CN117607212A - 电导率检测电路以及美容设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电导率检测电路和美容设备。电导率检测电路包括：电极模块，包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极用于接触检测液体；第一电源端，连接电极模块的第一电极，用于向第一电极输出第一基准电压；检测模块，检测模块的第一输入端连接第二电极；第二电源端，连接检测模块的第二输入端，用于向检测模块输出第二基准电压，第二输入端与第一输入端二者中的一者为正相输入端，另一者为反相输入端；第一控制模块，连接检测模块的输出端，用于根据电流流经检测液体产生的压降计算检测液体的电导率。通过设置电极模块接触检测液体，并利用电流流经检测液体产生压降，而压降与电导率相关，从而基于压降快速计算出检测液体的电导率。

Description

电导率检测电路以及美容设备

技术领域

本申请涉及检测电路技术领域，特别是涉及一种电导率检测电路以及美容设备。

背景技术

美容液体常与美容设备配合使用。不同美容液体的电导率的差异较大，美容设备使用同一功率输出的情况下，美容液体常与美容设备配合会产生差异较大的美容作用效果。因此，亟需一种精准检测出不同美容液体电导率的电导率检测电路。

发明内容

基于此，有必要提供一种精准检测出不同美容液体电导率的电导率检测电路与美容设备。

一方面，提供一种电导率检测电路，用于检测液体的电导率，包括：

电极模块，包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极用于接触检测液体；

第一电源端，连接所述电极模块的第一电极，用于向所述第一电极输出第一基准电压；

检测模块，所述检测模块的第一输入端连接所述第二电极；

第二电源端，连接所述检测模块的第二输入端，用于向所述检测模块输出第二基准电压，第二输入端与第一输入端二者中的一者为正相输入端，另一者为反相输入端；

第一控制模块，连接所述检测模块的输出端，用于根据电流流经所述检测液体产生的压降计算所述检测液体的电导率。

在其中一个实施例中，所述检测模块的输出端与所述第一输入端通过电阻连接，所述电导率检测电路包括：

第一开关模块，第一开关模块连接在所述第一电源端与所述第一电极之间，所述第一开关模块具有交替设置的检测状态和去极化状态，当所述开关模块处于检测状态时，电流自所述第一电源端经过所述第一电极流向所述第二电极；当所述第一开关模块处于去极化状态时，所述电流自所述第二电源端经过所述检测模块以及所述第二电极流向所述第一电极。

在其中一个实施例中，所述电导率检测电路包括消除模块，消除模块连接在所述检测模块的输出端和所述第一控制模块之间，用于消除所述第一电极和所述第二电极之间的寄生电容。

在其中一个实施例中，所述电导率检测电路包括第二开关模块，所述第二开关模块连接在所述检测模块的输出端与所述消除模块之间，且与所述第一开关模块联动；

所述消除模块包括第一运算放大器，所述第一开关模块处于检测状态时，所述第一开关模块导通所述第一电源端与所述第一电极，第二开关模块导通所述检测模块的输出端与所述第一运算放大器的反相输入端；所述第一开关模块处于去极化状态时，所述第一开关模块导通所述第一电极与接地端，第二开关模块导通所述检测模块的输出端与所述第一运算放大器的同相输入端。

在其中一个实施例中，所述消除模块包括第一电容与第二电容，所述第一电容连接在所述第一运算放大器的同相输入端与所述第一电源端之间，所述第二电容连接在所述第一运算放大器的反相输入端和接地端之间。

在其中一个实施例中，所述电导率检测电路包括：

第二控制模块，连接所述第一开关模块与所述第二开关模块，用于控制所述第一开关模块与所述第一开关模块的连接状态。

在其中一个实施例中，所述电导率检测电路包括：

分压电路，所述分压电路用于将所述第二电源端输出的电压转换为标准比较电压，所述标准比较电压为所述第二电源端输出的电压的二分之一。

在其中一个实施例中，所述电导率检测电路包括串联的积分电路和放大电路，所述积分电路连接所述检测模块的输出端，所述放大电路连接所述第一控制模块。

在其中一个实施例中，所述电导率检测电路包括：

保护电路，所述保护电路包括第一双向瞬态抑制二极管以及第二双向瞬态抑制二极管，所述第一双向瞬态抑制二极管连接所述第一电极和接地端，所述第二双向瞬态抑制二极管连接所述第二电极和接地端。

一方面，提供一种美容设备，其特征在于，包括电导率检测结构和前述的电导率检测电路，所述电导率检测结构连接所述电极模块。

上述电导率检测电路和美容设备，通过设置电极模块接触检测液体，并利用电流流经检测液体产生压降，而压降与电导率相关，从而基于压降精准快速计算出检测液体的电导率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例的提供的电导率检测电路示意图；

图2为另一实施例的提供的电导率检测电路示意图。

附图标记说明：电导率检测电路-100；电极模块-110；第一电源端-120；检测模块-130；第二电源端-140；第一控制模块-150；第一开关模块-160；第二开关模块-161；消除模块-170；分压电路-180；积分电路-190；放大电路-191。

为了更好地描述和说明这里公开的那些发明的实施例和/或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的发明、目前描述的实施例和/或示例以及目前理解的这些发明的最佳模式中的任何一者的范围的限制。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

可以理解，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个实施例中，请参阅图1和图2，提供一种电导率检测电路100。作为示例，电导率检测电路100用于检测美容液体的电导率。电导率检测电路100包括：电极模块110、第一电源端120、检测模块130、第二电源端140以及第一控制模块150。

电极模块110包括第一电极和第二电极。第一电极和第二电极用于接触检测液体。作为示例，第一电极和第二电极的材料可以均为铜或者铝等金属。请参阅图2，图2中TP1可以为第一电极，TP2可以为第二电极。

第一电源端120连接电极模块110的第一电极。第一电源端120用于向第一电极输出第一基准电压。作为示例，第一基准电压的范围可以为0.1V-0.5V。本实施例不对第一基准电压的具体数值做具体限定。

第一电源端120还可以包括电源以及跟随电路。在默认情况下，电源提供默认较小的电压。但是，当美容液体的电导率较低时，电源可以输出较大的电压，以提高电导率检测电路的分辨率。

检测模块130包括第一输入端、第二输入端与输出端。作为示例，检测模块130可以包括运算放大器。

检测模块130的第一输入端连接第二电极。检测模块130的第二输入端连接第二电源端140。检测模块130的输出端连接第一控制模块150。其中，第二输入端与第一输入端二者中的一者为正相输入端，另一者为反相输入端。作为示例，第二电极连接反相输入端，第二电源端140连接正相输入端。

第二电源端140用于向检测模块130输出第二基准电压。作为示例，第二基准电压的电压值可以与第一基准电压的电压值一致，当然，第二基准电压的电压值可以与第一基准电压的电压值不一致。例如，第二基准电压的电压值可以为第一基准电压的电压值的二分之一。

第一电源端120用于向第一电极输出第一基准电压，电流经过第一电极和检测液体流入第二电极。由于检测液体具有电阻，因此第一基准电压在检测液体处产生压降，即第二电极的电位小于第一电极的电位。此时，通过对比检测模块130的第一输入端与第二输入端输入的电流大小，即可获得检测液体的电阻值。

第一控制模块150连接检测模块130的输出端，第一控制模块150获得比较结果后，基于检测液体的电阻值，计算检测液体的电导率。示例性地，检测液体的电导率与电阻成倒数关系。因此，当获得检测液体的电阻值时，可以直接计算出电导率。作为示例，第一控制模块150可以为芯片。

在一个示例中，第一基准电压与第二基准电压一致，此时，检测模块130包括运算放大器。运算放大器计算第一输入端与第二输入端（例如，第二基准电压）之间的电压差值。当电导率检测电路无其他电子器件的情况下，基于电压差值可以计算出检测液体的电阻值。当电导率检测电路有其他电子器件的情况下（例如，电导率检测电路包括多个电阻），基于电压差值和其他电子器件的电阻值，可以计算出检测液体的电阻值。当然，此时，第一电源端120与第二电源端140可以为同一电源端。

在另一个示例中，第一基准电压与第二基准电压不一致，例如，第二基准电压可以实时调节。此时，检测模块130包括比较器。比较器比较第一输入端与第二输入端（例如，第二基准电压）之间的电压，并将比较结果传输至第一控制模块150。而且，第一控制模块150连接第二输入端，第一控制模块150基于比较结果调控第二基准电压，使得第一输入端与第二输入端（例如，第二基准电压）之间的电压一致。此时，调控后的第二基准电压可以计算出检测液体的电阻值。

进一步的，当第一输入端的电压大于第二基准电压的电压，比较器输出高电平。第一控制模块150接收高电平后调控第二基准电压，使得第二基准电压降低，直至第一输入端的电压小于等于第二基准电压的电压，比较器输出低电平。第一控制模块150接收低电平后，基于此时的第二基准电压计算出检测液体的电阻值。当然，此时，第一电源端120与第二电源端140不是同一电源端。

本实施例中，通过设置电极模块110接触检测液体，并利用电流流经检测液体产生压降，而压降与电导率相关，从而基于压降快速计算出检测液体的电导率。

在一个实施例中，检测模块130的输出端与第一输入端通过电阻连接。例如，电阻可以为R14。电阻两端分别连接反相输入端与检测模块130的输出端。

同时，电导率检测电路100包括第一开关模块160。

第一开关模块160连接在第一电源端120与第一电极之间，而且第一开关模块160具有交替设置的检测状态和去极化状态。由于检测液体含有化合物，该化合物在第一电极和第二电极长时间导通时会析出或者腐蚀电极。此时，为了防止化合物对第一电极和第二电极的损害，设置第一开关模块160的去极化状态。

当开关模块处于检测状态时，电流自第一电源端120经过第一电极流向第二电极。同时，当第一开关模块160处于去极化状态时，电流自第二电源端140经过检测模块130以及第二电极流向第一电极。

作为示例，请参阅图2，开关模块处于检测状态时，导通COM1与NC1。第一开关模块160处于去极化状态时，导通COM1与NO1。其中，NC1接地，NO1连接第一电源端120。

在一个示例中，当第一开关模块160处于检测状态或去极化状态时，第一电源端120和第二电源端140均具有电压。在另一个示例中，当第一开关模块160处于检测状态时，第一电源端120和第二电源端140均具有电压，当第一开关模块160处于去极化状态时，第一电源端120不具有电压，第二电源端140具有电压。

在检测状态和去极化状态下，第一电源端120和第二电源端140的电压可以相同，第一电源端120和第二电源端140的电压也可以不同。作为示例，在去极化状态下第二电源端140的电压可以为第一电源端120的二分之一。

在一个实施例中，电导率检测电路100包括消除模块170。消除模块170连接在检测模块130的输出端和第一控制模块150之间，消除模块170用于消除第一电极和第二电极之间的寄生电容。

此时，电导率检测电路100包括第二开关模块161，第二开关模块161连接在检测模块130的输出端与消除模块170之间，且第二开关模块161与第一开关模块160联动。可以理解，第二开关模块161与第一开关模块160导通或者断开状态保持一致。请参阅图2，当第一开关模块160导通COM1与NC1时，第二开关模块161导通COM2与NC2。当第一开关模块160导通COM1与NO1时，第二开关模块161导通COM2与NO2。

进一步的，消除模块170包括第一运算放大器。请参阅图2，第一运算放大器为O1。同时，请参阅图2，消除模块170还可以包括电阻R3、R4、R5以及R6等。

当第一开关模块160处于检测状态时，第一开关模块160导通第一电源端120与第一电极，而且，第二开关模块161导通检测模块130的输出端与第一运算放大器的反相输入端。当第一开关模块160处于去极化状态时，第一开关模块160导通第一电极与接地端，而且，第二开关模块161导通检测模块130的输出端与第一运算放大器的同相输入端。

由于第一开关模块160具有交替设置的检测状态和去极化状态，此时，第一运算放大器的反相输入端与同相输入端也交替接收检测模块130的输出端输出信号。为了使得第一运算放大器正常工作，消除模块170包括第一电容与第二电容。第一电容连接在第一运算放大器的同相输入端与第一电源端120之间，第二电容连接在第一运算放大器的反相输入端和接地端之间。请参阅图2，第一电容为C1，第二电容为C2。

可以理解，第一电容与第二电容均为储能元件。当第一开关模块160处于检测状态时，第二开关模块161导通检测模块130的输出端与第一运算放大器的反相输入端，此时，第一电容储存入检测液体产生压降后的电压。当第一开关模块160处于去极化状态时，第二开关模块161导通检测模块130的输出端与第一运算放大器的同相输入端，此时，第二电容存入第一电极和第二电极之间的寄生电容的电压。

在通电的情况下，第一电极和第二电极之间可能的寄生电容，该寄生电容影响电导率检测精度，因此，需要将寄生电容的电压消除。

本实施例中认为第一开关模块160处于去极化状态时，检测模块130输出的电压为第一电极和第二电极之间的寄生电容的电压，即检测模块130中第二基准电压与第二电极之间的差值为寄生电容的电压。寄生电容的电压也可以有其他获取方式，本实施例并不限制寄生电容的电压的具体获取方式。

第一电容与第二电容内均储存有电能，在第一开关模块160与第二开关模块161联动且交替导通的过程中，第一运算放大器的反相输入端与同相输入端能够同时接收到电压信号。作为示例，当第一开关模块160处于检测状态时，第一运算放大器的反相输入端接收检测液体产生压降后的电压，同时，第一运算放大器的同相输入端接收由第一电容释放的寄生电容的电压。当第一开关模块160处于去极化状态时，第一运算放大器的同相输入端接收寄生电容的电压，同时，第一运算放大器的反相输入端接收由第二电容释放的检测液体产生压降后的电压。

第一运算放大器包括差分电路，反相输入端与同相输入端之间的差值为消除寄生电容影响后的检测液体产生压降后的电压。作为示例，反相输入端输入电压V1，同相输入端输入电压V2，此时，第一运算放大器输出V1与V2的差值。

本实施例中，通过联动且交替导通的第一开关模块160与第二开关模块161，配合第一电容与第二电容，以实时消除寄生电容影响，从而提升了电导率的测试精度。

在一个实施例中，电导率检测电路100包括第二控制模块。

第二控制模块连接第一开关模块160与第二开关模块140，用于控制第一开关模块160与第二开关模块140的连接状态。

作为示例，请参阅图2，第二控制模块通过PWMA端，对第一开关模块160与第二开关模块140输出控制指令。在PWMA=1时，第一开关模块160处于去极化状态，第一电源端120输出基准电压。在PWMA=0时，第一开关模块160处于检测状态，且第二电源端140输出二分之一基准电压。第二控制模块交替输出PWMA=1信号与PWMA=0信号，使得第一开关模块160交替处于去极化状态和检测状态。

第一控制模块150与第二控制模块可以为一个控制模块，也可以为独立的两个控制模块。

在一个实施例中，电导率检测电路100包括分压电路180。

分压电路180用于将第二电源端140输出的电压转换为标准比较电压。具体的，分压电路180包括第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻阻值相同，第一电阻连接第二电源端140与第二电阻，第二电阻连接检测模块130与接地端。此时，检测模块130接收的电压为第二电源端140输出的电压的二分之一，即标准比较电压为第二电源端140输出的电压的二分之一。

分压电路180还可以包括第三电阻，第三电阻连接检测模块130与第一电阻。请参阅图2，第一电阻可以为电阻R11，第二电阻可以为电阻R12，第三电阻可以为电阻R13。

在第一开关模块160处于交替的检测状态和去极化状态中，通过设置分压电路180，使得检测液体中产生正反方向大小相等的、数值相同的电流，以消除极化作用的影响。

在一个实施例中，电导率检测电路100包括串联的积分电路190和放大电路191，积分电路190连接检测模块130的输出端，放大电路191连接输出端。

请参阅图2，积分电路190由电阻R7、电容C3组成。积分电路190可以对消除模块170输出的电压进行积分，平滑电压信号，并将该信号传输到放大电路191。

请参阅图2，放大电路191包括放大器O2、电阻R8、R9、R10、以及电容C4。放大电路191对积分电路190处理后的电压信号放大后反馈给第一控制模块150。

积分电路190和放大电路191使得电导率检测电路100避免噪音、抖动等因素影响，提升检测数值的准确性。

作为示例，PWMA端接收的信号频率为0-20KHz。在频率较高时，不便于第一控制模块进行采集。采用积分电路190可以实现PWMA频率较高仍能无差别采集。

在一个实施例中，电导率检测电路100包括保护电路。保护电路包括第一双向瞬态抑制二极管以及第二双向瞬态抑制二极管，第一双向瞬态抑制二极管连接第一电极和接地端，第二双向瞬态抑制二极管连接第二电极和接地端。

请参阅图2，第一双向瞬态抑制二极管为D1，第二双向瞬态抑制二极管为D2。

第一双向瞬态抑制二极管以及第二双向瞬态抑制二极管用于保护电路免受电压或电流突然尖峰影响。

在一个实施例中，请参阅图2，电导率检测电路100包括电阻R1和R2。电阻R1和R2用于保护电导率检测电路100不被美容设备其他电路（例如，电子肌肉刺激（ElectronicMuscle Stimulation，EMS）微电流电路）破坏。

可以理解，上述电导率检测电路100还可以采用其他形式，而不限于上述实施例已经提到的形式，只要其能够达到完成电导率检测电路100的功能即可。

基于同样的发明构思，在一个实施例中，提供一种美容设备。美容设备包括电导率检测结构和如前述任一项实施例中的电导率检测电路100。电导率检测结构连接电极模块110。作为示例，电导率检测结构可以用于盛放检测液体。

电导率检测结构首先检测出不同美容液体的电导率，进而调整美容设备的电疗输出功率，以能实现更加的美容护肤效果。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电导率检测电路，用于检测液体的电导率，其特征在于，包括：

电极模块，包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极用于接触检测液体；

第一电源端，连接所述电极模块的第一电极，用于向所述第一电极输出第一基准电压；

检测模块，所述检测模块的第一输入端连接所述第二电极；

第二电源端，连接所述检测模块的第二输入端，用于向所述检测模块输出第二基准电压，第二输入端与第一输入端二者中的一者为正相输入端，另一者为反相输入端；

第一控制模块，连接所述检测模块的输出端，用于根据电流流经所述检测液体产生的压降计算所述检测液体的电导率。

2.根据权利要求1所述的电导率检测电路，其特征在于，所述检测模块的输出端与所述第一输入端通过电阻连接，所述电导率检测电路包括：

第一开关模块，第一开关模块连接在所述第一电源端与所述第一电极之间，所述第一开关模块具有交替设置的检测状态和去极化状态，当所述开关模块处于检测状态时，电流自所述第一电源端经过所述第一电极流向所述第二电极；当所述第一开关模块处于去极化状态时，所述电流自所述第二电源端经过所述检测模块以及所述第二电极流向所述第一电极。

3.根据权利要求2所述的电导率检测电路，其特征在于，

所述电导率检测电路包括消除模块，消除模块连接在所述检测模块的输出端和所述第一控制模块之间，用于消除所述第一电极和所述第二电极之间的寄生电容。

4.根据权利要求3所述的电导率检测电路，其特征在于，

所述电导率检测电路包括第二开关模块，所述第二开关模块连接在所述检测模块的输出端与所述消除模块之间，且与所述第一开关模块联动；

所述消除模块包括第一运算放大器，所述第一开关模块处于检测状态时，所述第一开关模块导通所述第一电源端与所述第一电极，第二开关模块导通所述检测模块的输出端与所述第一运算放大器的反相输入端；所述第一开关模块处于去极化状态时，所述第一开关模块导通所述第一电极与接地端，第二开关模块导通所述检测模块的输出端与所述第一运算放大器的同相输入端。

5.根据权利要求4所述的电导率检测电路，其特征在于，所述消除模块包括第一电容与第二电容，所述第一电容连接在所述第一运算放大器的同相输入端与所述第一电源端之间，所述第二电容连接在所述第一运算放大器的反相输入端和接地端之间。

6.根据权利要求4所述的电导率检测电路，其特征在于，所述电导率检测电路包括：

第二控制模块，连接所述第一开关模块与所述第二开关模块，用于控制所述第一开关模块与所述第一开关模块的连接状态。

7.根据权利要求1所述的电导率检测电路，其特征在于，所述电导率检测电路包括：

分压电路，所述分压电路用于将所述第二电源端输出的电压转换为标准比较电压，所述标准比较电压为所述第二电源端输出的电压的二分之一。

8.根据权利要求1所述的电导率检测电路，其特征在于，所述电导率检测电路包括串联的积分电路和放大电路，所述积分电路连接所述检测模块的输出端，所述放大电路连接所述第一控制模块。

9.根据权利要求1所述的电导率检测电路，其特征在于，所述电导率检测电路包括：

保护电路，所述保护电路包括第一双向瞬态抑制二极管以及第二双向瞬态抑制二极管，所述第一双向瞬态抑制二极管连接所述第一电极和接地端，所述第二双向瞬态抑制二极管连接所述第二电极和接地端。

10.一种美容设备，其特征在于，包括电导率检测结构和如权利要求1-9任一项所述的电导率检测电路，所述电导率检测结构连接所述电极模块。