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一種唾液阻抗檢測裝置和設(shè)備的制作方法

文檔序號:11588247閱讀:209來源:國知局
本發(fā)明涉及醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
,特別涉及一種唾液阻抗檢測裝置和設(shè)備。
背景技術(shù)
:預(yù)測女性排卵日期是生殖醫(yī)學(xué)研究如人工授精、體外授精和指導(dǎo)不孕癥患者掌握受孕時機進(jìn)行治療的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對婦產(chǎn)科的臨床和科研工作具有重要意義,同時也有利于實施定時妊娠實現(xiàn)優(yōu)生優(yōu)育和推廣自然避孕。準(zhǔn)確預(yù)測女性排卵日期不僅有利于戰(zhàn)勝不孕不育,而且有利于優(yōu)生優(yōu)育,具有非常重要的意義。生物組織的電特性是指在低于興奮值的微弱交流電流通過時所表現(xiàn)出的導(dǎo)電特性和介電特性,它是生物機體和組織的重要電學(xué)性質(zhì)。生物組織特性的研究在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用具有簡便無損傷、迅速和連續(xù)測量等特性,給疾病的診斷和治療帶來了新的輔助方法和手段。對生物體液(如唾液、血液、尿液、宮頸粘液)的電特性測量,也就從一個整體水平上反映了體液中組成成份和濃度的變化與體內(nèi)激素的變化存在相關(guān)關(guān)系,特別是女性,由于體內(nèi)激素周期性地變化,導(dǎo)致體液中的離子濃度呈現(xiàn)增加或減小的波動。因此,測量體液的電特性在一定程度上反映了體內(nèi)激素的變化,也就反映了女性生理周期中的某些特征變化。通過醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn),女性月經(jīng)周期中體內(nèi)雌激素變化與排卵規(guī)律具有很強的相關(guān)性。雌激素變化又引起口腔唾液中電解質(zhì)離子的濃度變化,而唾液中電解質(zhì)離子濃度的變化表現(xiàn)為其等效阻抗性變化,因此,可預(yù)見到口腔唾液中電解質(zhì)濃度的阻抗特性與排卵規(guī)律具有一定的相關(guān)性。因此,可以通過測量口腔唾液中電解質(zhì)濃度的阻抗特性來預(yù)測女性排卵日期。針對上述測量口腔唾液中電解質(zhì)濃度的阻抗特性的問題,目前尚未提出有效的解決方案。技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是提供一種測量口腔唾液中電解質(zhì)濃度的阻抗特性的唾液阻抗檢測裝置和設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面,一種唾液阻抗檢測裝置,包括模擬信號接口電路、模擬信號處理模塊、a/d轉(zhuǎn)換模塊和處理器:模擬信號接口電路,用于獲取采集到的唾液阻抗兩端的模擬電壓信號,并發(fā)送至模擬信號處理模塊;模擬信號處理模塊,與模擬信號接口電路連接,用于對模擬電壓信號進(jìn)行預(yù)處理,得到預(yù)處理后的模擬量的電壓信號;a/d轉(zhuǎn)換模塊,用于對預(yù)處理后的模擬量的電壓信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,得到數(shù)字量的電壓信號并發(fā)送至處理器;處理器,與a/d轉(zhuǎn)換模塊連接,用于接收數(shù)字量的電壓信號,并基于歐姆定律對數(shù)字量的電壓信號進(jìn)行計算,得到唾液阻抗。進(jìn)一步,模擬信號處理模塊包括放大電路、相敏檢波電路、電壓跟隨電路、vcc/2電壓跟隨電路和相敏檢波信號處理電路;放大電路,用于對模擬量的電壓信號進(jìn)行放大,得到放大的電壓信號;相敏檢波電路,用于對放大的電壓信號進(jìn)行相敏檢波,得到相敏檢波信號,并輸入電壓跟隨電路;相敏檢波信號包括兩路電壓信號;電壓跟隨電路,用于對相敏檢波信號中的兩路電壓信號進(jìn)行緩沖隔離,并輸入相敏檢波信號處理電路;vcc/2電壓跟隨器電路,用于產(chǎn)生vcc/2電壓,并輸入相敏檢波信號處理電路;相敏檢波信號處理電路,用于對相敏檢波信號中的兩路電壓信號和vcc/2電壓信號進(jìn)行合并以及濾波處理并輸出。進(jìn)一步,放大電路包括:前級放大電路,用于對模擬量的電壓信號進(jìn)行反相放大,得到與模擬量的電壓信號相位相反的放大電壓信號;后級放大電路,用于對放大電壓信號進(jìn)行反相放大,得到模擬量的電壓信號的放大信號。進(jìn)一步,前級放大電路包括:第一集成運算放大器ar1;第一集成運算放大器ar1的同相輸入端與第一分壓電路連接,第一分壓電路包括串聯(lián)的電阻r3和電阻r4,電阻r3的一端與電壓vcc連接,電阻r3的另一端分別與電阻r4的一端和第一集成運算放大器ar1的同相輸入端連接,電阻r4的另一端接地,電源vcc經(jīng)電阻r3分壓后輸入第一集成運算放大器ar1的同相輸入端;電阻r4的兩端還并聯(lián)一電容c2,對第一集成運算放大器ar1同相輸入端的輸入電壓進(jìn)行濾波降噪;第一集成運算放大器ar1的反相輸入端串聯(lián)電阻r1和電容c1,電阻r1與激勵信號源連接,第一集成運算放大器ar1的反相輸入端和輸出端之間還串聯(lián)一電阻r2。進(jìn)一步,后級放大電路包括:第二集成運算放大器ar2;第二集成運算放大器ar2的同相輸入端與第二分壓電路連接,第二分壓電路包括串聯(lián)的電阻r3’和電阻r4’,電阻r3’的一端與電壓vcc連接,電阻r3’的另一端分別與電阻r4’的一端和第二集成運算放大器ar2的同相輸入端連接,電阻r4’的另一端接地,電源vcc經(jīng)電阻r3’分壓后輸入第二集成運算放大器ar2的同相輸入端;電阻r4’的兩端還并聯(lián)一電容c2’,對第二集成運算放大器ar2同相輸入端的輸入電壓進(jìn)行濾波降噪。進(jìn)一步,相敏檢波電路包括:模擬開關(guān),分別與模擬開關(guān)連接的相移電路和反相電路,反相電路的輸入信號為同向控制信號,同向控制信號經(jīng)反相電路得到一反相控制信號以輸入模擬開關(guān),相移電路的輸入信號為同相輸入信號,同相輸入信號經(jīng)相移電路進(jìn)行相移,得到模擬開關(guān)輸入信號以輸入模擬開關(guān)。進(jìn)一步,反相電路包括:電阻r5、電阻r6、二極管t1、三極管q1和電阻r7,同向控制信號串聯(lián)電阻r5后,分別通過電阻r6接地,和與三極管q1連接,三極管q1串聯(lián)二極管t1后接地,三極管q1還與電阻r7連接,電源vcc串聯(lián)電阻r7進(jìn)行分壓后與三極管q1連接,電阻r7與三極管q1之間的連接節(jié)點連接至模擬開關(guān);三極管q1的基極與電阻r5和電阻r6連接,三極管q1的發(fā)射極串聯(lián)二極管t1后接地,三極管q1的集電極與電阻r7連接,三極管q1的集電極還與模擬開關(guān)連接。進(jìn)一步,相移電路包括電阻r8和電容c3,模擬開關(guān)與電阻r8連接,模擬開關(guān)和電阻r8還與電容c3連接,電容c3接地。進(jìn)一步,電壓跟隨電路包括:第三集成運算放大器ar3、第三集成運算放大器ar3的同相輸入端與電阻r9連接,第三集成運算放大器ar3的反相輸入端通過電阻r10連接至第三集成運算放大器ar3的輸出端;第四集成運算放大器ar4、第四集成運算放大器ar4的同相輸入端與電阻r12連接,電阻r12串聯(lián)電阻r11,第四集成運算放大器ar4的反相輸入端通過電阻r13連接至第四集成運算放大器ar4的輸出端;第四集成運算放大器ar4的兩個輸入端之間并聯(lián)電容c4,相敏檢波電路的輸出信號經(jīng)電阻r11分壓后并聯(lián)電容c4。進(jìn)一步,vcc/2電壓跟隨電路包括:第五集成運算放大器ar5,電源vcc通過電阻r14連接至第五集成運算放大器ar5的同相輸入端,第五集成運算放大器的同相輸入端還通過電阻r15接地,第五集成運算放大器的反相輸入端通過電阻r16連接至第五集成運算放大器ar5的輸出端。進(jìn)一步,相敏檢波信號處理電路包括:第六集成運算放大器ar6;電壓跟隨器電路和vcc/2電壓跟隨器電路的輸出電壓分別通過電阻r19和電阻r20分壓后連接至第六集成運算放大器ar6的同相輸入端,電壓跟隨電路的輸出電壓通過電阻r17分壓后連接至第六集成運算放大器ar6的反相輸入端,第六集成運算放大器ar6的反相輸入端還通過電阻r18連接至第六集成運算放大器ar6的輸出端,第六集成運算放大器ar6的輸出端與低通濾波電路連接,濾波電路用于對輸出端的輸出電壓信號進(jìn)行低通濾波。進(jìn)一步,低通濾波電路包括:電阻r21,一端連接至第六集成運算放大器ar6的輸出端,另一端串聯(lián)電容c5后接地。進(jìn)一步,唾液阻抗檢測裝置還包括供電電路;供電電路包括:電源模塊;穩(wěn)壓電路;穩(wěn)壓電路包括:穩(wěn)壓模塊,其輸入端與電源模塊的輸出端連接,輸出端與信號處理主板連接;并聯(lián)的濾波電容c6和電容c7,并聯(lián)后的電路一端與電源模塊的輸出端連接,另一端接地;并聯(lián)的濾波電容c8與電容c9,并聯(lián)后的電路一端與穩(wěn)壓模塊的輸出端連接,另一端接地;或并聯(lián)的濾波電容c8、電容c8和電容c10,電容c10設(shè)置于電容c8與電容c9之間,并聯(lián)后的電路一端與穩(wěn)壓模塊的輸出端連接,另一端接地。進(jìn)一步,還包括隔離電路,其輸入端與穩(wěn)壓模塊的輸出端連接,其輸出端與信號處理主板上的模擬信號處理模塊的輸入端連接。進(jìn)一步,隔離電路為電容電感濾波網(wǎng)絡(luò),包括:串聯(lián)的電感l(wèi)1,其輸入端與穩(wěn)壓模塊的輸出端連接,其輸出端與信號處理主板上的模擬信號處理模塊的輸入端連接;并聯(lián)的電容c11和電容c12,并聯(lián)后的電路一端與穩(wěn)壓模塊的輸出端連接,另一端接數(shù)字地;并聯(lián)的電容c13和電容c14,并聯(lián)后的電路一端與電感l(wèi)1連接,另一端接模擬地;數(shù)字地和模擬地通過電阻r22連接。進(jìn)一步,唾液阻抗檢測裝置還包括:顯示模塊,與處理器連接,用于對計算得到的唾液阻抗值進(jìn)行顯示。進(jìn)一步,唾液阻抗檢測裝置還包括:存儲模塊,用于存儲計算得到的唾液阻抗值。進(jìn)一步,唾液阻抗檢測裝置還包括:時鐘模塊,與處理器連接,用于定時喚醒處理器。進(jìn)一步,唾液阻抗檢測裝置還包括:通信模塊,與處理器連接,用于與外部設(shè)備建立通信連接,并將唾液阻抗值發(fā)送至外部設(shè)備。進(jìn)一步,通信模塊為無線通信模塊。進(jìn)一步,通信模塊為藍(lán)牙模塊;藍(lán)牙模塊包括:藍(lán)牙芯片,藍(lán)牙芯片的xc1引腳與電容c15連接,xc2引腳與電容c14連接,xc1引腳和xc2引腳之間還通過晶體振蕩器y1連接;藍(lán)牙芯片的ant2引腳與第一支路和第二支路連接,第一支路包括串聯(lián)的電容c10和電感l(wèi)4,電感l(wèi)4兩端分別并聯(lián)電容c11和電容c12;第二支路包括串聯(lián)的電感l(wèi)2、電感l(wèi)3和電容c9;藍(lán)牙芯片的ant1引腳連接至電感l(wèi)2與電感l(wèi)3之間,藍(lán)牙芯片的vdd_pa引腳連接至電感l(wèi)3與電容c9之間。根據(jù)本發(fā)明實施例的另一個方面,一種唾液阻抗檢測設(shè)備,包括一種唾液阻抗檢測裝置,還包括:唾液阻抗檢測探頭和激勵信號源,激勵信號源通過一電阻與唾液阻抗檢測探頭連接,為唾液阻抗檢測探頭提供激勵信號;唾液阻抗檢測探頭,用于采集唾液阻抗兩端的模擬量的電壓信號。進(jìn)一步,激勵信號源為交流方波信號發(fā)生器,交流方波信號發(fā)生器包括第七集成運算放大器ar7、電源、振蕩電路和電阻r25;電源經(jīng)電阻r25分壓后連接至第七集成運算放大器ar7的正相輸入端,第七集成運算放大器ar7的正相輸入端與第七集成運算放大器ar7的輸出端之間還串聯(lián)一電阻r24,電阻r25和電阻r24對電源與第七集成運算放大器ar7輸出端之間的電壓進(jìn)行分壓,分壓后得到的電壓作為第七集成運算放大器ar7正相輸入端的基準(zhǔn)電壓;第七集成運算放大器ar7的正相輸入端還串聯(lián)一電阻r26后接地;第七集成運算放大器ar7的反相輸入端與一振蕩電路連接,調(diào)節(jié)第七集成運算放大器ar7的輸出端輸出電流的頻率;電容c7,其一端與電源連接,另一端接地。進(jìn)一步,振蕩電路包括電容c6和電阻r23;電阻r23串聯(lián)于第七集成運算放大器ar7的反相輸入端與輸出端之間,將滯回比較器的輸出電壓控制在vcc和0之間;第七集成運算放大器的反相輸入端還與電容c6連接后接地。進(jìn)一步,唾液阻抗檢測探頭包括:承載基部、感應(yīng)電極片、通信線路和接口;承載基部,用于貼設(shè)在口腔唾液表面;感應(yīng)電極片,嵌設(shè)在承載基部的表面,感應(yīng)電極片用于與口腔唾液接觸構(gòu)成物理電氣回路,使得口腔唾液在電氣回路中等效為一固定阻抗;通信線路,其一端與感應(yīng)電極片電連接,另一端與接口電連接,通信線路用于通過接口向感應(yīng)電極片輸入激勵交流信號源。進(jìn)一步,感應(yīng)電極片的形狀為圓形;感應(yīng)電極片的數(shù)量設(shè)置為兩個,用于激勵交流信號源的輸入;兩個感應(yīng)電極片平行設(shè)置,且位于同一平面,以構(gòu)成同一接觸平面。進(jìn)一步,承載基部的表面還嵌設(shè)有一接地電極片,接地電極片用于連接地線;兩個感應(yīng)電極片和一個接地電極片呈三角形排布,且嵌設(shè)在承載基部的弧形表面的中心位置。進(jìn)一步,每片感應(yīng)電極片的直徑為6mm-10mm,優(yōu)選的,每片感應(yīng)電極片的直徑為7mm-9mm;優(yōu)選的,每片感應(yīng)電極片的直徑為8mm。進(jìn)一步,承載基部中設(shè)有感應(yīng)電極片的一端的端面形狀為圓形或橢圓形,在圓形或橢圓形的下方設(shè)置有固定面,固定面沿圓形或橢圓形的下部邊緣曲線延伸。進(jìn)一步,承載基部,還連接有呈條狀的握持部,握持部中設(shè)置有用于容納通信線路的容納通道。本發(fā)明實施例提供的唾液阻抗檢測裝置和設(shè)備,通過唾液阻抗檢測裝置對唾液阻抗檢測探頭測得的模擬電壓信號進(jìn)行一系列處理,最終計算得到唾液阻抗,從而實現(xiàn)更加準(zhǔn)確地檢測口腔唾液阻抗特性的效果,進(jìn)而利用計算得到的唾液阻抗可以協(xié)助預(yù)測排卵期。附圖說明圖1是本發(fā)明提供的唾液檢測探頭的整體結(jié)構(gòu)示意圖;圖2現(xiàn)有技術(shù)中電極阻抗測量中通常采用的電極的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3現(xiàn)有技術(shù)中電極阻抗測量中通常采用的電極的電場域內(nèi)電流密度分布圖;圖4是本發(fā)明另一實施例中感應(yīng)電極片的排布示意圖;圖5是本發(fā)明另一實施例提供的唾液檢測探頭的整體結(jié)構(gòu)示意圖;圖6電解質(zhì)溶液的典型等效模型電路結(jié)構(gòu)圖;圖7是圖6的簡化后的電解質(zhì)溶液等效電路結(jié)構(gòu)圖;圖8是唾液并聯(lián)等效電路結(jié)構(gòu)圖;圖9是唾液電解質(zhì)溶液的阻抗測量等效電路結(jié)構(gòu)圖;圖10是唾液阻抗檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖11是本發(fā)明實施例中存儲模塊的電路結(jié)構(gòu)圖;圖12是本發(fā)明實施例中通信模塊的電路結(jié)構(gòu)圖;圖13(a)是本發(fā)明實施例中處理器控制電路的電路結(jié)構(gòu)圖;圖13(b)是本發(fā)明實施例中處理器控制電路的測試器件的電路結(jié)構(gòu)圖;圖14是本發(fā)明實施例中模擬信號處理模塊的電路結(jié)構(gòu)圖;圖15是本發(fā)明實施例中放大電路的模塊連接示意圖;圖16是本發(fā)明實施例中前級放大電路的電路結(jié)構(gòu)圖;圖17是本發(fā)明實施例中后級放大電路的電路結(jié)構(gòu)圖;圖18是本發(fā)明實施例中唾液電解質(zhì)溶液的阻抗測量的原理圖;圖19是本發(fā)明實施例中模擬開關(guān)lvc4066d的引腳分布圖;圖20是本發(fā)明實施例中相敏檢波電路結(jié)構(gòu)圖;圖21是本發(fā)明實施例中相敏檢波電路的電路結(jié)構(gòu)圖;圖22是本發(fā)明實施例中電壓跟隨器電路的電路結(jié)構(gòu)圖;圖23是本發(fā)明實施例中vcc/2電壓跟隨器電路的電路結(jié)構(gòu)圖;圖24是本發(fā)明實施例中相敏檢波電路的電路結(jié)構(gòu)圖;圖25是本發(fā)明提供的供電電路的供電原理圖;圖26是本發(fā)明提供的供電電路的第一實施方式的電路結(jié)構(gòu)圖;圖27是本發(fā)明提供的供電電路的第二實施方式的電路結(jié)構(gòu)圖;圖28是本發(fā)明提供的供電電路的第三實施方式的電路結(jié)構(gòu)圖;圖29是本發(fā)明提供的供電電路的第四實施方式的電路結(jié)構(gòu)圖;圖30是本發(fā)明實施例中激勵信號源的電路結(jié)構(gòu)圖。附圖標(biāo)記:1-承載基部,2-感應(yīng)電極片,3-通信線路,4-接口,5-接地電極片,6-握持部,7-固定面,8-模擬信號接口電路,9-模擬信號處理模塊,91-放大電路,910-前級放大電路,911-后級放大電路,92-相敏檢波電路,920-模擬開關(guān),921-相移電路,922-反相電路,93-電壓跟隨電路,94-vcc/2電壓跟隨電路,95-相敏檢波信號處理電路,950-濾波電路,10-a/d轉(zhuǎn)換模塊,11-處理器,12-顯示模塊,13-存儲模塊,14-時鐘模塊,15-通信模塊,151-藍(lán)牙芯片,16-電源模塊,17-激勵信號源。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了,下面結(jié)合具體實施方式并參照附圖,對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解,這些描述只是示例性的,而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外,在以下說明中,省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述,以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。本發(fā)明實施例使用到的技術(shù)術(shù)語包括:阻抗,是在具有電阻、電感和電容的電路里,對交流電所起的阻礙。法拉第阻抗是指電流通過電解液和電子導(dǎo)體界面時出現(xiàn)的電化學(xué)極化和濃差極化所引起的附加阻抗。容抗,是電容在電路中對交流電所起的阻礙所用。請參閱圖1,圖1是本發(fā)明實施例提供的唾液阻抗檢測探頭的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示,在本實施例中,唾液阻抗檢測探頭包括:承載基部1、感應(yīng)電極片2、通信線路3和接口4。其中,承載基部1貼設(shè)在口腔唾液表面。承載基部1的體積以能放入人體口腔為適宜。承載基部1的貼設(shè)位置可以為貼設(shè)在舌部表面,也可以貼設(shè)在口腔腮部內(nèi)壁上,還可以貼設(shè)在其他具有唾液的口腔部位,本發(fā)明的保護范圍不受承載基部1的設(shè)置位置的限制。感應(yīng)電極片2嵌設(shè)在承載基部1的表面,即其一部分裸露于承載基部1的表面,一部分設(shè)在承載基部1的內(nèi)部。感應(yīng)電極片2用于與口腔唾液接觸構(gòu)成物理電氣回路,使得口腔唾液在電氣回路中等效為一固定阻抗。通信線路3的一端與感應(yīng)電極片2電連接,另一端與接口4電連接,通信線路3用于通過接口4向感應(yīng)電極片2輸入激勵信號源,激勵信號源采用交流方波信號。本發(fā)明中,采用交流信號作為激勵源,而不采用直流信號源,是考慮到直流信號源引起生物組織內(nèi)自由離子的定向移動,產(chǎn)生極化效應(yīng),引起電極兩端的電位差異并疊加到測量電壓中,嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性;而交流信號源能有效地減少電極間的極化效應(yīng),保證測量準(zhǔn)確性。本發(fā)明的工作原理是:將感應(yīng)電極片2放置在口腔中并接觸口腔唾液,使得感應(yīng)電極片2與口腔唾液構(gòu)成物理電氣回路,此時,口腔唾液在電氣回路中等效為一固定阻抗。通過接口4和通信線路3向感應(yīng)電極片2輸入激勵交流信號源,在激勵交流信號源的驅(qū)動下,該電氣回路有電流流過,此時可測量口腔唾液等效阻抗兩端的電壓值,得到唾液等效阻抗兩端的模擬電壓信號。在測量過程中,有電流流過的感應(yīng)電極片2與唾液內(nèi)的電解質(zhì)離子產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生一個波動性變化的極化電位,與待測量電壓疊加會對測量結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。因此,為減小電極材料電化學(xué)反應(yīng)帶來的測量誤差,感應(yīng)電極片2的形狀以及尺寸的設(shè)計十分重要?,F(xiàn)有技術(shù)中電極阻抗測量中通常采用的電極有點電極、矩形電極、復(fù)合電極等幾種,電極形狀如圖2所示,電場域內(nèi)電流密度分布如圖3所示。圖中2a為點電極的形狀示意圖,2b為矩形電極的形狀示意圖,2c為復(fù)合電極的形狀示意圖;圖3a為點電極電場域內(nèi)電流密度分布示意圖,3b為矩形電極電場域內(nèi)電流密度分布示意圖。點電極通常是直徑很小的圓形電極。由于接觸面積非常小,因而更能測量“點”的電勢信息。點電極敏感場域內(nèi)電流密度的分布類似于兩個空間點電荷之間的電力線分布,如圖3a所示。這種形狀電極的優(yōu)點是對電阻率變化反應(yīng)靈敏,缺點是對電極位置的幾何誤差也靈敏,因而電極的安裝誤差對電導(dǎo)測量結(jié)果有較大的影響。線電極由金屬細(xì)絲構(gòu)成,可用于液面或者相界面的檢測,不太適合本發(fā)明的使用場景,暫不做過多介紹。矩形電極比點電極明顯改善電場域內(nèi)電流密度分布的均勻性,在電導(dǎo)率分布測量中應(yīng)用較多,如圖3b所示。在媒介均勻分布的情況下,電場域內(nèi)電流密度分布類似于平行極板電容內(nèi)電力線分布,除了極板邊緣區(qū)域外的邊緣效應(yīng)外,可以近似認(rèn)為電流密度在電場域內(nèi)均勻分布,其電場分布比點電極分布均勻,因而其電場域內(nèi)的靈敏度分布也就比點電極電場域均勻。因此,矩形電極產(chǎn)生的電場或靈敏場,比點電極更符合二維電場模型。復(fù)合電極通常是矩形電極與點電極的組合,常見形狀如圖2c所示,其原理為:在矩形電極上施加激勵電流,以建立均勻性較好的敏感場,在點電極上測量電勢信息,以更好地獲得測量“點”的電勢信息。復(fù)合電極是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提出的一種電極結(jié)構(gòu),其目的是綜合矩形電極與點電極的優(yōu)點,即用矩形電極產(chǎn)生比較均勻的敏感場,用點電極測量點的電勢信息。但這種結(jié)構(gòu)的電極應(yīng)用時增加了加工、安裝、處理電路的難度和復(fù)雜性,一般情況下很少被采用。綜上,點電極是測量兩點之間的阻抗,不能完全反映出唾液整體的阻抗值,而且點電極對電阻率變化反應(yīng)靈敏,多次重復(fù)測量的數(shù)據(jù)偏差可能很大。矩形電極是測量兩電極之間等效實體的阻抗值,其電流密度分布比點電極分布均勻,產(chǎn)生的電場和靈敏場都比點電極均勻,能反映出電極間唾液整體的阻抗特性,更符合二維平面的阻抗測量模型,然而,將矩形電極作為感應(yīng)電極片2時,其機械加工和安裝的復(fù)雜度較大,增加了制作成本和時間。在本發(fā)明的另一個實施例中,為了減小電極材料電化學(xué)反應(yīng)帶來的測量誤差,準(zhǔn)確反映出電極間唾液整體的阻抗特性,且更加便于機械加工和安裝,經(jīng)過綜合考慮和反復(fù)試驗,設(shè)置每片感應(yīng)電極片2的形狀為圓形。需要說明的是,機械加工的現(xiàn)有技術(shù)中,由于矩形或其他有邊有棱的圖形的精度難以把控,因此其加工難度和安裝的難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于圓形。本發(fā)明實施例采用圓形可以更加便于加工和安裝。電極常數(shù)用于表征一對電極間排布、形狀以及尺寸大小的參數(shù),反映了兩電極之間的物理幾何性質(zhì),直接影響測量的靈敏度和準(zhǔn)確度。電極常數(shù)是一個常量,在感應(yīng)電極片2間的相對位置和尺寸大小固定之后,唾液阻抗檢測探頭的電極常數(shù)就隨之而確定。因此,在實際的測試過程中,要根據(jù)具體的電極常數(shù)來確定感應(yīng)電極片2的各項參數(shù)。經(jīng)過各方面考慮和多次測試,本發(fā)明的每片感應(yīng)電極片2的直徑為6mm-10mm,優(yōu)選的,每片感應(yīng)電極片2的直徑為7mm-9mm;優(yōu)選的,每片感應(yīng)電極片2的直徑為8mm。本發(fā)明的通過標(biāo)準(zhǔn)溶液測量其電極常數(shù)為12左右。請參閱圖4,圖4是本發(fā)明另一實施例中感應(yīng)電極片2的排布示意圖。在本實施例中,為了增大感應(yīng)電極片2的等效截面積,進(jìn)而實現(xiàn)減小電極片的阻抗,提高唾液阻抗的測量精度,提高測量的靈敏度,設(shè)置了兩個圓形感應(yīng)電極片2用于激勵交流信號源的輸入。優(yōu)選的,為了進(jìn)一步提高唾液阻抗的測量準(zhǔn)確度,兩個感應(yīng)電極片2平行設(shè)置,且位于同一平面,以構(gòu)成同一接觸平面??谇簧嗖勘砻嫘枰c感應(yīng)電極片2緊密接觸構(gòu)成電氣檢測回路,使唾液電解質(zhì)等效為一個電阻。因此將感應(yīng)電極片2平行放置構(gòu)成接觸平面有利于提高唾液阻抗的測量準(zhǔn)確度。在本發(fā)明的另一個實施例中,為了防止通信線路3芯線內(nèi)發(fā)生破損,泄露出來的電流威脅安全保護,還設(shè)置了1片接地電極片5,該接地電極片5用于連接地線。優(yōu)選的,本實施例中,兩個感應(yīng)電極片2和一個接地電極片5呈三角形排布,且嵌設(shè)在承載基部1的弧形表面的中心位置。在本發(fā)明的另一個實施例中,感應(yīng)電極片2采用不銹鋼材質(zhì),優(yōu)選的采用醫(yī)用316不銹鋼材質(zhì)。通常來說,用于做電極的材料必須滿足:①電極具有良好的導(dǎo)電性能,要求電極材料的導(dǎo)電率必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于被測介質(zhì),以保證電極表面為等勢面,電流密度垂直于電極表面均勻分布;②電極具有穩(wěn)定的電化學(xué)特性,由于電極與被測介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)或者電化學(xué)反應(yīng)會腐蝕電極表面,而且?guī)頊y量誤差,因此要求電極有穩(wěn)定的化學(xué)特性。下表為幾種電極材料常溫20℃下的電化學(xué)特性。表1不同電極材料常溫20℃下的電化學(xué)特性從上表1中可知,電極材料有銅、不銹鋼、銀、金、鎳以及碳等,都可以用來做電極。符合本發(fā)明感應(yīng)電極要求的材料應(yīng)具有良好的機械加工性能,容易固定及焊接、熱應(yīng)力小等等。由于感應(yīng)電極需要放置于口腔中,要求電極材料應(yīng)對人體無害,因此碳電極不適合作為唾液阻抗檢測探頭的電極材料。從批量生產(chǎn)使用的角度來看,希望電極材料較為常用而且容易獲得,因而鎳也不適合作為唾液阻抗檢測探頭的電極材料。從儀器成本方面來考慮,希望電極材料的價格便宜,而常用電極材料金、銀以及鉑等雖然化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,但是價格高昂,極大地提升了儀器硬件成本,因此也不太適合作為電極材料。綜合來說,銅和不銹鋼相對適合作為唾液阻抗檢測探頭的電極材料。醫(yī)用316不銹鋼的化學(xué)式為0cr18ni12mo2,由于含有18%的cr(鉻)和10%的ni鎳,所以又簡稱18-10。材料中含有mo元素,使其耐腐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度優(yōu)異,耐高溫可達(dá)到1200~1300度,可在苛酷的條件下使用。機械加工硬化性能良好,冷軋產(chǎn)品外觀光澤度好。醫(yī)用316不銹鋼對人體無毒無害,電化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,通電狀態(tài)下完全沒有金屬離子析出。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中,發(fā)明人結(jié)合本發(fā)明唾液檢測探頭的應(yīng)用場景,付出了創(chuàng)造性的勞動對現(xiàn)有技術(shù)中各種材質(zhì)進(jìn)行多次試驗和比對,發(fā)現(xiàn)醫(yī)用316不銹鋼具有優(yōu)異的交流阻抗性能,能夠作為交流激勵源的專用電極滿足生物電阻抗測量的需要,因此認(rèn)為醫(yī)用316不銹鋼簡稱18-10作為感應(yīng)電極片2的材質(zhì)最為合適。請參閱圖5,圖5是本發(fā)明另一實施例提供的唾液阻抗檢測探頭的整體結(jié)構(gòu)示意圖。考慮到口腔內(nèi)其他部位唾液測量的不便和復(fù)雜性,測量口腔內(nèi)舌部表面的唾液阻抗為優(yōu)選方案。如圖5所示,在本實施例中,承載基部1中設(shè)有感應(yīng)電極片2的一端的端面形狀為圓形或橢圓形,在圓形或橢圓形的下方設(shè)置有固定面7,固定面7沿圓形或橢圓形的下部邊緣曲線延伸??谇粌?nèi)唾液阻抗測量是一個動態(tài)持續(xù)采集的過程,本實施例提供的固定面便于唾液阻抗檢測探頭更加穩(wěn)定的貼設(shè)在舌部表面,能夠使舌部表面與唾液阻抗檢測探頭表面接觸良好并固定相對位置以保證測量穩(wěn)定性,從而有利于信號采集的準(zhǔn)確性,進(jìn)而有利于提高測量精確度。在本發(fā)明另一實施例中,承載基部1還連接有呈條狀的握持部6,握持部6中設(shè)置有用于容納通信線路3的容納通道。握持部6的設(shè)置,既便于使用者握持,又有利于保持探頭基部的衛(wèi)生。激勵交流信號源通過導(dǎo)線時會產(chǎn)生磁場,不僅可能影響周圍器件的正常工作,而且容易受到周圍環(huán)境磁場的干擾,從而影響激勵信號源的信號質(zhì)量。在本發(fā)明另一實施例中,通信線路3采用屏蔽線纜,保證激勵交流信號源的質(zhì)量。具體地,屏蔽線纜包括:絕緣層、屏蔽層、激勵交流信號導(dǎo)線和屏蔽層接地導(dǎo)線;兩路激勵交流信號導(dǎo)線分別連接兩個感應(yīng)電極片2;屏蔽層接地導(dǎo)線電連接接地電極片5。絕緣層是將絕緣材料按其耐受電壓程度的要求,以不同的厚度包裹在導(dǎo)體外面而成,用來絕緣激勵交流信號導(dǎo)線和屏蔽層;屏蔽層材料一般為編織銅網(wǎng)或銅泊鋁,用來對激勵交流信號導(dǎo)線進(jìn)行保護,同時也把電磁場屏蔽在電纜內(nèi)防止干擾外部器件;激勵交流信號導(dǎo)線是用來傳導(dǎo)電流的導(dǎo)體,通常以導(dǎo)電性良好的材料制成;屏蔽層接地導(dǎo)線可以起到一定的接地保護作用,如果電纜芯線內(nèi)發(fā)生破損,泄露出來的電流可以沿屏蔽層流入接地網(wǎng),起到安全保護的作用。本發(fā)明的屏蔽線纜有效地屏蔽了干擾信號,降低了激勵源信號的傳輸損耗,實現(xiàn)對信號的保護作用。在本發(fā)明的另一個實施例中,承載基部1采用醫(yī)用pom材料。接口4采用usb或者3.5mm音頻接口4。接口4主要實現(xiàn)與信號處理主板的電氣連接,本發(fā)明優(yōu)選的采用3.5mm音頻接口4,以實現(xiàn)接口4的接觸性能良好、穩(wěn)固易插拔、耐疲勞性能好以及使用壽命長。在利用上述唾液阻抗檢測探頭采集唾液阻抗兩端的模擬電壓信號時,其測量原理具體如下:由于唾液中的主要成份為水,電解質(zhì)離子和蛋白質(zhì),因而唾液可以認(rèn)為是含有一定濃度電解質(zhì)的溶液。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)由電解質(zhì)溶液的電化學(xué)特性分析可以得知,唾液和感應(yīng)電極在通電后會形成一個復(fù)雜的電化學(xué)系統(tǒng)。通過將該電化學(xué)系統(tǒng)逐步簡化并模型化,能夠計算唾液電解質(zhì)溶液的阻抗,即唾液阻抗。根據(jù)測試條件以及簡化對象的不同,在將該電化學(xué)系統(tǒng)逐步簡化并模型化時,可以將唾液電解質(zhì)溶液等效為多種不同的電路,能夠更好地匹配測試效果,找出唾液電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電行為規(guī)律。在對電化學(xué)系統(tǒng)逐步簡化并模型化時,首先介紹一下唾液電解質(zhì)溶液的典型等效模型,請參考圖6,圖6是電解質(zhì)溶液的典型等效模型電路。圖6中各個符號的含義如下:rl1、rl2表示感應(yīng)電極的引線電阻,cd1、cd2表示雙電層電容,z1、z2表示法拉第阻抗,rs為電解質(zhì)溶液的阻抗,cp為感應(yīng)電極之間的引線電容。在阻抗測量過程中,如果直接使用圖6中等效模型進(jìn)行處理,其計算流程及其復(fù)雜,另外,在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中,面對上述技術(shù)問題,發(fā)明人發(fā)現(xiàn):在溶液的電解過程中,感應(yīng)電極兩端施加直流激勵信號時會產(chǎn)生嚴(yán)重的極化效應(yīng)包括化學(xué)極化和濃差極化,使溶液的等效電阻有增大趨勢,造成測量誤差。若激勵信號使用交流激勵源,比如雙極性的正弦或者方波,可以有效降低極化效應(yīng)對溶液阻抗測量的影響。相比于直流激勵信號,交流激勵信號能最大程度地提高溶液阻抗的測量準(zhǔn)確度,但交流激勵信號也會帶入測量回路中容抗的影響,因此要選擇合適的交流激勵信號頻率減少容抗的影響?;谝陨峡紤],本發(fā)明采用雙極性交流方波信號作為激勵信號源,能夠很好地降低極化效應(yīng)帶來的測量誤差。根據(jù)激勵信號源的交流特性對圖6中的電解質(zhì)溶液等效電路進(jìn)行簡化,其簡化后的電解質(zhì)溶液等效電路如圖7所示。圖中cd表示雙電層電容,通常單位為uf數(shù)量級;cp為電極引腳分布電容,通常單位為pf數(shù)量級。由于待測人體唾液的溶液阻抗rs較高電導(dǎo)率較低,圖7中cd容抗值比較小,因而容抗可以忽略不計。由此可以得到的唾液的并聯(lián)等效電路,如圖8所示。圖中,唾液電解質(zhì)溶液的電學(xué)模型可以等效為電阻rs和電容cp的并聯(lián)電路,而本發(fā)明目的是要獲得電阻rs的精確測量值,并盡可能減小電容cp對電阻rs測量準(zhǔn)確度的影響。根據(jù)唾液電解質(zhì)溶液的電化學(xué)等效電路,本發(fā)明設(shè)計了阻抗分壓的方法實現(xiàn)唾液電解質(zhì)溶液的阻抗測量,其電路結(jié)構(gòu)如圖9所示。圖9中r為高精度的分壓電阻,設(shè)虛線框內(nèi)唾液的等效阻抗為rt,激勵交流信號源為vin,唾液等效阻抗兩端的電壓值為vout,該電路的具體測量原理如下:激勵交流信號源產(chǎn)生幅值穩(wěn)定的雙極性交流方波信號vin,并通過分壓電阻r連接到感應(yīng)電極,與唾液等效阻抗構(gòu)成測量回路。由電路知識可知,電壓測量點的電壓值vout計算公式為:上式中,vin為已知的輸入電阻r的電壓值,因而只需要測量電壓測量點的電壓值vout,則可以計算出唾液的等效電阻rt,再通過預(yù)先標(biāo)定好的感應(yīng)電極的電極參數(shù)就可以計算出唾液電解質(zhì)溶液的電阻率。在根據(jù)上述測量原理測量得到唾液電解質(zhì)溶液等效電路中唾液等效阻抗兩端的電壓信號后,發(fā)送至唾液阻抗檢測裝置中進(jìn)行后續(xù)處理,以得到唾液阻抗數(shù)據(jù)。具體地,請參閱圖10,圖10是本發(fā)明實施例的唾液阻抗檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖10所示,該唾液阻抗檢測裝置包括:模擬信號接口電路8、模擬信號處理模塊9、a/d轉(zhuǎn)換模塊10和處理器11:模擬信號接口電路8,用于獲取采集到的唾液阻抗兩端的模擬量的電壓信號,并發(fā)送至模擬信號處理模塊9;模擬量的電壓信號具體為模擬量的交流方波電壓信號,是唾液阻抗檢測探頭探測的口腔唾液的電壓信號。模擬信號接口電路8是獲取上述實施例介紹到的唾液阻抗檢測探頭采集到的唾液阻抗兩端的模擬量的交流方波電壓信號;模擬信號處理模塊9,與模擬信號接口電路8連接,用于對模擬量的電壓信號進(jìn)行預(yù)處理,得到預(yù)處理后的模擬量的電壓信號;a/d轉(zhuǎn)換模塊10,用于對預(yù)處理后的模擬量的電壓信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,得到數(shù)字量的電壓信號并發(fā)送至處理器11;處理器11,與a/d轉(zhuǎn)換模塊10連接,用于接收數(shù)字量的電壓信號,并基于歐姆定律對數(shù)字量的電壓信號進(jìn)行計算,得到唾液阻抗。可選地,處理器11是微處理器,其功能是獲取a/d轉(zhuǎn)換后的數(shù)量的電壓信號,即數(shù)字量的唾液阻抗電壓信號,并將數(shù)字量的唾液阻抗電壓信號進(jìn)行存儲和/或運算處理。在一個優(yōu)選的實施例中,唾液阻抗檢測裝置還包括:顯示模塊12,與處理器11連接,用于對計算得到的唾液阻抗值進(jìn)行顯示。顯示模塊12優(yōu)選為液晶顯示模塊。顯示模塊12的作用是實現(xiàn)處理器11計算得到的唾液阻抗數(shù)據(jù)的實時顯示。本發(fā)明選擇lcd1602液晶模塊作為唾液阻抗檢測裝置的顯示器件,其是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣式lcd,每行最多可以顯示16個字符,可以顯示2行。lcd1602液晶模塊的顯示容量為16×2個字符,芯片工作電壓為2.7~5.5v,工作電流為2.0ma(電壓3.3v)。lcd1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳無背光或16腳帶背光接口,本發(fā)明選擇16引腳液晶模塊,根據(jù)液晶模塊的工作原理對其各引腳進(jìn)行操作即可控制液晶模塊的顯示輸出。lcd1602液晶模塊的引腳接口說明如表2所示。表2lcd1602液晶模塊引腳接口說明引腳編號引腳符號引腳說明引腳編號引腳符號引腳說明1vss電源地9d2數(shù)據(jù)2vdd電源正極10d3數(shù)據(jù)3vl液晶顯示模塊11d4數(shù)據(jù)4rs數(shù)據(jù)/命令選擇12d5數(shù)據(jù)5r/w讀/寫選擇13d6數(shù)據(jù)6e使能信號14d7數(shù)據(jù)7d0數(shù)據(jù)15bla背光正極8d1數(shù)據(jù)16blk背光負(fù)極上表中,第3引腳vl為液晶顯示器對比度調(diào)整端,接正電源時對比度最弱,接地時對比度最高,對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”,使用時可以通過一個10k的電位器調(diào)整對比度。第4引腳rs為寄存器選擇端,高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5引腳r/w為讀寫信號線,高電平時進(jìn)行讀操作,低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)rs和r/w共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址,當(dāng)rs為低電平r/w為高電平時可以讀忙信號,當(dāng)rs為高電平r/w為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6引腳e端為使能端,當(dāng)e端由高電平跳變成低電平時,液晶模塊執(zhí)行命令。第7~14引腳d0~d7為8位雙向數(shù)據(jù)線,第15引腳為背光源正極,第16引腳為背光源負(fù)極。在一個優(yōu)選的實施例中,唾液阻抗檢測裝置還包括:存儲模塊13,用于存儲計算得到的唾液阻抗和/或數(shù)字量的電壓信號。存儲模塊用于存儲測量結(jié)果數(shù)據(jù),在處理器11的控制下進(jìn)行工作,本發(fā)明選擇集成電路芯片24lcs52設(shè)計存儲模塊。24lcs52芯片是一個容量為2kbit的電可擦除可編程只讀存儲器eeprom,不僅具有體積小、低功耗和工作電壓允許范圍寬等特點,還具有容量大、遵循i2c總線協(xié)議、占用引腳少、容量擴展配置靈活以及讀寫操作相對簡單等特點。24lcs52芯片具有通過軟件設(shè)置對內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行寫保護的功能。對芯片發(fā)送專用的指令即可開啟數(shù)據(jù)寫保護功能,而數(shù)據(jù)寫保護功能一旦開啟就不能被撤銷。除了軟件寫保護功能,芯片還有一個wp引腳來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫保護,而不用考慮軟件寫保護寄存器是否被置位。這些功能允許系統(tǒng)設(shè)計者根據(jù)不同的應(yīng)用場合來選擇是否需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行寫保護。24lcs52芯片的存儲容量為單塊256*8bit,通過兩線制i2c串行接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信;芯片的低電壓設(shè)計允許使用低至2.5v,待機狀態(tài)電流為5ua,工作狀態(tài)電流為1ma;芯片具有數(shù)據(jù)頁寫功能,最多能連續(xù)寫16個字節(jié)數(shù)據(jù)。根據(jù)存儲芯片24lcs52設(shè)計的存儲模塊電路如圖11所示。圖中芯片引腳a1、a2、a3為器件地址選擇引腳,最多可同時使用8個器件;vcc、vss為器件的電源、地引腳,為芯片供電,vcc引腳接+3.3v數(shù)字電源。scl為串行移位時鐘輸入引腳,寫入數(shù)據(jù)時,上升沿作用;讀出數(shù)據(jù)時,下降沿作用。sda為串行數(shù)據(jù)輸入-輸出引腳,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。a0、a1和a2引腳均接+3.3v數(shù)字電源,wp引腳不接。在一個優(yōu)選的實施例中,唾液阻抗檢測裝置還包括:時鐘模塊14,與處理器11連接,用于定時喚醒處理器11。在一個優(yōu)選的實施例中,唾液阻抗檢測裝置還包括:通信模塊15,與處理器11連接,用于與外部設(shè)備建立通信連接,并將處理器11計算得到的唾液阻抗發(fā)送至外部設(shè)備。外部設(shè)備可以是智能終端,具體地,可以是app。優(yōu)選地,通信模塊15為無線通信模塊。更為優(yōu)選地,通信模塊15為藍(lán)牙模塊;本發(fā)明實施例中的唾液阻抗檢測裝置能夠通過通信模塊15與手機等智能設(shè)備進(jìn)行通信,將計算得到的唾液阻抗數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄茉O(shè)備中,以便智能設(shè)備上的app應(yīng)用能結(jié)合女性其他身體特征更好地管理女性的生理健康。由于本發(fā)明實施例中的唾液阻抗檢測裝置采用電池進(jìn)行供電,考慮到藍(lán)牙模塊的性價比和低功耗性能,本發(fā)明采用低功耗藍(lán)牙芯片nrf51822實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。nrf51822藍(lán)牙芯片是一款高性價比、高靈活性、功能強大的多協(xié)議單芯片,適用于低功耗和2.4ghz超低功耗無線應(yīng)用。并且nrf51822具有豐富的模擬和數(shù)字周邊產(chǎn)品,可以在無需微處理器參與的情況下通過可編程周邊產(chǎn)品互聯(lián)ppi系統(tǒng)進(jìn)行互動。靈活的31個引腳gpio映射方案可使i/o例如串行接口、pwm和正弦解調(diào)器根據(jù)pcb需求指示映射到任何設(shè)備引腳。這可實現(xiàn)完全的設(shè)計靈活性及引腳位置和功能。nrf51822支持s110藍(lán)牙低功耗協(xié)議堆棧及2.4ghz協(xié)議堆棧,這兩種協(xié)議堆棧在nrf518軟件開發(fā)套件中均免費提供。nrf51822需要單獨供電,如果供電范圍在1.8-3.6v之間,用戶可選擇使用芯片上的線性整流器,如果供電范圍在2.1-3.6v之間,可以選擇直流1.8v模式和芯片上的dc-dc變壓器。nrf51822藍(lán)牙芯片的具體技術(shù)參數(shù)可參考其說明書,根據(jù)該芯片設(shè)計的藍(lán)牙4.0ble通信模塊電路如圖12所示。藍(lán)牙模塊包括:藍(lán)牙芯片151,藍(lán)牙芯片151的xc1引腳和xc2引腳之間并聯(lián)一晶體振蕩器y1后分別與電容c15、c14連接,電容c14和電容c15的電容值均為12pf;dec1引腳串聯(lián)一電容c11,電容c11的電容值為100nf,藍(lán)牙芯片的ant2引腳與第一支路和第二支路連接,第一支路包括串聯(lián)的電容c10和電感l(wèi)4,電感l(wèi)4兩端分別并聯(lián)電容c11和電容c12,電容c10、電容c11和電容c12的電容值分別為2.2nf、1.0pf和1.5pf;第二支路包括串聯(lián)的電感l(wèi)2、電感l(wèi)3和電容c9,電感l(wèi)2、電感l(wèi)3的電感值分別為4.7nh和10nh,電容c9的電容值為2.2nf;引腳接電容c8,電容c8的電容值為47nf;swclk引腳接電阻r23,電阻r23的電阻值為12k;藍(lán)牙芯片的ant1引腳連接至電感l(wèi)2與電感l(wèi)3之間,藍(lán)牙芯片的vdd_pa引腳連接至電感l(wèi)3與電容c9之間。引腳p0.00,引腳p0.01接時鐘信號,模擬電源引腳vss包括引腳13、33和34接地;兩個數(shù)字電源引腳vdd在接數(shù)字電源時,還分別與電容c6、c7連接,其電容值均為0.1uf,avdd引腳接電源時,還與電容c13連接,其電容值為1.0nf。處理器11處理后的數(shù)據(jù)可以發(fā)送至顯示模塊12進(jìn)行顯示,可選地,顯示模塊12為液晶顯示模塊,也可以根據(jù)需要通過通信模塊15傳輸?shù)绞謾C等設(shè)備,可選地,通信模塊15為藍(lán)牙4.0ble通信方式。處理器11提供了與各外圍模塊包括前述的顯示模塊12、存儲模塊13、時鐘模塊14和通信模塊15的接口,接收和發(fā)送各外圍模塊的數(shù)據(jù)和指令,協(xié)調(diào)各外圍模塊之間的正常工作。優(yōu)選地,由于唾液阻抗檢測裝置的電池供電方式,選擇微處理器芯片的型號時,應(yīng)在滿足使用要求的前提下重點考察其低功耗性能。經(jīng)多方比較,本發(fā)明選擇美國德州儀器(ti)的msp430f149作為系統(tǒng)的主控芯片,該微處理器芯片是一款16位的混合信號處理芯片。msp430系列單片機以低功耗著稱,并且其內(nèi)部集成眾多模擬電路、數(shù)字電路等外圍功能模塊,能夠滿足模擬和數(shù)字信號的處理。微處理器控制電路包括微處理器和外圍電路如圖13a所示,包括:單片機,單片機的xin引腳和xout/tclk引腳通過晶體振蕩器y3連接,晶體振蕩器優(yōu)選為32.768mhz,數(shù)字電源引腳dvcc接數(shù)字電源+3.3v,該數(shù)字電源引腳還通過電容c19接地,電容c19的電容值優(yōu)選為0.1uf,模擬電源引腳avcc接數(shù)字電源+3.3v,該模擬電源引腳avcc還通過電容c18接地,電容c18的電容值優(yōu)選為0.1uf,數(shù)字地和模擬地共同接地,xt2in引腳和xt2out引腳通過晶體振蕩器y2連接,晶體振蕩器y2優(yōu)選地為8mhz,該晶體振蕩器還分別與兩個電容c16、c17連接,該兩個電容的電容值相等,優(yōu)選地,均為33pf;請參閱圖13b,為一測試器件,用于完成單片機的內(nèi)部測試,測試器件的1引腳接單片機的tdo/td1引腳,3引腳接單片機的tdi引腳,5引腳接單片機的tms引腳,7引腳接單片機的tck引腳,11引腳接單片機的引腳,9引腳接地,數(shù)字電源引腳接+3.3v電壓。請參閱圖14,圖14是本發(fā)明實施例中模擬信號處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖14所示,模擬信號處理模塊9包括放大電路91、相敏檢波電路92、電壓跟隨電路93、vcc/2電壓跟隨電路94和相敏檢波信號處理電路95;放大電路91,用于對模擬量的電壓信號進(jìn)行放大,得到放大的電壓信號;相敏檢波電路92,用于對放大的電壓信號進(jìn)行相敏檢波,得到相敏檢波信號,并輸入電壓跟隨電路93;相敏檢波信號包括兩路電壓信號;電壓跟隨電路93,用于對相敏檢波信號中的兩路電壓信號進(jìn)行緩沖隔離,并輸入相敏檢波信號處理電路;vcc/2電壓跟隨器電路94,用于產(chǎn)生vcc/2電壓,并輸入相敏檢波信號處理電路95;相敏檢波信號處理電路95,用于對相敏檢波信號中的兩路信號和vcc/2電壓信號進(jìn)行合并和濾波處理,并輸出。如圖15所示,放大電路91包括前級放大電路910和后級放大電路911:前級放大電路910,用于對模擬量的電壓信號進(jìn)行反相放大,得到與模擬量的電壓信號相位相反的放大電壓信號;后級放大電路911,用于對放大電壓信號進(jìn)行反相放大,得到模擬量的電壓信號的放大信號。當(dāng)唾液阻抗檢測探頭放入口腔中之后,會形成一個測量回路,通過采集電壓測量點即唾液阻抗兩端的電壓的電壓值形成電壓信號可以得到激勵信號源經(jīng)電阻r分壓后的交流方波信號。交流方波信號為雙極性信號,在單電源供電情況下處理會產(chǎn)生信號失真,因此需要將交流方波信號轉(zhuǎn)換為直流信號,并將交流信號放大一定倍數(shù)以方便后續(xù)處理。本發(fā)明優(yōu)選集成運放芯片lmv324來設(shè)計放大電路。集成運算放大器lmv324采用cmos電路結(jié)構(gòu),為單電源供電的低功耗器件,其電壓范圍為2.7v~5.0v;軌對軌操作可改善集成運算放大器的信噪比;超低的靜態(tài)電流,適合于便攜電池供電的設(shè)備?;诩蛇\放芯片lmv324設(shè)計的前級放大電路如圖16所示。如圖16所示,前級放大電路910包括:第一集成運算放大器ar1;第一集成運算放大器ar1的同相輸入端與第一分壓電路連接,第一分壓電路包括串聯(lián)的電阻r3和電阻r4,電阻r3的一端與電壓vcc連接,電阻r3的另一端分別與電阻r4的一端和第一集成運算放大器ar1的同相輸入端連接,電阻r4的另一端接地,電源vcc經(jīng)電阻r3分壓后輸入第一集成運算放大器ar1的同相輸入端;電阻r4的兩端還并聯(lián)一電容c2,對第一集成運算放大器ar1同相輸入端的輸入電壓進(jìn)行濾波降噪;其中,r3=r4,因而同相輸入端接入的分壓值為vcc/2,其作用是將激勵信號源輸出的交流方波信號sample_signal直流偏置到vcc/2,使第一集成運算放大器ar1輸出信號轉(zhuǎn)換為直流信號。第一集成運算放大器ar1的反相輸入端串聯(lián)電阻r1和電容c1,電阻r1與激勵信號源連接,第一集成運算放大器ar1的反相輸入端和輸出端之間還串聯(lián)一電阻r2。電容c1的主要作用是隔直流通交流,隔離激勵信號源輸出的sample_signal信號引入的直流干擾分量,防止信號中的直流分量被放大后對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。但對于不同頻率的交流方波信號,電容c1的等效特性也不相同。由于本發(fā)明實施例中激勵交流信號源采用頻率為180hz的激勵交流信號源,因此經(jīng)過實際的模型計算和仿真,對于本發(fā)明中180hz的激勵交流信號源,電容c1的容抗對電路的影響很小,可以等效為電容c1對交流信號短路。上述前級放大電路中電阻r1、r2連接到第一集成運算放大器ar1的反相輸入端,用于對激勵信號源輸出的交流方波信號進(jìn)行放大,放大倍數(shù)a=-r2/r1。圖16中前級放大電路的輸出信號signal_offset為直流偏置到vcc/2并將交流方波信號sample_signal放大后的復(fù)合信號,且其交流分量相位與交流方波信號反相。為便于進(jìn)行后續(xù)的相敏檢波處理,需要再次改變signal_offset信號交流分量的相位,使輸出信號與原sample_signal信號同相。本發(fā)明設(shè)計的后級放大電路如圖17所示,并設(shè)置相應(yīng)的放大倍數(shù)適當(dāng)調(diào)整信號的幅值。如圖17所示,后級放大電路911包括:第二集成運算放大器ar2;第二集成運算放大器ar2的同相輸入端與第二分壓電路連接,第二分壓電路包括串聯(lián)的電阻r3’和電阻r4’,電阻r3’的一端與電壓vcc連接,電阻r3’的另一端分別與電阻r4’的一端和第二集成運算放大器ar2的同相輸入端連接,電阻r4’的另一端接地,電源vcc經(jīng)電阻r3’分壓后輸入第二集成運算放大器ar2的同相輸入端;電阻r4’的兩端還并聯(lián)一電容c2’,對第二集成運算放大器ar2同相輸入端的輸入電壓進(jìn)行濾波降噪;其中,r3’=r4’,因而第二集成運算放大器ar2同相輸入端接入的電壓值為分壓后的電壓值vcc/2,其作用是將激勵信號源輸出的交流方波信號sample_signal直流偏置到vcc/2,使第二集成運算放大器ar2輸出信號轉(zhuǎn)換為直流信號。第二集成運算放大器ar2的反相輸入端串聯(lián)電阻r1’,電阻r1還與前級放大電路的輸出端連接,第二集成運算放大器ar2的反相輸入端還通過電阻r2’連接至第二集成運算放大器ar2的輸出端以構(gòu)成負(fù)反饋回路;由于前級放大電路的輸出信號signal_offset為直流偏置到vcc/2和將交流方波信號sample_signal放大后的復(fù)合信號,因而要處理復(fù)合信號中的交流成分而不處理直流分量vcc/2,需要在第二集成運算放大器的同相輸入端接入vcc/2。令電阻r3’=r4’,可以得到第二集成運算放大器同相輸入端接入的電壓值為vcc/2,根據(jù)運放電路的虛短原理,可以得到集成運算放大器反相輸入端的電壓也為vcc/2。電阻r1’、r2’連接到集成運算放大器的反相輸入端,用于實現(xiàn)放大電路輸出信號signal_offset中交流成分的幅值放大以及相位反相,其交流放大倍數(shù)為a=-r2’/r1’。反相運算放大電路的輸出信號signal_to_sw為直流偏置到vcc/2和將signal_offset信號中交流成分放大后的復(fù)合信號,且其交流分量的相位與sample_signal信號同相。激勵信號源產(chǎn)生的交流方波電壓施加到感應(yīng)電極兩端,唾液的等效電阻rs和雙電層電容cd構(gòu)成一個通道,引線分布電容cp也構(gòu)成一個通道。如果待測溶液的阻抗較高,以致雙電層電容cd的容抗足夠小,可以將其忽略,則可以等效為交流方波信號通過一個電阻和一個電容并聯(lián)的電路,如圖18所示。交流方波信號通過電阻rs不產(chǎn)生相移,而通過引線分布電容cp會產(chǎn)生90°的相移。根據(jù)測量電路的這一特點,利用相敏檢波原理,使用與輸入激勵源信號同相的開關(guān)信號控制整流電路,將通過引線分布電容cp的一路信號轉(zhuǎn)化為純交流信號,而通過電阻rs的一路信號相對于激勵源無相移,正常整流,再經(jīng)過低通濾波,交流信號被濾除,即引線分布電容cp的影響被消除。濾波后得到的直流分量只與唾液等效電阻rs有關(guān),故由輸出直流量可以求出唾液阻抗。圖18中,激勵交流信號源通過分壓電阻r連接到唾液溶液,由于唾液可以等效為圖中引線分布電容cp和溶液電阻rs,激勵交流源信號通過唾液時產(chǎn)生兩路信號,一路信號通過引線分布電容cp并且相移90°,另外一路信號通過溶液電阻rs沒有產(chǎn)生相移,因此電壓測量點的電壓信號是通過電容cp的信號和通過溶液電阻rs信號的疊加信號。而本發(fā)明主要測量的是唾液電阻rs的值,需要對電壓測量點的信號濾除通過電容cp的信號分量,提取通過唾液電阻rs的信號,再將對應(yīng)的信號值轉(zhuǎn)換為電阻值rs即可。本發(fā)明實施例的相敏檢波電路具有識別信號相位和選頻的能力,能夠根據(jù)信號之間的相位差異提取有用信號,是適用于本發(fā)明的唾液阻抗檢測的相差信號檢測方法。因此,本發(fā)明采用相敏檢波電路來消除通過引線分布電容cp的信號分量,提取通過唾液電阻rs的有用信號。相敏檢波電路決定了測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度以及弱信號檢測水平,起到抑制噪聲和相位檢測的功能,其電路實現(xiàn)方式有多種,如二極管橋相敏檢波、模擬開關(guān)相敏檢波等。由于模擬開關(guān)lvc4066d開關(guān)特性好、功耗小,用它實現(xiàn)相敏檢波,電路結(jié)構(gòu)簡單、元件少,調(diào)試方便。因此,本發(fā)明采用cmos模擬開關(guān)lvc4066d構(gòu)成相敏檢波電路,模擬開關(guān)lvc4066d的引腳分布如圖19所示。典型的模擬開關(guān)相敏檢波電路如圖20所示。激勵信號源產(chǎn)生的方波信號通過一個反相器產(chǎn)生兩個相位相反的對稱方波,控制兩組開關(guān)tg1、tg3和tg2、tg4交替通斷。在激勵信號源的正半周同相控制為高電平,模擬開關(guān)tg1和tg3導(dǎo)通,tg2和tg4關(guān)斷,相當(dāng)于ch3_in+接通相位差90°輸入信號,該信號經(jīng)后續(xù)放大電路同相放大;ch4_in+接通同相輸入信號,該信號經(jīng)后續(xù)放大電路反相放大。在激勵源的負(fù)半周同相控制為低電平,開關(guān)狀態(tài)與正半周相反,變成tg1和tg3關(guān)斷,tg2和tg4導(dǎo)通,相當(dāng)于ch3_in+接通同相輸入信號,該信號經(jīng)后續(xù)放大電路同相放大;ch4_in+接通相位差90°輸入信號,該信號經(jīng)后續(xù)放大電路反相放大。從上述分析可知,與激勵信號源相位相同的同相控制信號輸入經(jīng)過開關(guān)檢波和放大電路處理后相當(dāng)于全波整流,濾波得直流分量;而與激勵信號源相位差90°的信號輸入經(jīng)過開關(guān)檢波和放大電路處理后得到的仍然是交流信號,信號中無直流分量,濾波后即可消除。相敏檢波法濾除通過引線分布電容cp的電壓信號,使引線分布電容對輸出直流量沒有貢獻(xiàn),輸出直流量只和溶液電阻rs有關(guān),即和溶液電阻率有關(guān),從而消除了引線分布電容的影響。模擬開關(guān)相敏檢波的電路結(jié)構(gòu)如圖21所示,包括:模擬開關(guān)920,分別與模擬開關(guān)920連接的相移電路921和反相電路922,反相電路922的輸入信號為同向控制信號,同向控制信號經(jīng)反相電路922得到一反相控制信號以輸入模擬開關(guān)920,相移電路的輸入信號為同相輸入信號,同相輸入信號經(jīng)相移電路進(jìn)行相移,得到模擬開關(guān)920輸入信號以輸入模擬開關(guān)920。其中,反相電路922包括:電阻r5、電阻r6、二極管t1、三極管q1和電阻r7,同向控制信號串聯(lián)電阻r5后,分別通過電阻r6接地,和與三極管q1連接,三極管q1串聯(lián)二極管t1后接地,三極管q1還與電阻r7連接,電源vcc串聯(lián)電阻r7進(jìn)行分壓后與三極管q1連接,電阻r7與三極管q1之間的連接節(jié)點連接至模擬開關(guān)920;三極管q1的基極與電阻r5和電阻r6連接,三極管q1的發(fā)射極串聯(lián)二極管t1后接地,三極管q1的集電極與電阻r7連接,三極管q1的集電極還與模擬開關(guān)920連接。相移電路921包括電阻r8和電容c3,模擬開關(guān)920與電阻r8連接,模擬開關(guān)920和電阻r8還與電容c3連接,電容c3接地。電阻r8的阻值為:0~100k,優(yōu)選10k;電容c3的容值為:0~10uf,優(yōu)選1uf。需要說明的是,電阻r8和電容c3均不含邊界0值。其中,sw_control_signal信號為模擬開關(guān)的同相控制信號,經(jīng)電阻r5、r6、r7、二極管t1以及三極管q1產(chǎn)生一個相位相反的控制信號;signal_to_sw信號為放大電路放大后輸出的信號,作為模擬開關(guān)的同相輸入信號輸入模擬開關(guān),經(jīng)電容c3和電阻r8產(chǎn)生一個相移90°的輸入信號。模擬開關(guān)lvc4066d相敏檢波電路處理后的輸出為模擬電壓信號??紤]處理模擬電壓信號的安全性、方便性、抗干擾性以及輸出信號的連續(xù)性,為了減少信號的損失以及信號失真,本本發(fā)明實施例提供一種電壓跟隨器電路對輸出信號進(jìn)行緩沖。電壓跟隨器電路的輸入電壓與輸出電壓相同,其作用如下:電壓跟隨器輸入電阻大,可以將電壓跟隨器前后兩級隔開,讓前級不受后級負(fù)載大小的影響,能保持前級的放大倍數(shù)或者其它性能不變,起到了對前級信號的隔離、緩沖作用;輸出電阻小,驅(qū)動能力強,提高帶負(fù)載能力,同時能使信號快速地傳遞,減少電路中反饋信號的干擾。電壓跟隨器的輸入阻抗高、輸出阻抗低特點,可以極端一點去理解:當(dāng)輸入阻抗很高時,就相當(dāng)于對前級電路開路;當(dāng)輸出阻抗很低時,對后級電路就相當(dāng)于一個恒壓源,即輸出電壓不受后級電路阻抗影響。一個對前級電路相當(dāng)于開路,輸出電壓又不受后級阻抗影響的電路當(dāng)然具備隔離作用,即使前、后級電路之間互不影響。本發(fā)明設(shè)計的電壓跟隨器電路如圖22所示。電壓跟隨器電路93包括:第三集成運算放大器ar3、第三集成運算放大器ar3的同相輸入端與電阻r9連接,第三集成運算放大器ar3的反相輸入端通過電阻r10連接至第三集成運算放大器ar3的輸出端;第四集成運算放大器ar4、第四集成運算放大器ar4的同相輸入端與電阻r12連接,電阻r12串聯(lián)電阻r11,第四集成運算放大器ar4的反相輸入端通過電阻r13連接至第四集成運算放大器ar4的輸出端;第四集成運算放大器ar4的兩個輸入端之間并聯(lián)電容c4,相敏檢波電路92的輸出信號經(jīng)電阻r11分壓后并聯(lián)電容c4。其中,如圖23所示,vcc/2電壓跟隨電路94包括:第五集成運算放大器ar5,電源vcc通過電阻r14連接至第五集成運算放大器ar5的同相輸入端,第五集成運算放大器的同相輸入端還通過電阻r15接地,第五集成運算放大器的反相輸入端通過電阻r16連接至第五集成運算放大器ar5的輸出端。其中,如圖24所示,相敏檢波信號處理電路95包括:第六集成運算放大器ar6;電壓跟隨器電路93和vcc/2電壓跟隨器電路94的輸出電壓分別通過電阻r19和電阻r20分壓后連接至第六集成運算放大器ar6的同相輸入端,電壓跟隨電路93的輸出電壓通過電阻r17分壓后連接至第六集成運算放大器ar6的反相輸入端,第六集成運算放大器ar6的反相輸入端還通過電阻r18連接至第六集成運算放大器ar6的輸出端,第六集成運算放大器ar6的輸出端與低通濾波電路950連接,低通濾波電路950用于對輸出端的輸出電壓信號進(jìn)行低通濾波。優(yōu)選地,低通濾波電路950包括:電阻r21,一端連接至第六集成運算放大器ar6的輸出端,另一端串聯(lián)電容c5后接地。電壓跟隨電路93實現(xiàn)兩路信號的緩沖隔離作用,為了保證兩路待處理信號的抗干擾性,在兩電壓跟隨器的輸入端并接一個濾波電容c4,并在其中一個電壓跟隨器的輸入端串聯(lián)一個電阻r11。電容c4和電阻r11的作用為:濾波電容c4將兩路信號連通,構(gòu)成信號傳輸耦合回路,兩路信號之間的差分信號是一個恒定值,濾波電容c4可以濾除這個恒定差分信號上的高頻噪聲,諸如尖峰毛刺等,讓兩路信號互不影響,消除差模干擾噪聲。如果兩路信號線中有任何一路受到干擾,通過跨接的濾波電容c4就可消除干擾。圖中r11為傳輸耦合回路的串聯(lián)電阻,其作用為限制回路的電流。電壓跟隨器,因其輸入電阻大、輸出電阻小的特點,能夠?qū)崿F(xiàn)前后級信號的緩沖和隔離,讓前級不受后級負(fù)載大小的影響。電壓跟隨器起到承上啟下的作用,可以做多級放大器的中間級,能夠進(jìn)行阻抗變換,使運放前后級之間實現(xiàn)阻抗匹配。在前述的放大電路的介紹中,為了方便處理采集到的交流信號,電路中已將該信號偏置到vcc/2直流電壓進(jìn)行處理。因后續(xù)計算信號幅值的過程中仍需要使用參考電壓值vcc/2,為保證測量結(jié)果的精度,需要降低參考電源的干擾,提高參考電源的質(zhì)量和穩(wěn)定性。本發(fā)明采用電壓跟隨電路實現(xiàn)vcc/2參考電源設(shè)計,其電路如圖23所示。請參考圖23,vcc/2電壓跟隨器電路94包括:第五集成運算放大器ar5,輸入電源vcc通過電阻r14連接至第五集成運算放大器ar5的同相輸入端,第五集成運算放大器ar5的同相輸入端還通過電阻r15接地,第五集成運算放大器ar5的反相輸入端與第五集成運算放大器ar5的輸出端之間串聯(lián)一電阻r16。相敏檢波電路輸出的兩路信號經(jīng)電壓跟隨器電路緩沖之后輸出為ch3_out和ch4_out,但是要計算出最終的唾液阻抗rs,還需要對兩路輸出信號進(jìn)行下一步處理。由于激勵信號源與同相輸入信號相位相同,在激勵信號源的正半周同相控制為高電平,ch3_out為相位差90°輸入信號,ch4_out為同相輸入信號;在激勵信號源的負(fù)半周同相控制為低電平,ch3_out為同相輸入信號,ch4_out為相位差90°輸入信號。根據(jù)兩路信號設(shè)計的運算放大電路如圖24所示,其中ch3_out和vcc/2信號接入運放的同相輸入端,ch4_out信號接入運放的反相輸入端。電路輸出信號vout的計算公式為:vout=(vch3-vch4)+vcc/2式中vch3為ch3_out信號的輸出電壓值,vch4為ch4_out信號的輸出電壓值。通過上述公式的計算可得輸出信號vout(即mcu_signal),對該信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后即可輸入處理器11進(jìn)行運算。本發(fā)明實施例的上述電路中,模擬信號處理電路的電源有數(shù)字電源也有模擬電源,因此,本發(fā)明實施例提供了一種供電電路,為唾液阻抗檢測裝置供電。如圖25所示,供電電路16包括:電源模塊160和穩(wěn)壓電路162;如圖26所示,穩(wěn)壓電路162,包括:穩(wěn)壓模塊1620,其輸入端與電源模塊160的輸出端連接,輸出端與信號處理主板161連接;并聯(lián)的濾波電容c6和電容c7,并聯(lián)后的電路一端與電源模塊160的輸出端連接,另一端接地;并聯(lián)的濾波電容c8與電容c9,并聯(lián)后的電路一端與穩(wěn)壓模塊1610的輸出端連接,另一端接地;或并聯(lián)的濾波電容c8、電容c9和電容c10,電容c10設(shè)置于電容c8與電容c9之間,并聯(lián)后的電路一端與穩(wěn)壓模塊1610的輸出端連接,另一端接地。其中,供電電路16還包括隔離電路163,其輸入端與穩(wěn)壓模塊1620的輸出端連接,其輸出端與信號處理主板161上的模擬信號處理模塊164的輸入端連接。隔離電路163為電容電感濾波網(wǎng)絡(luò),包括:串聯(lián)的電感l(wèi)1,其輸入端與穩(wěn)壓模塊1620的輸出端連接,其輸出端與信號處理主板161上的模擬信號處理模塊164的輸入端連接;并聯(lián)的電容c11和電容c12,并聯(lián)后的電路一端與穩(wěn)壓模塊1610的輸出端連接,另一端接數(shù)字地;并聯(lián)的電容c13和電容c14,并聯(lián)后的電路一端與電感l(wèi)1連接,另一端接模擬地;數(shù)字地和模擬地通過電阻r22連接。電容c11、電容c12、電容c13、電容c14為無極性電容。電容c11的容值范圍為0.01μf~1μf;和/或電容c12的容值范圍為0.01μf~1μf;和/或電容c13的容值范圍為1μf~10μf;和/或電容c14的容值范圍為0.01μf~1μf。優(yōu)選地,濾波電容c6為極性電容,其正極與電源模塊的輸出端連接,負(fù)極接地;和/或濾波電容c8為極性電容,其正極與穩(wěn)壓模塊的輸出端連接,負(fù)極接地;和/或電容c7、電容c9、電容c10為無極性電容。更為優(yōu)選地,濾波電容c6的容值范圍為100μf~1000μf;和/或濾波電容c8的容值范圍為100μf~1000μf;和/或電容c7的容值范圍為0.01μf~1μf;和/或電容c9的容值范圍為0.01μf~1μf;和/或電容c10的容值范圍為1μf~10μf。其中,電源模塊160的輸出端電壓值為6v或4.3v。穩(wěn)壓模塊162的輸出端電壓值為3.3v。其中,電源模塊160由4節(jié)5號電池構(gòu)成,4節(jié)電池串聯(lián)后直流電壓值為6v,為信號處理主板161提供電源。信號處理主板161上的穩(wěn)壓電路162將6v電壓轉(zhuǎn)換為3.3v電壓,直接為信號處理主板161上的數(shù)字電源用電模塊165供電或通過隔離電路163將數(shù)字電源轉(zhuǎn)化為模擬電源,為信號處理主板161上的模擬信號處理模塊164提供模擬電源。電源模塊160的輸出端與信號處理主板161上的穩(wěn)壓模塊1610的輸入端連接,作為唾液排卵期檢測設(shè)備電源輸入。電源模塊160通過電源線纜與信號處理主板161上的穩(wěn)壓模塊1610相連,由控制開關(guān)實現(xiàn)電源的供給與關(guān)斷。穩(wěn)壓模塊的主控芯片為me6211系列穩(wěn)壓芯片,能夠?qū)崿F(xiàn)高紋波抑制、低輸出噪音、超快響應(yīng)以及低壓差的優(yōu)異性能。優(yōu)選的,me6211系列穩(wěn)壓芯片的具體型號為me6211c33。為了更好的理解本發(fā)明,下面對本發(fā)明選用的me6211系列穩(wěn)壓芯片進(jìn)行詳細(xì)說明。me6211系列穩(wěn)壓芯片是以cmos工藝制造的高精度線性穩(wěn)壓器,其內(nèi)置固定的參考電壓源、誤差修正電路、限流電路、相位補償電路以及低內(nèi)阻的mosfet,能夠?qū)崿F(xiàn)高紋波抑制,低輸出噪音、超快響應(yīng)以及低壓差的優(yōu)異性能。me6211系列穩(wěn)壓芯片的高速響應(yīng)特性能應(yīng)付負(fù)載電流的波動,特別適合采用電池供電的設(shè)備,其技術(shù)參數(shù)如表3所示。表3ldo線性穩(wěn)壓器me6211系列技術(shù)參數(shù)表技術(shù)參數(shù)指標(biāo)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)工作電壓范圍2v~6.5v低壓差100mv@iout=100ma輸出電壓范圍1.2v~5.0v高紋波抑制比75db@1khz最大輸出電流500ma低靜態(tài)電流50uatyp.高輸出精度±2%輸入穩(wěn)定性好0.05%typ.低輸出噪聲50uvrms關(guān)斷電流0.1uatpy.本實施例中選用穩(wěn)壓芯片的具體型號為me6211c33,參見圖26、圖27,電源模塊160的輸出端連接穩(wěn)壓模塊的輸入端,經(jīng)穩(wěn)壓芯片me6211c33輸出3.3v電壓為信號處理主板161的各模塊供電。穩(wěn)壓芯片me6211c33的輸出電壓質(zhì)量可以用兩個參數(shù)指標(biāo)來評價:一個參數(shù)是輸出電壓的紋波大小,說明穩(wěn)壓芯片輸出電壓在某一恒定值下的波動情況,也即直流輸出電壓信號中包含的交流信號成分,交流信號成分幅值越大,說明輸出電壓質(zhì)量越差,反之,則越好,對應(yīng)穩(wěn)壓芯片技術(shù)參數(shù)為psrr(紋波抑制比)。另一個參數(shù)為直流輸出電壓的穩(wěn)定性,即輸出電壓保持某一恒定值的穩(wěn)定性,穩(wěn)壓芯片會隨著溫度的升高等其他因素使輸出電壓發(fā)生漂移,主要有兩個參數(shù)進(jìn)行衡量:穩(wěn)壓芯片溫度穩(wěn)定性參數(shù)和穩(wěn)壓芯片長期穩(wěn)定性參數(shù)。影響穩(wěn)壓模塊的輸出電壓紋波大小的參數(shù)有兩個:一個參數(shù)是me6211c33穩(wěn)壓芯片的輸入電壓質(zhì)量,輸入電壓信號的質(zhì)量好壞會影響輸出電壓的穩(wěn)定性。另一個參數(shù)為穩(wěn)壓芯片本身對輸入電壓信號波動的抑制能力,對應(yīng)技術(shù)參數(shù)為穩(wěn)壓芯片的紋波抑制比psrr。由專用的模擬電壓示波器測量可知,電源模塊1由4節(jié)5號電池串聯(lián)組成的6v輸出電壓紋波幅值vripple_in=±20mv。而且電源模塊1的輸出電壓需經(jīng)過并聯(lián)電容進(jìn)行濾波后輸入到穩(wěn)壓模塊中,因此穩(wěn)壓模塊的輸入端電壓的紋波幅值會小于20mv,本實施例暫時按此數(shù)值計算。由表4中可得,me6211c33穩(wěn)壓芯片的紋波抑制比psrr典型值取75db,將相關(guān)數(shù)值帶入紋波抑制比的計算公式中得到vripple_out=±0.003mv。從上面公式可以看出,psrr是一個用來描述輸出信號受電源影響的量,psrr值越大,輸出電壓信號受到電源的影響越小。電源輸入電壓的紋波越小,穩(wěn)壓芯片的紋波抑制比越高,輸出電壓的紋波越小,信號質(zhì)量越好。本實施例中計算結(jié)果說明穩(wěn)壓芯片對輸入電壓的紋波抑制較好,輸出電壓滿足要求。直流輸出電壓的穩(wěn)定性主要有兩個參數(shù)進(jìn)行衡量,為穩(wěn)壓芯片溫度穩(wěn)定性參數(shù)和穩(wěn)壓芯片長期穩(wěn)定性參數(shù)。查詢me6211c33穩(wěn)壓芯片的datasheet資料說明,穩(wěn)壓芯片的低溫度漂移參數(shù)為50ppm/℃,其含義為穩(wěn)壓芯片溫度每上升1℃輸出電壓值變化50/1000000。穩(wěn)壓模塊的輸出電壓為3.3v,由此計算出穩(wěn)壓芯片溫度每上升1℃其輸出電壓值變化0.165mv,這個溫度漂移量已經(jīng)可以忽略。對于穩(wěn)壓芯片長期穩(wěn)定性參數(shù),考慮到唾液排卵期檢測設(shè)備的開機測量時間量級與之沒有可比性,可以不考慮穩(wěn)壓芯片長期穩(wěn)定性參數(shù)對測量結(jié)果產(chǎn)生的影響。實際測試也證明穩(wěn)壓模塊的性能滿足本發(fā)明的使用要求。請參閱圖27,圖27是本發(fā)明實施例提供的供電電路的第二實施方式。如圖27所示,在本實施方式中,在圖26所示的實施方式的基礎(chǔ)上,穩(wěn)壓電路還包括電容c10,電容c10分別與電容c8和電容c9并聯(lián),且其位置設(shè)置于電容c9與c9之間,并聯(lián)后的電路一端與穩(wěn)壓模塊的輸出端連接,另一端接地。進(jìn)一步,電容c10為無極性電容。進(jìn)一步,電容c10的容值范圍為1μf~10μf。優(yōu)選的,電容c10的電容值為1μf。本實施方式在第一實施方式的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步產(chǎn)生的有益效果為:由于電容值不同,所過濾的頻段不同,多并聯(lián)一個電容c10,濾波效果更好,可以進(jìn)一步提高穩(wěn)壓電路的輸出電壓質(zhì)量。請參閱圖28,圖28是本發(fā)明提供的供電電路的第三實施方式。本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上增加了隔離電路163。信號處理主板161上的模擬信號處理模塊164是對電壓測量點采集的模擬信號進(jìn)行處理,該模塊的工作特性是對供電電源的穩(wěn)定性、質(zhì)量要求較高,為減少電路中其他模塊的電源干擾,應(yīng)盡可能提供單獨的模擬電源。因此模擬電源和數(shù)字電源要分開隔離,然后通過細(xì)的布線將模擬地和數(shù)字地單點連在一起。由于數(shù)字信號變化速度快,從而在數(shù)字地上引起很大的噪聲;模擬信號相對變化緩慢,需要一個干凈的參考地進(jìn)行工作,因此盡量阻隔數(shù)字地的噪聲竄到模擬地。如果模擬地和數(shù)字地混在一起,噪聲就會影響到模擬信號的質(zhì)量。信號處理主板161中大部分工作模塊的電源為數(shù)字電源,可直接與穩(wěn)壓模塊的輸出端連接,而模擬信號處理模塊164使用的電源為模擬電源,因此需要進(jìn)行隔離。請參見圖29,該供電電路還包括隔離電路163,隔離電路163的輸入端與穩(wěn)壓模塊的輸出端連接,隔離電路163的輸出端與模擬信號處理模塊164的輸入端連接。穩(wěn)壓模塊的輸出端輸出的數(shù)字電源經(jīng)過隔離電路163輸出為模擬電源,為模擬信號處理模塊164供電。本實施例中,隔離電路163為電容電感濾波網(wǎng)絡(luò),包括串聯(lián)的電感l(wèi)1,輸入端與穩(wěn)壓模塊的輸出端連接,輸出端與信號處理主板161上的模擬信號處理模塊164的輸入端連接;并聯(lián)的電容c11和電容c12,并聯(lián)后的電路一端與穩(wěn)壓模塊的輸出端連接,另一端接數(shù)字地;并聯(lián)的電容c13和電容c14,并聯(lián)后的電路一端與電感l(wèi)1連接,另一端接模擬地;數(shù)字地和模擬地通過電阻r22連接。進(jìn)一步,優(yōu)選的,電感l(wèi)1的電感值為22μh。電感對直流是通路,對一定頻率的交流信號有阻擋作用,所以在電路中串聯(lián)電感使信號中的交流干擾成分不能傳到后級,從而被電容短路入地。進(jìn)一步,電容c11、電容c12、電容c13、電容c14為無極性電容,具有隔直流通交流的功能,在電路中信號與地之間接電容,可以將信號中的交流干擾成分短路入地。進(jìn)一步,電容c11的容值范圍為0.01μf~1μf。優(yōu)選的,電容c11的電容值為0.1μf。進(jìn)一步,電容c112的容值范圍為0.01μf~1μf。優(yōu)選的,電容c12的電容值為0.1μf。進(jìn)一步,電容c13的容值范圍為1μf~10μf。優(yōu)選的,電容c13的電容值為1μf。進(jìn)一步,電容c14的容值范圍為0.01μf~1μf。優(yōu)選的,電容c14的電容值為0.1μf。進(jìn)一步,電阻r22為模擬地和數(shù)字地的連接點,r22的阻值為0歐,其功能是將模擬地和數(shù)字地在單點連接。考慮到后期產(chǎn)品化時提高電源模塊1的穩(wěn)定性以及減小尺寸,使用4.3v鋰電池替代由4節(jié)5號構(gòu)成的6v電源模塊1。如上,該供電電路采用并聯(lián)電容電路的組合方式,將低頻交流干擾信號和高頻雜波短路入地,提高了濾波電容的工作效果。該供電電路中的穩(wěn)壓電路通過在穩(wěn)壓模塊的輸入端連接并聯(lián)電容進(jìn)行濾波,提高了穩(wěn)壓芯片的輸入電壓質(zhì)量,通過在穩(wěn)壓模塊的輸出端連接并聯(lián)電容進(jìn)行濾波,進(jìn)一步提高了穩(wěn)壓模塊的輸出電壓質(zhì)量;該供電電路中的隔離電路還利用電感通直流阻交流的功能,在電路中串聯(lián)電感使信號中的交流干擾成分不能傳到后級,從而被電容短路入地,減少了電路中其他模塊的電源干擾,為唾液排卵期檢測設(shè)備的信號處理主板中的模擬信號處理模塊提供穩(wěn)定的高質(zhì)量的模擬電源。本發(fā)明的供電電路中的穩(wěn)壓電路和隔離電路,滿足了信號處理主板中關(guān)鍵模塊對供電電壓高質(zhì)量的要求,保證了唾液排卵期檢測設(shè)備的測量精度和穩(wěn)定性。模擬信號處理模塊是對圖24中電壓測量點采集的模擬信號進(jìn)行處理,以便于處理器11的后續(xù)運算。本模塊器件的工作特性對供電電源的穩(wěn)定性、質(zhì)量要求較高,為減少電路中其他器件的電源干擾,應(yīng)盡可能提供單獨的模擬電源。一般來說,模擬電源塊和數(shù)字電源塊要分開隔離,然后通過細(xì)的布線將模擬地和數(shù)字地單點連在一起。數(shù)字信號變化速度快,從而在數(shù)字地上引起很大的噪聲;模擬信號相對變化緩慢,需要一個干凈的參考地進(jìn)行工作,因此盡量阻隔數(shù)字地的噪聲竄到模擬地。如果模擬地和數(shù)字地混在一起,噪聲就會影響到模擬信號的質(zhì)量。系統(tǒng)中大部分工作器件的電源為數(shù)字電壓dc+3.3v,而模擬信號處理模塊使用的電壓為模擬電壓vcc,因此需要進(jìn)行隔離。本發(fā)明實施例還提供一種唾液阻抗檢測設(shè)備,包括一種唾液阻抗檢測探頭和唾液阻抗檢測裝置,還包括激勵信號源,與唾液阻抗檢測探頭連接,為唾液阻抗檢測探頭提供激勵信號。激勵交流信號源為交流方波信號發(fā)生器,如圖30所示,其包括:第七集成運算放大器ar7、電源、振蕩電路和電阻r25;電源經(jīng)電阻r25分壓后連接至第七集成運算放大器ar7的正相輸入端,第七集成運算放大器ar7的正相輸入端與第七集成運算放大器ar7的輸出端之間還串聯(lián)一電阻r24,電阻r25和電阻r24對電源vcc與第七集成運算放大器ar7輸出端之間的電壓進(jìn)行分壓,分壓后得到的電壓作為第七集成運算放大器ar7正相輸入端的基準(zhǔn)電壓;圖30中交流方波發(fā)生器的供電電壓。第七集成運算放大器ar7的正相輸入端還串聯(lián)一電阻r26后接地;第七集成運算放大器ar7的反相輸入端與一振蕩電路連接,調(diào)節(jié)第七集成運算放大器ar7的輸出端輸出電流的頻率。其中,振蕩電路包括電容c6和電阻r23;電阻r23串聯(lián)于第七集成運算放大器ar7的反相輸入端與輸出端之間,將運放ar7的輸出電壓控制在vcc和0之間;第七集成運算放大器ar7的反相輸入端還與電容c6連接后接地。其中,交流方波信號發(fā)生器還包括:電容c7,電容c7一端與電源連接,另一端接地。其中,電阻r23與電容c6滿足下式:f=1/(2*pi*r23*c6);式中,f表示信號頻率,pi表示圓周率,r23表示電阻r23的阻值,c6表示電容c6的電容值。優(yōu)選地,電阻r23的范圍為0-1000k;優(yōu)選地,電容c6的范圍為0-10uf。更為優(yōu)選地,電阻r23的值為100k;電容c6的值為0.1uf。優(yōu)選地,電阻r25、電阻r24和電阻r26三者的比值為:1:1:1。更為優(yōu)選地,電阻r25、電阻r24和電阻r26的范圍分別是:0-1000k,0-1000k,0-1000k。進(jìn)一步優(yōu)選地,電阻r25、電阻r24和電阻r26的取值分別為:100k,100k,100k。其中,交流方波信號發(fā)生器還包括:電容c7,連接至第七集成運算放大器ar7的輸出端,以隔離輸出電壓中的直流電壓分量,得到輸出信號ac_square_wave,并通過模擬信號接口電路8輸入至模擬信號處理模塊9中進(jìn)行處理。如上所述,本發(fā)明實施例的激勵信號源能夠產(chǎn)生用于檢測唾液阻抗的交流方波信號,通過施加交流激勵信號源,能夠降低極化效應(yīng)對唾液電解質(zhì)溶液阻抗測量的影響程度,提高了唾液電解質(zhì)溶液阻抗的測量準(zhǔn)確度,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法測量唾液電解質(zhì)溶液阻抗的問題。應(yīng)當(dāng)理解的是,本發(fā)明的上述具體實施方式僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理,而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此,在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。此外,本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。當(dāng)前第1頁12
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