로부터 발생된 전류 신호를 인가 받아 상기 인가 받은 전류 신호에 따라 미리 정해진 범위의 임피던스값을 출력하는 평가 키트를 포함하고, 상기 평가 키트는 상기 전류 신호가 인가되는 단자 연결된 제1 저항; 일단이 상기 제1 저항에 연결되는 제2 저항, 제1 커패시터, 제1 인덕터를 포함하는 RLC 병렬 회로; 및 상기 RLC 병렬 회로의 타단과 접지 사이에 연결되는 제2 커패시터를 포함할 수 있다.

상기 인체 임피던스 분석기는 상기 미리 정해진 범위의 주파수를 갖는 전류 신호를 발생하는 전원 공급부; 및 상기 전류 신호가 인가된 평가 키트의 임피던스 값을 측정하는 측정 회로부를 포함할 수 있다.

실시예에 따르면, R, L, C의 주파수 특성을 고려하여 1 kHz에서 1 MHz까지의 주파수에 의존하지 않고 항상 일정한 임피던스 값을 출력하는 회로가 구현된 평가 키트를 제공함으로써, 평가 키트의 데이터나 그래프 없이 인체 임피던스 분석기의 정확도를 평가할 수 있다.

실시예에 따르면, 구성 성분의 온도 효과와 시간에 따른 안정도를 보정하는 회로를 포함하기 때문에 온도 효과와 시간에 따른 안정도에 영향을 받지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 임피던스 분석기를 평가하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 평가 키트의 상세한 구성을 나타내는 제1 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 평가 키트의 상세한 구성을 나타내는 제2 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 평가 키트의 주파수 응답 특성을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

실시예에서는, R, L, C의 주파수 특성을 고려하여 1 kHz에서 1 MHz까지의 주파수에 의존하지 않고 항상 일정한 임피던스 값을 출력하는 회로가 구현된 평가 키트를 제안한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 임피던스 분석기를 평가하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 임피던스 분석기를 평가하기 위한 시스템은 평가 키트(100), 인체 임피던스 분석기(200), 단말 장치(300)를 포함할 수 있다.

평가 키트(100)는 인체 임피던스 분석기로부터 발생된 전류 신호를 인가 받아 인가 받은 전류 신호에 따라 미리 정해진 범위의 임피던스값을 출력할 수 있다. 여기서, 미리 정해진 범위의 임피던스값은 10 Ω 내지 500 Ω 이내일 수 있다.

평가 키트(100)는 R, L, C의 주파수 특성을 고려하여 구현되어 임피던스 값을 일정하게 출력할 수 있다. C의 임피던스는 커패시턴스(capacitance)이기 때문에 주파수가 작을수록 무한대가 되고 주파수가 커질수록 0이 되고, L의 임피던스는 리액턴스(reactance)이기 때문에 주파수가 커질수록 무한대가 되고 주파수가 작을수록 0이 되는 특성을 갖고 있다.

인체 임피던스 분석기(200)는 전원 공급부(210), 측정 회로부(220)를 포함할 수 있다.

전원 공급부(210)는 미리 정해진 범위의 주파수를 갖는 전류 신호를 발생하고, 발생된 전류 신호를 평가 키트(100)에 인가할 수 있다. 여기서, 미리 정해진 범위의 주파수는 1 kHz 내지 1 MHz 이내일 수 있다.

측정 회로부(220)는 전원 공급부(210)에 의해 전류 신호가 인가된 평가 키트(100)의 임피던스 값을 측정하고, 그 측정된 임피던스 값을 단말 장치(300)에 제공할 수 있다.

단말 장치(300)는 인체 임피던스 분석기(200)로부터 제공 받은 임피던스 값을 표시할 수 있다. 이러한 단말 장치(300)는 임피던스 측정 결과를 확인할 수 있는 전자 기기로, 예컨대, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 데스크탑 PC 등을 포함할 수 있다.

실시예에서는 1 kHz에서 1 MHz까지 주파수에서 측정 회로부(220)에 의해 측정된 임피던스 값이 미리 정해진 범위 이내인 경우 인체 임피던스 분석기가 정상적으로 동작하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서 실시예에서는 1 kHz에서 1 MHz까지 주파수에 의존하지 않고 임피던스 값이 일정하게 출력되도록 제작되어 별도의 평가 데이터 없이 인체 임피던스 분석기의 주파수 특성을 편리하게 파악할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 평가 키트의 상세한 구성을 나타내는 제1 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 평가 키트(100)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2), 제1 인덕터(L1)를 포함할 수 있다.

제2 저항(R2)은 인체 임피던스 분석기에 연결되는 단자에 연결될 수 있다.

제1 저항(R1), 제1 커패시터(C1), 제1 인덕터(L1)를 포함하는 RLC 병렬 회로를 구성할 수 있다. 이때, RLC 병렬 회로의 일단은 제2 저항(R2)에 연결되고, RLC 병렬 회로의 타단은 제2 커패시터(C2)에 연결될 수 있다.

제2 커패시터(C)는 RLC 병렬 회로의 타단과 접지 사이에 연결될 수 있다.

이러한 회로로 구성된 평가 키트(100)는 1 kHz에서 1 MHz까지의 주파수를 갖는 전류 신호에 따라 임피던스가 변경되지 않고 항상 일정한 임피던스 값을 출력할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 평가 키트의 상세한 구성을 나타내는 제2 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 평가 키트(100)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2), 제1 인덕터(L1), 가변 저항(VR1), 가변 커패시터(VC1), 가변 인덕터(VL1) 를 포함할 수 있다.

도 2에 가변 저항(VR1), 가변 커패시터(VC1), 가변 인덕터(VL1) 가 추가될 수 있다.

가변 저항(VR1)은 제2 저항(R2)에 직렬 연결되고, 저항 성분을 가변하고, 가변 커패시터(VC1)는 제1 커패시터(C1)에 병렬 연결되고, 커패시턴스 성분을 가변하며, 가변 인덕터(VL1)는 제1 인덕터(L1)에 직렬 연결되고, 인덕턴스 성분을 가변할 수 있다.

가변 저항(VR1), 가변 커패시터(VC1), 가변 인덕터(VL1)는 제2 저항(R2), 제1 커패시터(C1), 제1 인덕터(L1)가 갖는 값의 20 % 이내에서 각각 가변할 수 있다.

평가 키트는 온도와 부품의 안정도 변화로 인해 1 kHz에서 1 MHz까지의 주파수에서 일정한 임피던스를 출력하지 못할 수 있어, 이를 보정하기 위한 회로가 필요한데, 실시예에서는 가변 저항(VR1), 가변 커패시터(VC1), 가변 인덕터(VL1)를 추가하여 1 kHz에서 1 MHz까지의 주파수에서 일정한 임피던스를 출력하도록 보정한다.

여기서는 온도와 부품의 안정도 변화를 일 예로 설명하고 있지만 반드시 이에 한정되지 않고, 임피던스 값에 변화를 줄 수 있는 습도, 자기장, 빛, 대기, 진동, 시간 등을 포함할 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 평가 키트의 주파수 응답 특성을 설명하기 위한 도면이다.

도 4a를 참조하면, 일반적인 RLC 회로에서의 주파수 특성을 보여주고 있다.

도 4b 내지 도 4c를 참조하면, 실시예에 따른 평가 키트를 이용하여 임피던스를 측정한 결과를 보여주고 있는데, 1 kHz~ 1 MHz까지의 주파수 특성이 감소하는 경향이 보이지만 상대적인 변화량이 0.00005 %이다. 따라서 임피던스값이 일정 하다고 할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 평가 키트
200: 인체 임피던스 분석기
210: 전원 공급부
220: 측정 회로부
300: 단말 장치

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 저항, 제1 커패시터, 제1 인덕터가 병렬 연결된 RLC 병렬 회로;
   상기 RLC 병렬 회로의 일단과 인체 임피던스 분석기에 연결되는 단자 사이에 연결된 제2 저항; 및
   상기 RLC 병렬 회로의 타단과 접지 사이에 연결되는 제2 커패시터;
   상기 제2 저항에 직렬 연결되고, 저항 성분을 가변하는 가변 저항;
   상기 제1 커패시터에 병렬 연결되고, 커패시턴스 성분을 가변하는 가변 커패시터; 및
   상기 제1 인덕터에 직렬 연결되고, 인덕턴스 성분을 가변하는 가변 인덕터를 포함하고,
   상기 인체 임피던스 분석기로부터 미리 정해진 범위의 주파수를 갖는 전류 신호를 인가 받으면 상기 전류 신호에 따라 미리 정해진 범위의 임피던스값을 출력하되,
   상기 가변 커패시터와 상기 가변 인덕터를 가변시켜 상기 미리 정해진 범위의 주파수는 1 kHz 내지 1 MHz 이내이면서,
   상기 미리 정해진 범위의 임피던스값은 10 Ω 내지 500 Ω 이내인, 평가 키트.
5. 제4항에 있어서,
   상기 가변 저항, 상기 가변 커패시터, 상기 가변 인덕터는 상기 제2 저항, 상기 제1 커패시터, 상기 제1 인덕터가 갖는 값의 20 % 이내에서 각각 가변되는, 평가 키트.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 미리 정해진 범위의 주파수를 갖는 전류 신호를 발생하는 인체 임피던스 분석기; 및
   상기 인체 임피던스 분석기로부터 발생된 전류 신호를 인가 받아 상기 인가 받은 전류 신호에 따라 미리 정해진 범위의 임피던스값을 출력하는 평가 키트를 포함하고,
   상기 평가 키트는,
   제1 저항, 제1 커패시터, 제1 인덕터가 병렬 연결된 RLC 병렬 회로;
   상기 RLC 병렬 회로의 일단과 상기 인체 임피던스 분석기에 연결되는 단자 사이에 연결된 제2 저항;
   상기 RLC 병렬 회로의 타단과 접지 사이에 연결되는 제2 커패시터;
   상기 제2 저항에 직렬 연결되고, 저항 성분을 가변하는 가변 저항;
   상기 제1 커패시터에 병렬 연결되고, 커패시턴스 성분을 가변하는 가변 커패시터; 및
   상기 제1 인덕터에 직렬 연결되고, 인덕턴스 성분을 가변하는 가변 인덕터를 포함하고,
   상기 가변 커패시터와 상기 가변 인덕터를 가변시켜 상기 미리 정해진 범위의 주파수는 1 kHz 내지 1 MHz 이내이면서,
   상기 미리 정해진 범위의 임피던스값은 10 Ω 내지 500 Ω 이내인, 평가 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 가변 저항, 상기 가변 커패시터, 상기 가변 인덕터는 상기 제2 저항, 상기 제1 커패시터, 상기 제1 인덕터가 갖는 값의 20 % 이내에서 각각 가변되는, 평가 시스템.
11. 제9항에 있어서,
    상기 인체 임피던스 분석기는,
    상기 미리 정해진 범위의 주파수를 갖는 전류 신호를 발생하는 전원 공급부; 및
    상기 전류 신호가 인가된 평가 키트의 임피던스 값을 측정하는 측정 회로부를 포함하는, 평가 시스템.

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