电极状态检测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种电极状态检测系统。具体的，在本实用新型专利技术提供的电极状态检测系统，其通过巧妙的将电极的状态检测与负载阻抗检测相结合，并使用可以产生对负载中的阻性阻抗和容性阻抗均进行测量的交流激励信号的阻抗检测装置，作为负载阻抗的检测回路，从而使负载的阻抗值检测结果更为准确，从而提高了测量速度和测量精度；并且，通过使用指示装置使电极和负载的连接状态可以直观的表现出来，进而避免了由于操作者的疏忽，导致未能及时发现电极与负载的脱落状态而影响治疗效果的问题。电极与负载的脱落状态而影响治疗效果的问题。电极与负载的脱落状态而影响治疗效果的问题。

【技术实现步骤摘要】
电极状态检测系统


[0001]本技术涉及物理测量
，特别涉及一种电极状态检测系统。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，越来越多新的治疗设备应用到脑卒中的康复治疗中，肌电生物反馈仪就是应用较为广泛的一种。在使用肌电生物反馈仪的过程中，需要使用电极采集人体肌电信息和进行微弱电流刺激，电极与人体皮肤(或称为负载)的接触状态会直接影响治疗效果。在治疗过程中，如果电极脱落，会影响采集数据的准确性，影响刺激信号的治疗效果。所以，一种安全有效可靠的检测电极与皮肤接触状态的系统就尤为重要。
[0003]目前，常见的检测电极脱落的方法是通过操作者用眼观察电极与人体皮肤的接触状态，由于操作者用眼观察的人为误差，而导致的无法及时准确的反应电极与人体皮肤的接触状态，进而影响了治疗效果。针对上述问题，目前也提出了一些用于检测电极与人体皮肤的接触状态的装置，其具体操作过程为：在直流激励源的条件下，测量人体皮肤的阻抗值，之后，再通过判断人体皮肤的阻抗值的大小来确定粘贴在人体皮肤上电极是否脱落。
[0004]然而，由于人体的皮肤呈现容性阻抗，而根据电容的通交流、阻直流的特性可知，现有的采用直流激励源的检测装置不能泄放电荷，因此，其只能检测到人体皮肤中的阻性阻抗，而其无法检测到人体皮肤中的容性阻抗，进而降低了检测装置的检测精度，影响了测量速度和精度。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种电极状态检测系统，以解决现有技术中由于无法准确检测出负载的阻抗值，从而导致操作者未能及时发现电极与负载的脱落状态，进而影响治疗效果的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本技术提供一种电极脱落状态检测系统，包括电极，并通过所述电极与负载连接，以用于检测所述电极与负载的连接状态；并且，所述电极状态检测系统还包括：阻抗检测装置、处理器和指示装置；其中，
[0007]所述阻抗检测装置，与所述电极连接，用于通过所述电极将所述阻抗检测装置产生的交流激励信号传输至所述负载，且获得所述负载对所述交流激励信号所产生的响应，并输出将所述响应进行数字化转换后的阻抗信号；
[0008]所述处理器，与所述阻抗检测装置连接，用于根据所述阻抗信号，计算所述阻抗信号对应的负载阻抗值，并根据所述负载阻抗值判断所述电极与所述负载的连接状态；
[0009]指示装置，与所述处理器连接，用于根据所述处理器的判断结果触发相应的指示操作，以实时反馈所述电极与负载的连接状态。
[0010]进一步的，所述阻抗检测装置包括：激励信号输出单元，负载响应输入单元和阻抗检测芯片，其中，所述阻抗检测芯片设有输入引脚和输出引脚；
[0011]所述激励信号输出单元，分别与所述电极和所述阻抗检测芯片的输出引脚连接，
用于通过所述电极将所述阻抗检测芯片产生的交流激励信号传输至所述负载；
[0012]所述负载响应输入单元，分别与所述电极和所述阻抗检测芯片的输入引脚连接，并用于接收所述电极发送的所述负载对所述交流激励信号所产生的电压降，且将所述电压降转换为电流信号后发送至所述阻抗检测芯片；
[0013]所述阻抗检测芯片，用于对接收到的所述电流信号进行数字化转换，并将转换后所得到的阻抗信号发送至所述处理器。
[0014]进一步的，所述激励信号输出单元包括第三电容(C3)、第四电阻(R4)、第六电阻(R6)和第四运算放大器(U4)；其中，所述第三电容(C3)的一端与所述阻抗检测芯片的输出引脚连接，另一端与所述第四运算放大器(U4)的同相输入端、所述第四电阻(R4)的一端以及所述第六电阻(R6)的一端连接，所述第四运算放大器(U4)的反相输入端和其输出端短接后，连接所述电极，所述第四电阻(R4)的另一端与芯片工作电压连接，且所述第六电阻(R6)的另一端与参考地端连接。
[0015]进一步的，所述负载响应输入单元包括第一至第三电阻(R1～R3)、反馈电阻(Rfb)和第三运算放大器(U3)；其中，所述第一电阻(R1)的一端与所述第二电阻(R2)的一端以及所述第三运算放大器(U3)的同相输入端连接，所述第一电阻(R1)的另一端与所述芯片工作电压连接，且所述第二电阻(R2) 的另一端与所述参考地端连接，所述反馈电阻(Rfb)的一端与所述电极以及所述第三运算放大器(U3)的反相输入端连接，所述反馈电阻(Rfb)的另一端与所述第三运算放大器(U3)的输出端以及所述第三电阻(R3)的一端连接，所述第三电阻(R3)的另一端与所述阻抗检测芯片的输入引脚连接。
[0016]进一步的，所述阻抗检测芯片为AD5933芯片、AD5934芯片以及AD5940 芯片中的至少一种。
[0017]进一步的，所述阻抗检测芯片由DDS信号发生器、数模转换器、可编程增益放大器、数字信号处理器以及低通滤波器组成。
[0018]进一步的，所述交流激励信号的范围可以为50Hz～90Hz。
[0019]进一步的，所述处理器采用具有I2C接口和I/O接口的STM32单片机或8051 单片机。
[0020]进一步的，所述处理器的内部还可以设置有晶振电路和复位电路。
[0021]进一步的，所述指示装置包括蜂鸣器和指示灯；其中，
[0022]所述蜂鸣器用于在所述处理器判断出所述负载的阻抗值大于阻抗阈值时发出警报，以提醒操作者所述电极与负载当前处于脱落状态；
[0023]所述指示灯用于在所述处理器判断出所述负载的阻抗值小于所述阻抗阈值时点亮，以提醒操作者所述电极与负载当前处于连接状态。
[0024]与现有技术相比，本技术至少具有如下技术效果：
[0025]在本技术提供了一种电极状态检测系统，针对现有技术中，采用直流激励源的检测装置是不能泄放电荷的，因此，其只能检测到负载中的阻性阻抗，而其无法检测到负载中的容性阻抗，进而降低了检测装置的检测精度不高的问题，本技术提供的电极状态检测系统，通过巧妙的将电极的状态检测与负载阻抗检测相结合，并使用可以产生对负载中的阻性阻抗和容性阻抗均进行测量的交流激励信号的阻抗检测装置，作为负载阻抗的检测回路，从而使负载的阻抗值检测结果更为准确，从而提高了测量速度和测量精度；并
且，通过使用指示装置使电极和负载的连接状态可以直观的表现出来，进而避免了由于操作者的疏忽，导致未能及时发现电极与负载的脱落状态而影响治疗效果的问题。
附图说明
[0026]图1为本技术一实施例中提供的电极状态检测系统的结构示意图；
[0027]图2为图1所示的电极状态检测系统对应的功能模块结构示意图；
[0028]图3为本技术一实施例中提供的负载阻抗等效模型的结构示意图；
[0029]图4为本技术一实施例中提供的电极状态检测系统的电路结构示意图。
具体实施方式
[0030]承如
技术介绍
所述，目前，常见的检测电极脱落的方法是通过操作者用眼观察电极与人体皮肤(负载)的接触状态，由于操作者用眼观察的人为误差，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极状态检测系统，包括电极，并通过所述电极与负载连接，以用于检测所述电极与负载的连接状态，其特征在于，所述电极状态检测系统还包括：阻抗检测装置、处理器和指示装置；其中，所述阻抗检测装置，与所述电极连接，用于通过所述电极将所述阻抗检测装置产生的交流激励信号传输至所述负载，且获得所述负载对所述交流激励信号所产生的响应，并输出将所述响应进行数字化转换后的阻抗信号；所述处理器，与所述阻抗检测装置连接，用于根据所述阻抗信号，计算所述阻抗信号对应的负载阻抗值，并根据所述负载阻抗值判断所述电极与所述负载的连接状态；所述指示装置，与所述处理器连接，用于根据所述处理器的判断结果触发相应的指示操作，以实时反馈所述电极与负载的连接状态。2.如权利要求1所述的电极状态检测系统，其特征在于，所述阻抗检测装置包括：激励信号输出单元，负载响应输入单元和阻抗检测芯片，其中，所述阻抗检测芯片设有输入引脚和输出引脚；所述激励信号输出单元，分别与所述电极和所述阻抗检测芯片的输出引脚连接，用于通过所述电极将所述阻抗检测芯片产生的交流激励信号传输至所述负载；所述负载响应输入单元，分别与所述电极和所述阻抗检测芯片的输入引脚连接，并用于接收所述电极发送的所述负载对所述交流激励信号所产生的电压降，且将所述电压降转换为电流信号后发送至所述阻抗检测芯片；所述阻抗检测芯片，用于对接收到的所述电流信号进行数字化转换，并将转换后所得到的阻抗信号发送至所述处理器。3.如权利要求2所述的电极状态检测系统，其特征在于，所述激励信号输出单元包括第三电容(C3)、第四电阻(R4)、第六电阻(R6)和第四运算放大器(U4)；其中，所述第三电容(C3)的一端与所述阻抗检测芯片的输出引脚连接，另一端与所述第四运算放大器(U4)的同相输入端、所述第四电阻(R4)的一端以及所述第六电阻(R6)的一端连接，所述第四运算放大器(U4)的反相输入端和其输出端短接后，连接所述电极，所述第四电阻(R4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞敏，诸伟星，高志军，
申请(专利权)人：上海神泰医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：