¿Cómo funciona el detector de grasa corporal eléctrico?

He diseñado medidores de gasto cardíaco, que es algo relacionado con lo que preguntas, aunque más complejo. Los medidores de gasto cardíaco miden la impedancia eléctrica transtorácica y, sabiendo que la sangre es un buen conductor de electricidad, correlacionan la conductividad con la cantidad de sangre presente en el volumen entre los conjuntos de electrodos, en un momento dado. Proporcionan como resultado una forma de onda del flujo instantáneo de sangre a través de su corazón, en litros/minuto. Los "medidores" de grasa corporal proporcionan una estimación aproximada de la proporción de grasa en su cuerpo. No estoy muy familiarizado con estos últimos, pero sé que también funcionan midiendo la impedancia eléctrica.

Para medir la impedancia eléctrica, inyecta una corriente CA a través de alguna parte del cuerpo de un paciente. Utiliza dos electrodos para inyectar corriente y dos electrodos para medir el voltaje. La amplitud de la corriente CA se mantiene constante y la amplitud del voltaje detectado es proporcional a la impedancia instantánea. Las frecuencias típicas utilizadas oscilan entre 20 kHz y 100 kHz. Si la corriente tiene que pasar por tu corazón, un máximo de 400$\mu$A$_{rms}$está permitido, a 50 kHz. Si solo se necesita la magnitud de Z(t), lo mejor es usar un demodulador síncrono para extraer la información de amplitud del voltaje detectado. Si se necesita información de fase, necesita métodos más complejos (como ADC y FFT muy rápidos).

Es imposible que un circuito como este lo pueda hacer un aficionado, así que olvídate de esto. Necesita detectar algunos microvoltios (con un buen amplificador de instrumentación), y en los cables justo al lado del voltaje detectado tiene su señal de excitación, que abarca varios voltios. Necesita un muy buen esquema y un mejor diseño de PCB. Terminé con 4 o 5 áreas de tierra, más el mismo número de áreas de -5 V y +5 V. Uno de mis retos más duros, pero los resultados fueron muy buenos.

Todo esto fue para la bioimpedancia eléctrica en general y para la impedancia transtorácica en particular. Sabiendo que la grasa es un conductor de electricidad relativamente malo, los estimadores de grasa corporal deben correlacionar la conductividad con la cantidad de grasa entre los electrodos. Supongo que usan datos de peso y volumen para ayudar en esa correlación, y datos de resonancias magnéticas para tener algunas referencias absolutas.

RESPUESTA: La capacitancia es Voltaje @ F usando una onda sinusoidal de fuente de corriente que es proporcional al espacio entre electrodos o calibradores que equivale al IMC.

Creo que las mediciones del "índice de masa corporal" (IMC) son simplemente pellizcando un espacio de piel grasa entre los calibradores o "electrodos de medición de capacitancia" que se agarran al exceso de grasa en la superficie del cuerpo con una mandíbula ancha y suave. Cada mandíbula está aislada para que el resultado esté entre los dos conductores. Muchas lecturas se promedian para obtener un valor de índice.

Reproducir esto electrónicamente sería medir la distancia entre dos conductores metálicos midiendo la capacitancia dieléctrica.

La resistencia se anulará y no tiene importancia, ya que se trata en gran medida de la resistencia de la superficie de la piel debido a la humedad salada de la piel. Al cancelar el voltaje que está "en fase" con la fuente de corriente sinusoidal, el instrumento puede medir el componente del vector reactivo. Dado que el dieléctrico del cuerpo es capacitivo, el voltaje tendrá una ventaja de fase de 90 grados en relación con la fuente de corriente.

Son niveles de señal completamente no invasivos e inofensivos.

Las frecuencias de rango útil son 1~100KHz. Tengo un medidor LRC de rango automático de 4 dígitos que muestra la capacitancia a diferentes frecuencias, pero nunca he intentado calibrar mi IMC. Sin embargo, tengo mis dedos calibrados para capacitancia y resistencia, cada vez que tengo que ajustar mis circuitos...;)

La calculadora de grasa corporal funciona midiendo la conductividad del cuerpo, por lo que aplica una señal (un voltaje de CA) y mide la corriente (muy pequeña, por seguridad). Entonces en principio es simple, pero lo que me parece difícil es calibrarlo, porque necesitas tener muy buenos valores de referencia.

Este Wiki parece sugerir que estos instrumentos miden la resistencia, ya que depende del volumen de agua, mayor en los tejidos adiposos.

También necesita un medidor de corriente bastante sensible y preciso, pero es menos que un problema. Lo que más necesita es otro instrumento, comercial, para tomar los valores de referencia y tal vez crear una tabla de búsqueda y definir una función que relacione la corriente con el porcentaje de grasa.

Una alternativa: de acuerdo con el wiki de Porcentaje de masa corporal , puede lograr mejores resultados diseñando su bañera para medir el desplazamiento del agua cuando ingresa. Pero hágalo antes de usar espuma de baño :)