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CN111134655A - 一种生物电电极的增湿设计 - Google Patents

一种生物电电极的增湿设计 Download PDF

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CN111134655A
CN111134655A CN202010049939.2A CN202010049939A CN111134655A CN 111134655 A CN111134655 A CN 111134655A CN 202010049939 A CN202010049939 A CN 202010049939A CN 111134655 A CN111134655 A CN 111134655A
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CN
China
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electrode
bandage
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circuit module
shell
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CN202010049939.2A
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English (en)
Inventor
张丽敏
唐跃
常蓉辉
闫锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University
Original Assignee
Nanjing University
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Abstract

本发明提出了一种生物电电极的增湿设计，包括外壳、采集控制电路模块、储水箱、超声雾化片、电气连接端子、绷带和电极；其中，采集控制电路模块、储水箱和超声雾化片位于外壳内；电极嵌入在绷带上，并在绷带两侧露出，且电极通过电气连接端子与采集控制电路模块形成电气连接；雾化片在外壳上露出并正对电极表面。本发明装置简单，集成度高，功耗低，增湿效率高，能够根据需要有效地对电极可控地增湿，利于提高生物电信号的采集质量。

Description

一种生物电电极的增湿设计
技术领域
本发明涉及生物电采集电极的增湿设计，特别涉及容性可穿戴生物电电极的增湿设计。
背景技术
可穿戴生物电采集通常使用容性电极，而容性电极由于存在较小的耦合电容容易导致非常高的运动伪迹。已知容性电极导致运动伪迹的机制主要有三种：外部静电感应、摩擦电和相对运动引起的皮肤电极界面突变。电极增湿可以加快静电感应和摩擦电电荷衰减，因此增湿电极可以有效的减少运动伪迹的产生。
现有技术中，电极的增湿方法主要利用加热特制的储水材料释放水汽或者利用自然水汽渗透达到增湿电极的目的。现有技术中使用的特制储水材料一般为硅胶等干燥剂类材料，材料占用空间大，且加热时需要耗费较高的能量，并不适用生物电采集设备的低功耗化以及可穿戴化，同时加热方式存在安全隐患。现有技术中自然水汽渗透会受环境温度和湿度影响，不能保证电极湿度的稳定性，电极增湿过程是自然过程，不能根据实际需要实时调整。
为此，需要一种新的生物电电极增湿设计。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提出一种生物电电极的增湿设计。电极可以根据实际需要被稳定的增湿，同时能耗低，集成度高，有利于可穿戴化。
为实现上述发明目的，本发明提出的技术方案为：
一种生物电电极的增湿设计，其特征在于，该装置包括外壳、采集控制电路模块、储水箱、超声雾化片、电气连接端子、绷带和电极；其中，采集控制电路模块、储水箱和超声雾化片位于外壳内；电极嵌入在绷带上，并在绷带两侧露出，其中靠近所述外壳的绷带一侧的露出面积小于绷带另一侧的露出面积，且电极通过电气连接端子与采集控制电路模块形成电气连接；雾化片在外壳上露出并正对电极表面。
进一步地，所述电极包含两个独立的导电织物电极，分别嵌入在所述绷带上，且与所述绷带绝缘；所述电极在绷带的两侧露出，其中靠近所述外壳的绷带一侧的露出面积小于绷带另一侧的露出面积。
进一步地，所述外壳通过电气连接端子与所述绷带固定，且所述外壳内的采集控制电路模块通过电气连接端子与所述电极形成电气连接。
进一步地，所述储水箱与所述外壳靠近绷带的一侧之间两个通道，两个通道在外壳上的开口正对所述电极；所述超声雾化片位于所述储水箱与外壳的通道之间，使得储水箱具有水闭性。
进一步地，所述超声雾化片工作状态可由所述采集控制电路模块根据需要控制，且所述超声雾化片工作时，雾化水珠可以直接喷射在所述电极上，使得所述电极湿度增加。
本发明提出的生物电电极增湿设计的显著优点在于：
(1)使用集成超声波雾化片，相对于加热蒸发水汽等方式功耗低，集成度高，更适合可穿戴化。
(2)电极的增湿过程可以通过程序加以控制，相比于自然增湿的方式，增湿效率更高。
(3)在湿度变化的环境中，本发明设计可以保证电极的湿度相对稳定，使得经由电极采集所得的信号具有稳定性。
附图说明
图1为本发明生物电电极增湿设计的示意图。
具体实施方式
为使本发明所提技术方案更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述和介绍，但以下实施例只是描述性的，不是限制性的。
参见附图1，本发明一种生物电电极的增湿设计，包括外壳1、采集控制电路模块2、储水箱3、超声雾化片4、超声雾化片5、电极10、电极11、电气连接端子12、电气连接端子13和绷带14。
采集控制电路模块2、储水箱3、超声雾化片4和超声雾化片5位于外壳1内；电极10和电极11的材质是导电织物材料，两者嵌入在绷带14上，并在其正反两侧露出且与之绝缘；在靠近外壳1的绷带14的一侧，电极10和电极11的露出面积比其在远离外壳1的绷带另一侧的露出面积小。
电极10和电极11分别通过电气连接端子12和电气连接端子13与采集控制电路模块2形成电气连接；外壳1通过电气连接端子12和电气连接端子13与绷带14固定。
储水箱3与所述外壳1在靠近绷带14的一侧之间通道6和通道7，通道6和通道7在外壳1上的两个开口(图中未标出)分别正对电极10和电极11；超声雾化片4和超声雾化片5分别位于储水箱3与外壳1的通道之间，超声雾化片4和超声雾化片5配合使用密封材料使得储水箱具有水闭性。
储水箱3内部在正常工作时有水等液体，当超声雾化片4和超声雾化片5处于工作状态时，会有雾化水汽团8和雾化水汽团9分别通过通道6和通道7，最终分别喷射在电极10和电极11上，使得电极10和电极11的含水量增加使之增湿。
本发明在正常工作时，使用者将绷带14佩戴在身体上，将外壳1和绷带14固定；经采集控制电路模块2的内部程序控制超声雾化片4和超声雾化片5的工作状态，适量的雾化水汽团8和雾化水汽团9分别将电极10和电极11增湿；通过电极10和电极11采集得生物电信号经由采集控制模块处理，最终得到高质量的生物电信号。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所做出的等同变换或替换均落入本发明的权利要求所保护的范围。

Claims (5)

1.一种生物电电极的增湿设计，其特征在于，该装置包括外壳、采集控制电路模块、储水箱、超声雾化片、电气连接端子、绷带和电极；其中，采集控制电路模块、储水箱和超声雾化片位于外壳内；电极嵌入在绷带上，并在绷带两侧露出，其中靠近所述外壳的绷带一侧的露出面积小于绷带另一侧的露出面积，且电极通过电气连接端子与采集控制电路模块形成电气连接；雾化片在外壳上露出并正对电极表面。
2.根据权利要求1所述的一种生物电电极的增湿设计，其特征在于，所述电极包含两个独立的导电织物电极，分别嵌入在所述绷带上，且与所述绷带绝缘。
3.根据权利要求1所述的一种生物电电极的增湿设计，其特征在于，所述外壳通过电气连接端子与所述绷带固定，且所述外壳内的采集控制电路模块通过电气连接端子与所述电极形成电气连接。
4.根据权利要求1所述的一种生物电电极的增湿设计，其特征在于，所述储水箱与所述外壳靠近绷带的一侧之间有两个通道，两个通道在外壳上的开口正对所述电极；所述超声雾化片位于所述储水箱与外壳的通道之间，使得储水箱具有水闭性。
5.根据权利要求1所述的一种生物电电极的增湿设计，其特征在于，所述超声雾化片工作状态可由所述采集控制电路模块根据需要控制，且所述超声雾化片工作时，雾化水珠可以直接喷射在所述电极上，使得所述电极湿度增加。
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