[發明專利]一種液體或凝膠電阻抗測量系統及其信息獲取方法

在審

• 申請號: 201610414767.8
• 申請日: 2016-06-12
• 公開（公告）號: CN107490726A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 陳瑞娟;馮彥博;戚昊峰;王慧泉;王金海
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G01R27/22
• 分類號: G01R27/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明歸屬于電子信息技術、生物醫藥技術、機械裝置等領域，特別涉及一種溶液或凝膠的電阻抗測量系統及其信息獲取方法。

背景技術

生物電磁特性的研究包括了生物體所受的電磁輻射、電磁診療等具體方向，其中生物仿體的制備是其基礎研究的一部分，測量并獲得符合生物體真實電特性的仿體模型是其關鍵環節。考慮到方便性與形狀特性，研究中廣泛采用鹽溶液或鹽凝膠來代替真實的生物組織。由于溶液或鹽凝膠的導電性溶質的濃度有關，目前在仿體的制作上眾說紛紜，并無統一的標準[1]。另外，由于溶液或鹽凝膠的流動性，形狀不規則，對于被測物的導電性測量的準確性有所降低，同時對于被測物導電性分析的正確性以及分析效率有很大影響。

參考文獻：

[1]陳麗梅，程敏熙，肖曉芳等.鹽溶液電導率與濃度和溫度的關系測量[J].實驗室研究與探索，2010，29(5)：39-42.

發明內容

本發明提出了一種溶液或凝膠的電阻抗測量系統及其信息獲取方法，本發明實現了具有流動性的液體或凝膠的電阻抗參數的有效測量，從而提高被測物電阻抗的測量的準確性以及導電性分析的效率，詳見下文描述：

一種液體或凝膠的電阻抗測量系統包括：阻抗測試盒、電阻抗測量設備、以及微處理器。其中，

所述電阻抗測試盒，包括：圓柱外觀主體結構，內部有容納被測物的規則空間，兩側為螺紋塞，螺紋塞結合電極與導線，其中，

阻抗測試盒制作材料為絕緣體，其尺寸可根據具體情況在制作之前進行更改。

所述腔體，即容納被測物的空間，為圓柱或棱柱。

所述兩側螺紋塞通過螺紋結構與圓柱相連接。

所述螺紋塞內側，即與被測物接觸的一側，結合電極，螺紋塞中心打孔引出導線。

所述電極為導電性較好的片狀電極。

所述導線與電極通過焊接相連。

一種溶液或凝膠的電阻抗信息獲取方法，所述方法包括以下步驟：

(1)按照特定濃度的鹽溶液或鹽凝膠的不同配比要求配置鹽溶液或鹽凝膠，分別測量各濃度下的鹽溶液或鹽凝膠的電阻抗值；

(2)利用最小二乘法或其他算法對所得不同濃度的鹽溶液或鹽凝膠的電阻抗值進行數據的曲線擬合，得到濃度與電導率、介電常數的曲線；

(3)將任意濃度值帶入(2)中所述擬合多項式即可獲得該濃度下的鹽溶液或鹽凝膠的電導率、介電常數值。

本發明提供的技術方案的有益效果是：

本發明提供了一種溶液或凝膠的電阻抗測量系統及信息獲取方法，本發明克服了液體或鹽凝膠具有流動性，形狀不規則的限制，以及在測試過程中電極接入不均勻的缺點，提高了液體或鹽凝膠電阻抗測量的準確性，提高了測試物電導率等其它科學指標的計算效率，為生物電特性研究的仿體制作提供依據。

附圖說明

圖1為電阻抗測試盒中部盒體圖；

圖2為螺紋塞圖；

圖3為電阻抗測試盒整體圖；

圖4為液體或凝膠電阻抗測量系統示意圖；

圖5為電阻抗測試盒，阻抗分析儀，計算機組成的阻抗測量、分析系統示意圖；

圖6為電阻抗測試盒，惠斯通橋式電路組成的阻抗測量系統示意圖；

圖7為本發明提供的一種液體或凝膠電阻抗信息獲取方法的流程圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

2.1為金屬電極；

2.2為導線過孔；

3.1為導線；

3.2為金屬電極。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

圖1、2、3選取內腔為圓柱體為例進行描述。

圖1、2、3中尺寸參數均可根據實際情況設置。

圖1為電阻抗測試盒中部管狀圖，圖2位螺紋塞圖，圖3所示為電阻抗測試盒整體圖。

觀察圖1、2、3可知，圖3是由圖1、2通過螺紋結構連接而成。

如圖4所示，為一種液體或凝膠電阻抗測量系統及其信息獲取方法。其系統由阻抗測試盒，阻抗測量裝置，計算機組成。阻抗測試盒連接阻抗測量裝置，經阻抗測量裝置測得的阻抗數據導入到計算機，利用計算機將數據進行處理得到電阻率-溶液濃度、介電常數-溶液濃度的關系，根據所得電阻率-溶液濃度、介電常數-溶液濃度的關系配置具有特定參數的溶液或凝膠。

進一步地，為了滿足實際應用中的多種需要，本發明實施實例中的阻抗測試盒為如圖1、圖2和圖3所描述的阻抗測試盒。