Identyfikatory
Warianty tytułu
Practical realization and experimental studies of a capacitive skin humidity detector
Języki publikacji
Abstrakty
W artykule przedstawiono praktyczną realizację prototypu oraz wyniki badań eksperymentalnych zaproponowanego przez autorów pojemnościowego detektora wilgotności skóry. Omówiono budowę detektora, przyjęty model skóry oraz przedstawiono sposób realizacji detektora i badań laboratoryjnych jego właściwości metrologicznych. Przedstawiono wyniki pomiarów pokazujące zależność pojemności detektora od wilgotności względnej materiału higroskopijnego. Proponowany detektor wilgotności może znaleźć zastosowanie podczas tzw. treningu biofeedback, do obserwacji reakcji wilgotności skóry na zmiany chorobowe organizmu, do sprawdzania działania środków kosmetycznych, leków itp.
The paper presents practical implementation and experimental results of a prototype of the capacitive skin humidity detector. The detector construction, the adopted model of the skin, implementation of the detector and laboratory tests of its metrological properties are presented. The detector is made of a capacitor, constructed with comb braided isolated electrodes placed on the base surface (Figs. 3 and 4). A simplified model of the skin layer, as shown in Fig. 1, is presented in [3]. The skin, which the detector is applied to, constitutes the dielectric whose electric permittivity is dependent on its humidity. The detector therefore responds through a capacity change depending on the skin humidity. The aim of this experi-mental study was to determine static characteristics of the capacitive skin humidity detector, defining the relationship of the detector capacitance versus the skin relative humidity. For this purpose, in the laboratory tests the skin was replaced by a layer of the sample with high hygroscopic properties. The relative humidity of the sample was defined as the ratio of the mass of water contained in the sample to the dry sample weight. To determine the relative humidity, the termogravimetric method was used. It consists in determining the loss of mass during drying. The results of the measurements showing the dependence of the detector capacitance as a function of the relative humidity of the hygroscopic material are presented. Basing on the characteristics, it can be concluded that the electric capacitance of the detector is a nonlinear function of the relative humidity of the sample used, and a large value of the sensitivity occurs for the boundary humidity values in the considered range. The experimental research of the prototype of the capacitive humidity detector confirmed the correctness of the proposed design.
Wydawca
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
247--249
Opis fizyczny
Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr., zory
Twórcy
autor
- AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Metrologii i Elektroniki, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków
autor
- AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Metrologii i Elektroniki, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków
Bibliografia
- [1] Gierlotka S.: Porażenia prądem elektrycznym o wysokiej częstotliwości, Elektro-Info 1-2/2008 (61).
- [2] Pilawski A. (red.): Podstawy Biofizyki PZWL, 1977.
- [3] Gawędzki W., Marszałek Z.: Badania symulacyjne pojemnościowego detektora wilgotności skóry. PAK, vol. 58, nr 4, s. 358-360, 2012.
- [4] Huclova S., Erni D., Froehlich J.: Modelling and validation of dielectric properties of human skin in the MHz region focusing on skin layer morphology and material composition. J. Phys. D: Appl. Phys. 45 (2012) 025301 (17pp).
- [5] Regtien P. P. L.: Dew-Point measurement system. Electronic Instrumentation Laboratory, Dept. of Electrical Engineering Delft University of Technology, 1988.
- [6] Gawędzki W.: Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych. Wydawnictwa AGH, Kraków 2010, ISBN 978-83-7464-357-3.
- [7] ANSYS Maxwell, Maxwell Online Help, Maxwell 16.0, 2012.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-b7a009f6-0b29-4afd-83ad-841ca649e0fc