一种皮肤检测仪及其金属探头、皮肤水分计算方法与流程

本发明涉及皮肤检测领域，特别是涉及一种皮肤检测仪及其金属探头、皮肤水分计算方法。

背景技术

皮肤检测仪的检测原理为肌肤生物阻抗原理，其核心在于人体皮肤阻抗与人体肌肤水分特有的对应关系。具体地，皮肤检测仪的金属探头在与皮肤接触后，在金属探头上施加微小电流，微小电流流经皮肤之后形成回路。通过金属探头可以得到皮肤电压，根据皮肤电压及相应关系式可以得到皮肤水分值。目前市场上的皮肤检测仪通常采用棒状金属探头设计，即以触点式为主，由于该种点接触式的金属探头与皮肤的接触面积比较小，采集到的皮肤电压不稳定，因此，为了确保最终得到的皮肤水分是可靠的，需要在皮肤上做多次测量取平均值，过程繁琐，测量时间长，不能做到数据可靠性和实时性的有效平衡。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种皮肤检测仪及其金属探头、皮肤水分计算方法，采集的数据较为准确，无需采集多次，过程简单，实时性好，做到了数据可靠性和实时性的有效平衡。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种皮肤检测仪的金属探头，包括两个用于测量预设电流下的皮肤电压的金属子探头，所述金属子探头包括用于与皮肤接触作用的线接触部或面接触部。

优选地，两个所述金属子探头间隔预设距离。

优选地，所述金属子探头的面接触部为半圆环形。

优选地，两个半圆环形的金属子探头的内凹面相对设置。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种皮肤检测仪，包括如上述任一项所述的金属探头，还包括：

与所述金属探头连接的电源模块；

与所述金属探头连接、用于将所述皮肤电压由模拟量转换为数字量的模数转换器；

分别与所述电源模块、所述模数转换器及所述电源模块连接的处理器，用于控制所述电源模块输出所述预设电流，还用于根据所述预设电流、数字量的皮肤电压及阻抗水分对应关系得到皮肤水分值。

优选地，所述处理器具体为根据所述预设电流及数字量的电压得到皮肤阻抗，根据所述皮肤阻抗及阻抗水分转换关系式得到皮肤水分值的处理器；

其中，所述阻抗水分转换关系式为x＝|z|*t*r，x为所述皮肤水分，|z|为所述皮肤阻抗，t为预设电阻转换系数，r为拟合修正系数，x1、x2…xn为根据所述皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，y1、y2…yn为根据基准皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，n为水分样本数据的数量。

优选地，所述处理器具体为根据预设电流及数字量的电压得到皮肤阻抗，根据所述皮肤阻抗及阻抗水分转换关系式得到皮肤水分值的处理器；

其中，所述阻抗水分转换关系式为x＝|z|*t*r-offset，x为所述皮肤水分，|z|为所述皮肤阻抗，t为预设电阻转换系数，r为拟合修正系数，offset为所述皮肤检测仪较基准皮肤检测仪的偏移修正系数；x1、x2…xn为根据所述皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，y1、y2…yn为根据基准皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，n为水分样本数据的数量，

优选地，所述皮肤检测仪还包括：

输入端与所述金属探头连接，输出端与所述模数转换器连接的滤波模块，用于对所述皮肤电压进行滤波。

优选地，还包括：

设置于两个半圆环形的金属子探头之间、用于检测皮肤状态信息的光谱模块，所述皮肤状态信息包括脂肪状态信息。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种皮肤水分计算方法，应用于如上述所述的处理器中，包括：

获取预设电流下的皮肤电压；

根据所述预设电流、数字量的皮肤电压及阻抗水分对应关系得到皮肤水分值。

优选地，所述根据所述预设电流、皮肤电压及阻抗水分对应关系得到皮肤水分值，包括：

根据所述预设电流及皮肤电压得到皮肤阻抗，根据所述皮肤阻抗及阻抗水分转换关系式得到皮肤水分值；

其中，所述阻抗水分转换关系式为x＝|z|*t*r，x为所述皮肤水分，|z|为所述皮肤阻抗，t为预设电阻转换系数，r为拟合修正系数，x1、x2…xn为根据所述皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，y1、y2…yn为根据基准皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，n为水分样本数据的数量。

优选地，所述根据所述预设电流、皮肤电压及阻抗水分对应关系得到皮肤水分值，包括：

根据预设电流及数字量的皮肤电压得到皮肤阻抗，根据所述皮肤阻抗及阻抗水分转换关系式得到皮肤水分值的处理器；

其中，所述阻抗水分转换关系式为x＝|z|*t*r-offset，x为所述皮肤水分，|z|为所述皮肤阻抗，t为预设电阻转换系数，r为拟合修正系数，offset为所述皮肤检测仪较基准皮肤检测仪的偏移修正系数；x1、x2…xn为根据所述皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，y1、y2…yn为根据基准皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，n为水分样本数据的数量，

本发明提供了一种皮肤检测仪及其金属探头、皮肤水分计算方法，包括两个用于测量预设电流下的皮肤电压的金属子探头，金属子探头包括用于与皮肤接触作用的线接触部或面接触部。本申请中，金属子探头与皮肤接触的部分为线状或者面状，从而使得与皮肤接触部分的面积比较大，采集的数据较为准确，无需采集多次，过程简单，实时性好，做到了数据可靠性和实时性的有效平衡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种局部的皮肤检测仪的金属探头的结构示意图；

图2为本发明提供的一种皮肤检测仪的结构示意图；

图3为本发明提供的一种样机皮肤检测仪与基准皮肤检测仪采集的数据分布图；

图4为本发明提供的一种皮肤水分计算方法的过程流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种皮肤检测仪及其金属探头、皮肤水分计算方法，采集的数据较为准确，无需采集多次，过程简单，实时性好，做到了数据可靠性和实时性的有效平衡。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种局部的皮肤检测仪的金属探头的结构示意图，该皮肤检测仪包括两个用于测量预设电流下的皮肤电压的金属子探头11，金属子探头11包括用于与皮肤接触作用的线接触部或面接触部。

首先需要说明的是，本实施例提供的图1是以金属子探头11包括的接触部为面接触部为例。

本申请的金属探头基于的设计思路为：由于人体皮肤阻抗与人体肌肤水分有着特定的对应关系，因此，为了得到人体肌肤水分，可以先得到人体皮肤阻抗，而为了得到人体皮肤阻抗，可以先得到人体皮肤所对应的电压及人体皮肤电流。通过金属子探头11在人体皮肤上施加预设电流后，两个金属子探头11及金属子探头11之间的皮肤形成回路，从而根据两个金属子探头11得到该预设电流下的皮肤电压。

本申请为了使得采集到的皮肤电压的数据更准确，在对金属子探头11进行设计时，要求金属子探头11与皮肤接触的接触部为面接触部或者线接触部，具体地，在接触部为面接触部时，这里的面的形状可以为半圆环形(如图1所示)或者长方形，本申请对于面的形状不作特别的限定。在接触部为线接触部时，这里的线是存在一定长度的，具体多长可以根据试验或者经验来确定；另外，这里的线可以为直线也可以为曲线，根据实际情况来定。两个金属子探头11在不接触的基础上，本申请对两个金属子探头11之间的相对位置不作特别的限定，例如当接触部为半圆环形的面接触部时，两个金属子探头11的凹面可以相对设置(如图1所示)；当接触部为线接触部时，两个金属子探头11可以平行设置。

与现有技术中的触点式金属子探头相比，本申请中的金属子探头11为线状或者面状，不管是线状金属子探头还是面状金属子探头，其面积均比点状金属子探头的面积要大。基于此，采用本申请的金属探头进行数据采集时，会使得采集的数据较为准确，无需采集多次，过程简单，实时性好，做到了数据可靠性和实时性的有效平衡。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，两个金属子探头11间隔预设距离。

可以理解的是，两个金属子探头11需要采集它们之间由预设电流在皮肤上形成的皮肤电压，如果两个金属子探头11之间距离很小，则可能会导致两个金属子探头11之间可能存在电磁影响甚至存在短路的可能性，如果两个金属子探头11之间的距离很大，则预设电流流经的皮肤长度也变长，而不同区域的皮肤其水分状态可能也是存在较大不同的，该种方式可能会导致采集的皮肤电压不能准确地反应皮肤水分状态。基于此，本申请中会设置两个金属子探头11之间间隔预设距离，要求该预设距离大于第一预设值，小于第二预设值，其中，第一预设值小于第二预设值，这里的第一预设值和第二预设值可以是根据多次试验得到，也可以是根据经验值得到，本申请在此不作特别的限定。通过该种方式，使得两个金属子探头11之间的距离在一个合理的范围内，减小了两个金属子探头11之间的相互电磁影响，保证了皮肤电压采集的准确性。

作为一种优选地实施例，金属子探头11的面接触部为半圆环形。

具体地，在皮肤检测仪往小型化及美观化的大背景下，金属探头1不会做得特别大，在面积和美观的综合权衡下，可以将金属子探头11的面接触部设为半圆环形，一方面，半圆环形较为美观，提高了用户的体验，另一方面，半圆环形可以保持较大的面积。

作为一种优选地实施例，两个半圆环形的金属子探头11的内凹面相对设置。

两个半圆环形的金属子探头11的内凹面相对设置，如图1所示，一方面，该种设置方式可以最大化地减小对皮肤检测仪的面积的占用，另一方面，两个半圆环形之间存在一个空闲区域，在该区域内可以设置其他皮肤测试元件，例如可以设置用于检测脂肪状态信息的光谱模块。

请参照图2，图2为本发明提供的一种皮肤检测仪的结构示意图，该皮肤检测仪包括如上述实施例中的金属探头1，还包括：

与金属探头1连接的电源模块2；

与金属探头1连接、用于将皮肤电压由模拟量转换为数字量的模数转换器3；

分别与电源模块2、模数转换器3及电源模块2连接的处理器4，用于控制电源模块2输出预设电流，还用于根据预设电流、数字量的皮肤电压及阻抗水分对应关系得到皮肤水分值。

具体地，本申请还提供了一种皮肤检测仪，该皮肤检测仪包括上述实施例中的金属探头1，还包括模数转换器3和处理器4。在工作时，处理器4会在接受到用户指令后控制电源模块2通过金属探头1输出预设电流，以便在皮肤上形成电压，金属探头1在检测到预设电流下的皮肤电压后，模数转换器3会将皮肤电压由模拟量转换为数字量，处理器4在接收到数字量的皮肤电压后会根据预设电流、数字量的皮肤电压及预设的阻抗水分对应关系得到皮肤水分值。不同范围的皮肤水分值对应不同的皮肤状态，这里的皮肤状态可以包括干燥、适当、湿润等状态，本申请在此不作特别的限定。

在实际应用中，两个金属子探头11可以贴合在皮肤检测仪上，可以通过连接件与皮肤检测仪连接。另外，这里的处理器4可以为单片机等，本申请在此不作特别的限定。电源模块2同时还为处理器4供电，电源模块2可以为电压模块等。

本申请采用接触部为面接触部或者线接触部的金属子探头11去进行皮肤电压采集，由于金属子探头11与皮肤接触部分的面积比较大，因此，采集的数据较为准确，无需采集多次，过程简单，实时性好，做到了数据可靠性和实时性的有效平衡。

作为一种优选地实施例，皮肤检测仪还包括提示装置，用来对皮肤水分进行提示。

这里的提示装置可以为显示屏和/或语音播报装置，根据实际情况来定。

作为一种优选地实施例，处理器4具体为根据预设电流及数字量的电压得到皮肤阻抗，根据皮肤阻抗及阻抗水分转换关系式得到皮肤水分值的处理器4；

其中，阻抗水分转换关系式为x＝|z|*t*r，x为皮肤水分，|z|为皮肤阻抗，t为预设电阻转换系数，r为拟合修正系数，x1、x2…xn为根据皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，y1、y2…yn为根据基准皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，n为水分样本数据的数量。

现有技术中采用的阻抗水分转换关系式为x＝|z|*t，其中，|z|为皮肤阻抗，其中，r为皮肤的等效电阻，为皮肤的等效容抗，t为预设电阻转换系数，也即直接通过金属探头1采集到的皮肤电压、预设电流得到皮肤阻抗，再根据皮肤阻抗和预设电阻转换系数得到皮肤水分值，这种方式很容易受到信号干扰，从而导致测量出来的值飘动范围较大。

为了实现抗干扰，可以采用抗干扰算法如限幅滤波法、算术平均滤波法等滤波算法，但上述方式必须通过连续读取n个皮肤水分进行相应的限幅滤波再计算或者直接计算皮肤水分的算术平均值，该种方式虽然能够克服偶然因素引起的波动干扰，但是实时性较差。

为了解决上述技术问题，本申请在阻抗水分转换关系式中引入了拟合修正系数，拟合修正系数的提出是为了减少样机皮肤检测仪与专业的基准皮肤检测仪之间的偏差。

具体地，假设根据专业的基准皮肤检测仪得到的数据(可以为皮肤水分，也可以为皮肤阻抗，也可以为皮肤电压)为x1、x2…xn，根据样机皮肤检测仪得到的数据为y1、y2…yn，两组样本的共变异系数为：

样本标准偏差为：

则拟合修正系数

本实施例通过拟合修正系数来体现样机皮肤检测仪与基准皮肤检测仪之间的对应关系，最终的阻抗水分转换关系式为x＝|z|*t*r，通过拟合修正系数便不需要连续读取n个值来进行滤波，有利于与根据基准皮肤检测仪制定的皮肤检测标准进行比对，在保证测试精度的基础上，提高了皮肤水分检测的实时性。

作为一种优选地实施例，处理器4具体为根据预设电流及数字量的电压得到皮肤阻抗，根据皮肤阻抗及阻抗水分转换关系式得到皮肤水分值的处理器4；

其中，阻抗水分转换关系式为x＝|z|*t*r-offset，x为皮肤水分，|z|为皮肤阻抗，t为预设电阻转换系数，r为拟合修正系数，offset为皮肤检测仪较基准皮肤检测仪的偏移修正系数；x1、x2…xn为根据皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，y1、y2…yn为根据基准皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，n为水分样本数据的数量，

具体地，为了进一步减小样机皮肤检测仪与基准皮肤检测仪之间的偏差，本申请在引入拟合修正系数的基础上还引入了皮肤检测仪较基准皮肤检测仪的偏移修正系数，请参照图3，图3为本发明提供的一种样机皮肤检测仪与基准皮肤检测仪采集的数据分布图。可见，虽然样机皮肤检测仪与基准皮肤检测仪的趋势基本相同，但是两者之间还存在偏移。

为了解决上述技术问题，本申请引入了肤检测仪较基准皮肤检测仪的偏移修正系数，通过偏移修正系数，便可以使得测量出来的数据更贴近于基准皮肤检测仪测量出来的数据，有利于与根据基准皮肤检测仪制定的皮肤检测标准进行比对，进一步提高了样机皮肤检测仪的检测准确性。

作为一种优选地实施例，皮肤检测仪还包括：

输入端与金属探头1连接，输出端与模数转换器3连接的滤波模块，用于对皮肤电压进行滤波。

为了进一步提高皮肤检测仪的检测准确性，本申请在模数转换器3与金属探头1之间还设置了滤波模块，用来对金属探头1采集到的皮肤电压进行滤波。本申请对于选用何种具体结构的滤波模块不做特别的限定，根据实际情况来定。

作为一种优选地实施例，还包括：

设置于两个半圆环形的金属子探头11之间、用于检测皮肤状态信息的光谱模块，皮肤状态信息包括脂肪状态信息。

为了提高皮肤检测仪的机能，同时，保持皮肤检测仪的美观，本实施例在两个半圆环形的金属子探头11之间设置了用于检测皮肤状态信息的光谱模块，在不增加皮肤检测仪面积的基础上，还能实现对包括脂肪状态信息等皮肤状态信息进行检测，这里的光谱模块具体但不仅限为红外线光谱模块。

在一种具体实现中，两个金属子探头11可以通过两个外向衍生凸起物插入光谱模块中，通过光谱模块与模数转换器3连接。

请参照图4，图4为本发明提供的一种皮肤水分计算方法的过程流程图，应用于如上述的处理器中，包括：

s11：获取预设电流下的皮肤电压；

s12：根据预设电流、数字量的皮肤电压及阻抗水分对应关系得到皮肤水分值。

作为一种优选地实施例，根据预设电流、皮肤电压及阻抗水分对应关系得到皮肤水分值，包括：

根据预设电流及皮肤电压得到皮肤阻抗，根据皮肤阻抗及阻抗水分转换关系式得到皮肤水分值；

其中，阻抗水分转换关系式为x＝(|z|)*t*r，x为皮肤水分，|z|为皮肤阻抗，t为预设电阻转换系数，r为拟合修正系数，x1、x2…xn为根据皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，y1、y2…yn为根据基准皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，n为水分样本数据的数量。

作为一种优选地实施例，根据预设电流、皮肤电压及阻抗水分对应关系得到皮肤水分值，包括：

根据预设电流及数字量的皮肤电压得到皮肤阻抗，根据皮肤阻抗及阻抗水分转换关系式得到皮肤水分值的处理器；

其中，阻抗水分转换关系式为x＝(|z|)*t*r-offset，x为皮肤水分，|z|为皮肤阻抗，t为预设电阻转换系数，r为拟合修正系数，offset为皮肤检测仪较基准皮肤检测仪的偏移修正系数；x1、x2…xn为根据皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，y1、y2…yn为根据基准皮肤检测仪采集的皮肤电压得到的水分样本数据，n为水分样本数据的数量，

对于本发明提供的皮肤水分计算方法的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。