一种体表电导测试仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种体表电导测试仪，包括设置在测试仪外壳内部并依次连接的电导传感器、电荷检测器、ADC转换器以及数据处理器；电荷检测器、ADC转换器和数据处理器分别与嵌入式信号处理器连接，嵌入式信号处理器上还连接有显示器。本实用新型的体表电导测试仪，使用阵列式电导传感器，使测试电极与人体皮肤之间形成一个电容Cs，通过电荷检测器检测Cs的充放电电荷，经过ADC转换器计算出电容值Cs，从而计算出人体内电场的强度，得到体表电导分布图。本实用新型只通过体表电极进行检测而且电极与皮肤是绝缘的，对被试者没有任何影响，检测精度高，检测速度快，稳定性好，能对人的情绪变化，注意力变化等进行评估。
【专利说明】一种体表电导测试仪
【技术领域】
[0001]本实用新型属于心理学生物反馈【技术领域】，涉及一种体表电导测试仪。
【背景技术】
[0002]量子力学认为，人体的器官，组织，细胞，分子，原子都要辐射电磁波，这些电磁波驻波的叠加，在体内形成非均匀的电场。人体生理和心理的状态对人体内的电场分布影响极大。通过体表电导分布的检测，可以检测体内电场分布的变化。利用生物反馈技术，可进行心理训练和治疗。
[0003]目前，普遍使用皮电检测的方法来检测一些生理指标，皮电是表示皮肤上两个选定点之间的电阻值。皮电生物反馈的原理是:情绪紧张，恐惧或焦虑情况下汗腺分泌增加，皮肤表面汗液增多，引起导电增加而致皮电升高；情绪平静时汗腺分泌减少，皮肤导电性降低，引起皮电降低。因此，皮电的高低能反映情绪的变化，是反映情绪变化的生理指标。
[0004]皮肤电反应个体在情绪状态时，皮肤内血管的舒张和收缩以及汗腺分泌等变化，引起皮肤电阻的变化，它代表了自主神经系统的情绪反应。
[0005]传统的皮电检测方法通常间接测皮肤电阻，加电压会影响皮肤的生物电。
【发明内容】
[0006]本实用新型就是为了解决上述现有技术中的问题，而提供了一种只通过体表电极进行检测的体表电导测试仪。
[0007]本实用新型是按照以下的技术方案来实现的:
[0008]本实用新型的体表电导测试仪，包括设置在测试仪外壳内部并依次连接的电导传感器、电荷检测器、ADC转换器以及数据处理器；电荷检测器、ADC转换器和数据处理器分别与嵌入式信号处理器连接，嵌入式信号处理器上还连接有显示器；测试仪外壳的一侧中央设置有一个测试电极，测试电极与内部的电导传感器连接；测试仪外壳与设置有测试电极的一侧相对的另一侧设置有显示屏，显示屏与测试仪外壳内部的显示器连接。
[0009]所述的测试电极外侧设置有一层绝缘膜。
[0010]所述的测试仪外壳的左侧和右侧分别设置有一条固定带，左固定带通过固定带连接轴连接在测试仪外壳的左侧，右固定带通过固定带连接轴连接在测试仪外壳的右侧。
[0011]所述的右固定带上套接有固定环，右固定带的端部设置有固定搭扣。
[0012]本实用新型具有的优点和积极效果是:
[0013]本实用新型的体表电导测试仪，使用单电极电导传感器，设有测试电极，测试电极与人体皮肤之间有一个绝缘膜，使电极与皮肤之间形成一个电容Cs，通过电荷检测器检测Cs的充放电电荷，经过ADC转换器计算出电容值Cs，从而计算出人体内电场的强度。通过数据处理器和信号处理器得到体表电导分布图。本发明只通过体表电极进行检测而且电极与皮肤是绝缘的，对被试者没有任何影响，检测精度高，检测速度快，稳定性好，能对人的情绪变化，注意力变化，情绪的稳定性等进行评估。[0014]本实用新型的电导测量技术可替代皮电测量技术，比现有的皮电测量方法更合理，更科学，可应用于测试人的情绪变化，注意力变化，意识状态变化等心理学领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的体表电导测试仪的内部结构框图；
[0016]图2是本实用新型的体表电导测试仪外观结构示意图；
[0017]图3是本实用新型的电荷检测器的电路原理图。
[0018]图中主要部件符号说明:
[0019]I:电导传感器2:电荷检测器
[0020]3 =ADC转换器4:数据处理器
[0021]5:显示器6:嵌入式信号处理器
[0022]7:左固定带8:固定带连接轴
[0023]9:按键10:绝缘膜
[0024]11:测试电极12:固定环
[0025]13:固定搭扣14:右固定带
[0026]15:输出端16:体表电位
[0027]17:电压测量点18:积分电容
[0028]19:运算放大器。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明的体表电导测试仪进行详细描述，附图中与现有技术相同的部件采用了相同的标号。下述各实施例仅用于说明本发明而并非对本发明的限制。
[0030]图1是本实用新型体表电导测试仪的内部结构框图；图2是本发明的体表电导测试仪外观结构示意图。如图1和图2所示，本实用新型的体表电导测试仪，包括设置在测试仪外壳内部并依次连接的电导传感器1、电荷检测器2、ADC转换器3以及数据处理器4。电荷检测器2、ADC转换器3和数据处理器4分别与嵌入式信号处理器6连接，嵌入式信号处理器6上还连接有显示器5。测试仪外壳的一侧中央设置有一个测试电极11，并设置有一层绝缘膜10，测试电极11与设置在测试仪外壳内部的电导传感器I连接。测试仪外壳与设置有测试电极11的一侧相对的另一侧设置有显示屏，显示屏与测试仪外壳内部的显示器5连接。
[0031]测试电极11和显示屏分别设置于测试仪外壳的正面和背面。测试仪外壳的上侧和下侧设置有按键9。测试仪外壳的左侧和右侧分别连接有一条固定带，左固定带7通过固定带连接轴8连接在测试仪外壳的左侧，右固定带14通过固定带连接轴8连接在测试仪外壳的右侧。右固定带14上套接有固定环12，右固定带14的端部设置有固定搭扣13。使用时，左固定带7穿过固定搭扣13并根据松紧程度进行固定，左固定带7伸出固定搭扣13的多余部分由固定环12束缚固定。
[0032]本实用新型的理论基础如下:任何生物都由分子构成，分子由原子构成，原子由原子核及电子构成。电子围绕原子核旋转产生磁场。人体的心理，生理发生变化时，首先是构成人体的物质结构要素发生变化，构成原子的电子的正常运动首先异常。由于电子运动和磁场的相关性，一旦引起正常电子的共振磁场变化，从原子到分子，从分子到细胞，从细胞到器官的信息传递通道发生变化，结果引起体内电场分布的变化。
[0033]事实上，当被测者情绪波动时，皮肤电阻值并不是单调的下降，而是急剧地上下波动。在情绪波动时，电磁场的耗散结构会出现大幅度的涨落，从而导致身体电导能力的大幅度波动。
[0034]电导(J)是电阻(R)的倒数，也就是R=l/J或J=I/V)。从物理学的角度来看，电导(J)与电场强度是成正比的。J=Q Ε，σ是与物质有关的一个常数。在皮肤上测量的不是什么皮肤电阻而是身体电导，根据公式J=oE:电导(J)是与电场强度(E)成正比。结论是在皮肤上测量的就是身体内的电场强度(E )。
[0035]“耗散结构”是一种动态的结构，依靠不断的能量供应才能存在，而人体内的能量分布是由电磁波形成的耗散结构。人体的器官，组织，细胞，分子等等都会发射电磁波，所以它们都是电磁波的波源，又称“振子”。人体的心和肺就是两个典型的电磁波源，也是两个振子。常用的心电图就是测量心脏发出的电磁波。不常用的肺电图同样也是测量电磁波。它们必须有各自的固有频率，但是它们又不能完全独立。运动时，彼此都要相应加速；休息时，又要相应减速。
[0036]物理学理论指出，人体的电导与内电场的强度成正比。在很大程度上，人体电导的测量可以在体表运行，从而测定人体内电场的分布。这种内电场的非均匀分布主要是由电磁驻波的重叠产生的。我们没有必要测量和计算电磁波的频谱，而可以在体表对这个电磁波的干涉图进行采样测定，从而得出人体生理和心理状态的改变。
[0037]为了通过体表检测体内的电场强度，又不影响人体本身的电场。在检测电极和皮肤之间放置了绝缘膜，使检测电极和皮肤之间形成了一个测量电容Cs。通过对电容的检测，推算出体表的电场。
[0038]图3是本实用新型电荷检测器的电路原理图。如图3所示，电荷检测器内部设置有运算放大器19，积分电容18连接在运算放大器19的同相输入端和输出端之间，复位开关1(2与积分电容18并联。检测电极与皮肤上的体表电位16之间形成测量电容Cs，测量电容Cs通过开关K1连接到运算放大器的同相输入端。测量时，首先，对测量电容Cs充电，闭合开关K1，从运算放大器的反相输入端的电压测量点17测得测量电压V1，再断开开关K1，从运算放大器的输出端20处得到测量电荷Q1 ;然后，让测量电容Cs放电，闭合开关K1，从电压测量点17得到偏置电压V2，再断开开关K1，从运算放大器的输出端20处得到偏置电荷Q2。根据公式Cs= (Q1-Q2) / (V1-V2)，即可得到检测电极与皮肤之间的电容值，从而推算出体表的电导。
[0039]通过电导传感器测得体表各点得电位后，经过A/D转换器计算出电容值Cs，计算出人体内电场的强度。通过数据处理器和嵌入式信号处理器得到体表电导分布图，并在显示屏上显示。
[0040]本技术只通过体表电极进行检测而且电极与皮肤是绝缘的，对被试者没有任何影响，检测精度高，检测速度快，稳定性好，为心理学的生物反馈提供了一种新的反馈技术。通过计算机的计算和图形技术，就能得到人体表面电导的分布图。它能反映人体心理和生理的变化，可为心理学的生物反馈提供一个新的反馈量。[0041]本实用新型的体表电导测试仪，对心理学领域普遍使用的皮电测量技术，进行了改进。电导测量技术可替代皮电测量技术，比现有的皮电测量方法更合理，更科学。可应用于测试人的情绪变化，注意力变化，意识状态变化等心理学领域。
【权利要求】
1.一种体表电导测试仪，其特征在于:该测试仪包括设置在测试仪外壳内部并依次连接的电导传感器、电荷检测器、ADC转换器以及数据处理器；电荷检测器、ADC转换器和数据处理器分别与嵌入式信号处理器连接，嵌入式信号处理器上还连接有显示器；测试仪外壳的一侧中央设置有一个测试电极，测试电极与内部的电导传感器连接；测试仪外壳与设置有测试电极的一侧相对的另一侧设置有显示屏，显示屏与测试仪外壳内部的显示器连接。
2.根据权利要求1所述的体表电导测试仪，其特征在于:测试电极外侧设置有一层绝缘膜。
3.根据权利要求2所述的体表电导测试仪，其特征在于:测试仪外壳的左侧和右侧分别设置有一条固定带，左固定带通过固定带连接轴连接在测试仪外壳的左侧，右固定带通过固定带连接轴连接在测试仪外壳的右侧。
4.根据权利要求3所述的体表电导测试仪，其特征在于:右固定带上套接有固定环，右固定带的端部设置有固定搭扣。
【文档编号】A61B5/053GK203815455SQ201420108249
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】杨海波, 白学军, 曾力, 胡振慧 申请人:天津师范大学