现焊锡7与焊盘6的电连接，焊锡表面镀银或氯化银8，在采用双面电路布线的电极载体3的其中一面印刷电路上将各电极点2焊盘6通过印刷布线4电连接至公共接口端5，公共接口端5通过屏蔽电缆连接至激励源和信号采集器，公共接口端5可根据需要对探测点电极的探测/激励以及电平状态进行控制，所述电极点2上还设置有微型加热电阻9，每个微型加热电阻9有两个引脚，其中一个引脚通过与焊盘6另一侧的PCB布线，连接至公共接口端5，另一个引脚通过与焊盘6另一侧的PCB布线，连接至5V电源，所述微型加热电阻与焊盘6、焊锡7之间均呈绝缘连接，且微型加热电阻9本体埋于焊锡之中。所述电极点2上的焊锡7填充高度统一控制在5mm，形状为半球形。并且在电路板上将各电极点位焊盘通过印刷布线的方式电连接至公共接口端，公共接口端可根据需要对探测点电极的探测/激励以及电平进行控制。在电极点位上，通过焊锡填充焊盘的方式实现焊锡与焊盘的电连接。焊锡表面镀氯化银，以适应多次测量的环境而避免被氧化。
[0033]电极点2上的微型加热电阻9其中一个引脚连接至公共接口端后，连接锁存器后再连接至控制系统。
[0034]采用低频屏蔽电缆，优选同轴电缆制作连接线组件，避免微弱电信号的互相干扰和引入噪声。其接线包括每个电极点的数据连接线、接地信号传输专用线路。数据连接线与接地信号线交错排列以最大限度的降低信号线之间的串扰。输出端口 5与控制电路板连接，且控制电路板的电路地与电极探测地相连，保证接地电位的统一。
[0035]信号控制端包括:信号前端输入光电耦合放大模块、低通滤波模块、单片机控制模块、输出放大模块、外接存储模块、输入键盘，所述单片机控制模块通过串行口与存储模块连接，所述外接存储模块采用E2R0M芯片或FLASH闪存芯片。通过单片机编程控制通道选择器的状态，实现电极阵列的电极选择，并确定工作模式是输入或输出，如果是输入模式，则信号经过光电耦合、放大电路、低通滤波电路、单片机输入接口后输入单片机，进而由单片机系统存储于外接存储模块，实现电极信号的采集;如果是输出模式，则根据单片机程序产生的信号通过放大模块、通道选择器后加到指定电极上实现电极信号的激励，特别的，在此模式下输出的信号为O，则电极电位为O，工作状态为接地(屏蔽)；通过单片机对通道选择器每个通道的循环选择，实现电极阵列上所有电极状态的控制。使用单片机系统通过地址线、数据线分别设定各电极的工作状态，为接地电极(屏蔽电极)、探测电极、激励电极中的一种。同时，由单片机可以选通指定的电极点内的微型加热电阻进行激励，使其产生热量，电极点内微型加热电阻的选取方法与电极点的选取方法相同，也通过单片机控制通道选择器进行加热。单片机选通某电极点内微型加热电阻的方法是:通过通道选择器定位到某一个微型加热电阻，如果需要加热，输出为低电平(O电平)，经锁存器锁存，则微型加热电阻产生5V压降，进行加热;如果不需要加热，输出为高电平(5V)，经锁存器锁存，则微型加热电阻两端无压降，则不进行加热。
[0036]所述光电親合放大模块米用OPA系列光电親合一体化放大芯片，所述低通滤波模块采用二阶巴特沃夫滤波器，截止频率设计为llkHz-15kHz，所述的通道选择器可采用1-3片CD4067芯片。
[0037]整个电极基板平均分为左右两个区域。根据实验方案，使用单片机系统通过地址线、数据线分别设定各电极的工作状态，为接地电极、探测电极、激励电极中的一种。实现激励、探测信号在电学上的隔离，在电极上形成一个信号传输通道。
[0038]电极基板进入待测状态后，单片机对基板上不同位置的电极信号进行扫描式探测，并将探测结果临时存储于E2R0M或外置存储器中，对所有电极点的静态电位(直流电平)进行测定。全部扫描完成后取最大值Vm，并再次对电极点进行逐一校准，校准方式为:对每个电极点进行加热，加热后期探测值Vi (i = l,2,3……)将会升高，直至其升高到Vm值的5 %误差限之内为止，如此循环一遍，直至每个电极点的探测目标值差距均达到5%以内，即可开始进行实际探测。这样的方式可通过温度漂移的误差抵消接触电阻、湿度变化、外界干扰等其他引入误差，实现探测的误差最小化。
[0039]对预置的输入信号进行选择。典型的输入信号可选择:方波、三角波、正弦波、高电平、低电平。同时设定输出激励信号的峰峰值(mV)、周期(ms)，以及探测电极的采集周期，优选为0.05ms。按照设定对电极进行驱动，同时通过并行或串行方式扫描探测电极点的数据，将其以离散数据点的形式存储在存储器单元中。
【主权项】
1.一种生物体表电信号探测电极阵列，其特征在于:采用柔性印刷电路板的电极载体(3)，所述电极载体(3)采用双面印刷电路布线，在电极载体(3)上设有阵列状排列的电极点(2)，所述电极载体(3)的电极点阵列左右平均分割为2个区域，并分别采用2-3mm的印刷电路布线作为地线(I)进行全封闭包围，并且所述的电极点(2)上设置焊盘(6)，并通过焊锡(7)填充焊盘的方式实现焊锡(7)与焊盘(6)的电连接，焊锡表面镀银或氯化银(8)，在采用双面电路布线的电极载体(3)的其中一面印刷电路上将各电极点(2)焊盘(6)通过印刷布线(4)电连接至公共接口端(5)，公共接口端(5)通过屏蔽电缆连接至激励源和信号采集器，公共接口端(5)可根据需要对探测点电极的探测/激励以及电平状态进行控制，所述电极点(2)上还设置有微型加热电阻(9)，每个微型加热电阻(9)有两个引脚，其中一个引脚通过与焊盘(6)另一侧的PCB布线，连接至公共接口端(5)，另一个引脚通过与焊盘(6)另一侧的PCB布线，连接至5V电源，所述微型加热电阻与焊盘(6)、焊锡(7)之间均呈绝缘连接，且微型加热电阻(9)本体埋于焊锡之中。2.根据权利要求1所述的生物体表电信号探测电极阵列，其特征在于:所述电极点(2)上的焊锡(7)填充高度统一控制在5mm，形状为半球形。3.根据权利要求1所述的生物体表电信号探测电极阵列，其特征在于:所述电极点(2)上的微型加热电阻(9)其中一个引脚连接至公共接口端后，连接锁存器后再连接至控制系统。4.根据权利要求1或权利要求2所述的生物体表电信号探测电极阵列，其特征在于:所述微型加热电阻表面涂覆复合树脂绝缘材料。
【专利摘要】一种生物体表电信号探测电极阵列，包括柔性印刷电路板的电极载体，所述电极载体采用双面印刷电路布线，在电极载体上设有阵列状排列的电极点，所述电极载体的电极点阵列左右平均分割为2个区域，并分别采用2-3mm的印刷电路布线作为地线进行全封闭包围，所述电极点上还设置有微型加热电阻，每个微型加热电阻有两个引脚，其中一个引脚通过与焊盘另一侧的PCB布线，连接至公共接口端，另一个引脚通过与焊盘另一侧的PCB布线，连接至5V电源，所述微型加热电阻与焊盘、焊锡之间均呈绝缘连接，且微型加热电阻本体埋于焊锡之中。本发明可使得每个电极点的温度可控，减小温度误差。
【IPC分类】A61B5/04
【公开号】CN105640535
【申请号】
【发明人】王宇航, 黄岑宇
【申请人】镇江市高等专科学校
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月17日