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講演抄録/キーワード
講演名 2016-12-16 11:20
100 - 1000 kHzにおける生体組織電気定数の非接触測定法の検討 ~ 等価回路を用いたシミュレーション ~
川合史朗柴 建次東京理科大
抄録 (和) 近年,無線電力伝送などの技術の発展に伴い電磁界の生体影響の評価に関心が集まっている.その評価には生体組織の電気定数が必要である.しかし現在広く用いられている生体組織の電気定数は1000 kHz以下でその測定に不確かさが含まれる.これは測定用プローブや測定用電極と測定試料の界面で分極が生じることが原因である.そこで本研究では100 - 1000 kHzの測定試料の電気定数が測定可能な2つのコイルと測定試料を充填可能な容器で構成された非接触測定器を提案した.まず導電率0.231w/v%(σ = 0.476 S/m)のNaCl溶液を容器に充填した際の1次と3次コイルの電圧比V1/V3と位相差θ1-θ3を測定した.次に既知の集中定数素子を2次コイルとしたときの電圧比と位相差を測定した.これらの測定結果を比較することでNaCl溶液の導電率(σ = 0.476 S/m)と比誘電率(εr = 3227)を求めた.また本測定器の等価回路を作成し,そこから電圧比と位相差を算出した.NaCl溶液を用いたときの測定結果と算出結果を比較することでNaCl溶液の導電率(σ = 0.476 S/m)と比誘電率(εr = 12100)を求めた.提案した測定方法を用いることで測定試料の電気定数が推定できる可能性があることが示唆された. 
(英) The recent development of techniques such as wireless power transfer has led to increasing concerns about adverse effects of electromagnetic fields on the body. To evaluate theses effects, the dielectric properties of biological tissues must be determined. However, typical dielectric properties have a level of uncertainty when measured at frequencies below 1000 kHz because of the polarized capacitor values caused by the contact between the measurement probe or electrodes and the sample. A non-contact measuring method was developed using two transformers and a measuring case which can measure the dielectric properties of biological samples. The voltage ratio of the primary and tertiary coil V1/V3 and phase difference of the primary and tertiary coil θ1-θ3 were measured when the measuring case was filled with the NaCl solution (σ = 0.476 S/m) and used as a secondary coil. First, the voltage ratio and phase difference were measured when the lumped parameter elements, which have accurate values, were used as a secondary coil. Then, the conductivity σ and permittivity εr of the NaCl solution were obtained by comparing V1/V3 and θ1-θ3. As a result, σ = 0.476 S/m, εr = 3227 were obtained. Second, an equivalent circuit with two transformers and a measuring case was designed and calculated. The values σ = 0.476 S/m, εr = 12100 were obtained by comparing the measured results of the NaCl solution and the calculated results. The results indicate that our measurement method has the potential to measure the dielectric properties of biological tissues.
キーワード (和) 生体試料 / 電気定数 / 非接触測定 / / / / /  
(英) Biological tissues / Dielectric properties / Non-contact measurement / / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 116, no. 370, EMCJ2016-101, pp. 13-18, 2016年12月.
資料番号 EMCJ2016-101 
発行日 2016-12-09 (EMCJ) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380

研究会情報
研究会 EMCJ IEE-EMC  
開催期間 2016-12-16 - 2016-12-16 
開催地(和) 名古屋工業大学 
開催地(英) Nagoya Institute of Technology 
テーマ(和) 電力,生体,EMC一般 
テーマ(英) Power electronics, Biomedical EMC, EMC 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 EMCJ 
会議コード 2016-12-EMCJ-EMC 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 100 - 1000 kHzにおける生体組織電気定数の非接触測定法の検討 
サブタイトル(和) 等価回路を用いたシミュレーション 
タイトル(英) Non-contact Measurement of the Dielectric Properties of Biological Tissues at 100 - 1000 kHz 
サブタイトル(英) Simulation Using an Equivalent Circuit 
キーワード(1)(和/英) 生体試料 / Biological tissues  
キーワード(2)(和/英) 電気定数 / Dielectric properties  
キーワード(3)(和/英) 非接触測定 / Non-contact measurement  
キーワード(4)(和/英) /  
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キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 川合 史朗 / Shiro Kawai / カワイ シロウ
第1著者 所属(和/英) 東京理科大学 (略称: 東京理科大)
Tokyo University of Science (略称: TUS)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 柴 建次 / Kenji Shiba / シバ ケンジ
第2著者 所属(和/英) 東京理科大学 (略称: 東京理科大)
Tokyo University of Science (略称: TUS)
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講演者
発表日時 2016-12-16 11:20:00 
発表時間 25 
申込先研究会 EMCJ 
資料番号 IEICE-EMCJ2016-101 
巻番号(vol) IEICE-116 
号番号(no) no.370 
ページ範囲 pp.13-18 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-EMCJ-2016-12-09 


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