穿戴设备和电解质含量的检测方法与流程

[0001]
本申请实施例涉及终端技术领域，尤其涉及一种穿戴设备和电解质含量的检测方法。


背景技术：

[0002]
健康问题是一个被广泛关注的问题，为了增强体质，跑步、健身等运动备受人们喜爱。在运动过程中，往往会伴随着大量出汗，可能导致人体电解质失衡，如果不及时补充体液和必要的电解质，可能引发一系列的健康问题。
[0003]
然而，目前还没有一款穿戴设备能够随时检测用户体内的电解质含量，无法及时监测用户的身体健康状况。


技术实现要素：

[0004]
本申请提供一种穿戴设备和电解质含量的检测方法，能够检测用户体内电解质含量，以监测用户身体健康状况。
[0005]
第一方面，本申请提供了一种穿戴设备，包括：穿戴设备本体，穿戴设备本体的背面设置有至少一个开孔，在至少一个开孔中的每个开孔内设置有毛细管，毛细管紧贴开孔的内壁，毛细管用于提取用户皮肤表面的待检测液体；传感组件，传感组件包括感应元件，感应元件设置于毛细管内，且传感组件用于根据待检测液体，确定用户体内的电解质含量。
[0006]
可选的，感应元件用于测量待检测液体的电压；传感组件还包括检测模块，检测模块用于根据所述待检测液体在不同位置的电压差值，确定用户体内的电解质含量。
[0007]
可选的，感应元件包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极分别设置在毛细管轴向的不同位置。
[0008]
可选的，第一电极与检测模块连接，第二电极接地。
[0009]
可选的，检测模块包括数据处理单元、电阻和电容，电阻的第一端分别与电容的第一端、数据处理单元和第一电极连接，电阻的第二端与电源连接，电容的第二端接地。
[0010]
可选的，还包括显示模块，显示模块设置在穿戴设备本体上，显示模块用于根据电解质含量，显示相应的提示信息。
[0011]
可选的，开孔的数量为两个。
[0012]
第二方面，本申请提供了一种电解质含量的检测方法，该方法应用于如第一方面所述的任意一种穿戴设备，该方法包括：获取用户皮肤表面的待检测液体；根据待检测液体确定用户体内的电解质含量。
[0013]
可选的，根据待检测液体确定用户体内的电解质含量，包括：测量待检测液体在不同位置的电压；根据待检测液体在不同位置的电压差值，确定用户体内的电解质含量。
[0014]
可选的，该方法还包括：根据电解质含量和映射关系，显示电解质含量对应的提示信息，映射关系为至少一种电解质含量与至少一种提示信息的映射关系。
[0015]
第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有
计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第二方面或第二方面的可选方式的方法。
[0016]
本申请提供一种穿戴设备和电解质含量的检测方法，该穿戴设备包括穿戴设备本体和传感组件；穿戴设备本体的背面设置有至少一个开孔，在至少一个开孔的每个开孔内设置有毛细管，毛细管紧贴开孔的内壁，毛细管用于提取用户皮肤表面的待检测液体；传感组件用于根据提取的待检测液体，确定用户体内的电解质含量，该传感组件包括感应元件，传感元件设置于毛细管内。通过该穿戴设备能够检测用户体内的电解质含量，检测用户身体健康状况；还可以根据用户体内电解质含量向用户发送提示信息，提醒用户身体状况，和/或，向用户推送相关建议，从而及时监测用户的身体健康状况。
附图说明
[0017]
图1为本申请提供的穿戴设备的一种结构示意图；
[0018]
图2为本申请提供的毛细管和感应元件的一种结构示意图；
[0019]
图3为本申请提供的传感组件的一种电路示意图；
[0020]
图4为本申请提供的电解质含量的检测方法的一种流程示意图。
[0021]
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
[0022]
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0023]
运动过程中或者酷暑节气，往往伴随着大量出汗，可能导致人体电解质失衡，如果不及时补充体液和必要的电解质，可能引发一系列的健康问题。然而，目前还没有一款可穿戴的设备能够随时检测用户体内的电解质含量，无法及时监测用户的身体健康状况。
[0024]
由于人体表面分泌的汗液能够充分反映人体电解质流失情况，如果能够获取用户皮肤表面的汗液，对其进行分析，则能够了解用户体内的电解质含量，及时监控用户身体健康。基于此，本申请提出了一种穿戴设备，该穿戴设备既包括穿戴设备本体，也包括传感组件。其中，穿戴设备本体的背面设置有至少一个开孔，在至少一个开孔中的部分或全部开孔中设置有毛细管，毛细管紧贴开孔的内壁，毛细管用于提取用户皮肤表面的待检测液体；传感组件包括感应元件，感应元件设置于毛细管内；传感组件用于根据通过毛细管提取的待检测液体，确定用户体内的电解质含量。
[0025]
图1为本申请提供的穿戴设备的一种结构示意图，该穿戴设备包括穿戴设备本体和传感组件(图1未示出)。例如，该穿戴设备可以是智能手环。
[0026]
如图1所示，穿戴设备本体的背面设置有至少一个开孔11，在至少一个开孔中的每个开孔内设置有毛细管12，该毛细管12紧贴开孔的内壁，当用户佩戴该穿戴设备时，开孔11及其内部的毛细管12的开口可以紧贴用户皮肤，毛细管12用于提取用户皮肤表面的待检测
液体，例如，提取用户皮肤表面渗出的汗液。
[0027]
当穿戴设备为智能手环时，为减少工艺流程，降低穿戴设备结构设计难度，提升其外观的美观度，该至少一个开孔可以复用穿戴设备本体的背面的充电电极周边的空隙，即在穿戴设备本体的背面的至少一个充电电极周边的空隙内设置毛细管。
[0028]
为保证检测的准确性，同时为了减少毛细管对穿戴设备的其他功能和性能的影响，也可以在穿戴设备本体的背面开设专用开孔，在专用开孔内设置毛细管。
[0029]
待检测液体可以是汗液，因为开孔11紧贴用户皮肤，当贴合部位的皮肤有汗液渗出时，汗液将进入开孔内的毛细管12，并沿毛细管12内壁向上攀升，因而毛细管12可以起到导流的作用，可以限制汗液的流动轨迹。毛细管12中的待检测液体的高度可以根据公式(1)确定：
[0030][0031]
其中，h表示毛细管中的待检测液体的高度，ρ表示待检测液体的密度，r表示毛细管半径，θ表示待检测液体液面与管壁的交角，σ表示液体表面的张力，和液体类型相关，g表示重力加速度。由此可见，毛细管内待检测液体上升的高度和毛细管的半径成反比，为了提升检测的灵敏度，可以将毛细管设置的细一些，例如毛细管的直径可以是0.1mm，在这种情况下，即便皮肤表面只有少量汗液渗出，毛细管中也可以采集到足量的汗液，进而通过采集到的汗液确定出用户体内的电解质含量。为了提升毛细管的稳定性，开孔的内径和毛细管的外径应尽可能的接近，以使毛细管紧贴开孔内壁，放置毛细管出现倾斜，影响检测结果的准确性。
[0032]
传感组件用于根据毛细管提取的待检测液体，确定用户体内的电解质含量。传感组件包括感应元件，该感应元件设置于毛细管内。传感组件用于根据毛细管提取的待检测液体，确定用户体内的电解质含量。其实质是对用户皮肤表面渗出的待检测液体进行采样，进而通过分析样本确定出用户体内电解质含量。
[0033]
为了提高检测的准确性，可以通过多个毛细管提取用户皮肤表面的汗液。由于毛细管设置在开孔内，因而相应的，可以设置多个开孔，多个开孔可以设置在穿戴设备本体背面的不同位置，用于在用户皮肤表面的不同位置获取待检测液体。例如，开孔个数可以是两个。
[0034]
可选的，传感组件还包括检测模块。
[0035]
其中，传感组件的感应元件用于测量待检测液体在不同位置的电压。
[0036]
检测模块用于根据待检测液体在不同位置的电压，确定用户体内的电解质含量。
[0037]
由于待检测液体中的电解质含量对其导电性具有一定的影响，即对待检测液体的阻值有一定的影响。具体的，电解质含量越高，待检测液体的阻值越小；电解质含量越低，待检测液体的阻值越大。当毛细管中的待检测液体通电后，阻值大小又会反应在电压上，待检测液体不同位置的电压也会因为待检测液体中电解质浓度的变化而有所不同。例如，汗液中的氯化钠浓度不同，汗液的导电能力不同。氯化钠含量越大，汗液的导电性越强，阻值越小；氯化钠含量越小，汗液的导电性越差，阻值越大。当毛细管中的汗液通电后，毛细管内汗液任意位置的电压也会因为汗液中电解质含量的变化而有所不同。
[0038]
具体的，检测模块用于确定毛细管内待检测液体在不同位置的电压之间的差值，
并根据差值确定用户体内的电解质含量。
[0039]
当穿戴设备设置了多个毛细管时，检测模块根据差值确定用户体内的电解质含量时，可以是求得多个毛细管对应的电压差值的平均差值，根据平均差值确定用户体内的电解质含量。例如，假设穿戴设备设置了两个毛细管，分别为第一毛细管和第二毛细管，第一毛细管内待检测液体内不同位置的电压之间的差值为第一差值u1，第二毛细管内待检测液体内不同位置的电压之间的差值为第二差值u2，第一差值u1和第二差值u2的平均值为u1，检测模块根据平均差值u1确定出用户体内的电解质含量。
[0040]
当穿戴设备设置了一个毛细管时，为提高检测的准确性，感应元件用于在不同时刻，多次获取测量待检测液体在不同位置的电压，并确定出任一时刻毛细管内待检测液体在不同位置的电压之间的差值，根据多个差值，确定用户体内的电解质含量。具体的，检测模块根据多个差值，确定用户体内的电解质含量，可以是根据多个差值的平均值，确定用户体内的电解质含量。例如，假设穿戴设备设置了一个毛细管，t1时刻该毛细管不同位置的电压之间的差值为第三差值u3，t2时刻该毛细管不同位置的电压之间的差值为第四差值u4，第三差值u3和第四差值u4的平均值为u2，检测模块根据平均差值u2确定出用户体内的电解质含量。
[0041]
可选的，感应元件中包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极分别设置在毛细管轴向的不同位置。图2为本申请提供的毛细管和感应元件的一种结构示意图，如图2所示，感应元件21包括第一电极211和第二电极212，第一电极211和第二电极212分别设置在毛细管12轴向的不同位置，具体可以通过在毛细管上激光钻孔，在毛细管管壁植入电极。感应元件通过第一电极211和第二电极212测量待检测液体在不同位置的电压。本申请提供的穿戴设备在采集待检测液体时，为提高样本精度，提高检测用户体内电解质含量的准确性，如图2所示，可以将第一电极211和第二电极212设置在毛细管轴向的中部区域不同位置，使第一电极211和第二电极212之间的待检测液体为毛细管中所采集到的待检测液体的中段液体。
[0042]
当第一电极211和第二电极212带电时，由于毛细管内的待检测液体为导电介质，可以根据两个电极上的电压确定出两个电极之间的压差。由于汗液中的电解质含量不同，其导电能力不同，导致第一电极211和第二电极212之间的电阻不同，两个电极之间的电压差也会有所不同，因此可以根据两个电极之间的电压差的变化来确定用户体内的电解质含量。
[0043]
为了简化运算，可选的，第一电极211与检测模块连接，第二电极212接地。基于该电路，检测模块只需要获取第一电极211的电压，即可得到第一电极211和第二电极212之间的电压差。
[0044]
可选的，检测模块包括数据处理单元和电阻、电容；电阻的第一端分别与电容的第一端、数据处理单元和第一电极连接，电阻的第二端与电源连接，电容的第二端接地。图3为本申请提供的传感组件的一种电路示意图，传感组件包括检测模块31和感应元件21。检测模块31包括数据处理单元310、电阻311和电容312，感应元件21包括第一电极211和第二电极212，第一电极211和第二电极212设置在毛细管12轴向的不同位置。电阻311第一端分别与数据处理单元310、第一电极211、电容312的第一端连接；电阻311第二端接电源；电容312的第二端与第二电极212均接地。
[0045]
在该电路中，电容312起到滤波的作用，电阻311起到分压的作用，能够防止第一电极211上的电压过大，对数据处理模块造成损坏，因此也起到保护电路的作用。当第一电极211和第二电极212之间充满待检测液体时，第一电极211和第二电极212之间导通，由于第二电极212接地，第一电极211和第二电极212之间的电阻与电阻311对地形成分压电路，假设第一电极211和第二电极212之间的阻值为r1，电阻311的阻值为r2，第一电极211上的电压为u，电源为vdd，则可以得到等式(2)：
[0046][0047]
当第一电极211和第二电极212之间的待检测液体中的电解质含量发生变化时，r1的值会发生变化，进而电压u也发生变化，数据处理模块可以根据电压u确定出待检测液体中的电解质含量。例如，当第一电极211和第二电极212之间充满汗液时，由于汗液中的氯化钠含量越大，其导电性能越好，则r1越小，电压u越大；汗液中的氯化钠含量越小，其导电性能越差，则r1越大，电压u越小。
[0048]
进一步的，数据处理模块根据电压u确定出待检测液体中的电解质含量，可以是通过预先存储的电压与待检测液体电解质含量的对应关系、实际测得的电压值确定出待检测液体中的电解质含量。
[0049]
例如，假设数据处理模块中预先存储电压与汗液中氯化钠含量的对应关系为，当电压u处于0v～2v之间时，表示汗液中的氯化钠含量较低；当电压u处于2v～3v之间时，表示汗液中的氯化钠含量适中；电压u处于3v～5v之间时，表示汗液中的氯化钠含量较高。假设数据处理模块实际测得的电压u为2.5v，由于2.5处于2v～3v之间，则表示汗液中的氯化钠含量适中。
[0050]
可选的，该穿戴设备还可以包括显示模块，显示模块设置在穿戴设备本体上，为了方便用户查看，显示模块可以设置在穿戴设备本体的正面。显示模块可以用于根据电解质含量，显示相应的提示信息，例如当传感组件确定出用户体内的电解质含量较高时，显示模块显示“请注意，电解质流失较高！”。为提高用户体验，显示模块还可以根据电解质含量，向用户推送对应的提示信息，例如当传感组件确定出用户体内的电解质含量较高时，显示模块显示“请及时补充水分及电解质！”。当然，上述两种显示内容，也可以同时显示，使用户不仅能够了解其健康状况，还能够了解，针对其健康状况应做出的正确行为。
[0051]
可选的，该穿戴设备还可以包括语音提示模块，语音提示模块设置在穿戴设备本体上，语音提示模块可以根据确定出的用户体内的电解质含量发出不同的提示消息，以提示用户其身体状态，和/或，提示用户针对其健康状况应做出的正确行为。
[0052]
本申请提供的穿戴设备，包括穿戴设备本体和传感组件；穿戴设备本体的背面设置有至少一个开孔，在至少一个开孔中每个开孔内均设置有毛细管，毛细管紧贴开孔的内壁，传感组件包括感应元件，该感应元件设置于毛细管内；毛细管用于提取用户皮肤表面的待检测液体；传感组件用于根据提取的待检测液体，确定用户体内的电解质含量。通过该穿戴设备能够检测用户体内的电解质含量，监测用户身体健康状况；还可以根据用户体内电解质含量向用户发送提示信息，提醒用户身体状况，和/或，向用户推送相关建议，保障用户身体健康。
[0053]
图4为本申请提供的一种电解质含量的检测方法的流程示意图，该方法应用于上
述穿戴设备，如图4所示，该方法包括：
[0054]
s401、获取用户皮肤表面的待检测液体。
[0055]
具体的，穿戴设备通过毛细管获取用户皮肤表面的待检测液体。毛细管可以被设置在穿戴设备本体上，具体的，可以通过在穿戴设备本体的背面设置有至少一个开孔，在至少一个开孔中的每个开孔内均设置有毛细管，该毛细管紧贴开孔的内壁，当用户佩戴该穿戴设备时，开孔及其内部的毛细管的开口可以紧贴用户皮肤，用户皮肤表面有液体渗出时，该液体会沿着毛细管的内壁向上爬升，进而通过毛细管提取用户皮肤表面的待检测液体，例如，提取用户皮肤表面渗出的汗液。为了提高检测的准确性，还可以在穿戴设备本体背面的设置多个开孔，通过多个开孔内的毛细管，采集用户皮肤表面的不同位置的待检测液体。
[0056]
s402、根据待检测液体确定用户体内的电解质含量。
[0057]
根据待检测液体确定用户体内的电解质含量，其实质是通过对用户皮肤表面渗出的待检测液体进行采样、分析，进而确定出用户体内的电解质含量。
[0058]
可选的，根据待检测液体确定用户体内的电解质含量的一种可能的实现方式是：测量待检测液体内不同位置的电压；根据待检测液体在不同位置的电压差值，确定用户体内的电解质含量，即确定毛细管内待检测液体在不同位置的电压差值，并根据差值确定用户体内的电解质含量。
[0059]
当穿戴设备设置了多个毛细管时，在通过检测模块确定毛细管内待检测液体在不同位置的电压之间的差值，并根据差值确定用户体内的电解质含量时，可以求得多个毛细管对应的电压差值的平均差值，根据平均差值确定用户体内的电解质含量。例如，假设穿戴设备设置了两个毛细管，分别为第一毛细管和第二毛细管，第一毛细管内待检测液体内不同位置的电压之间的差值为第一差值u1，第二毛细管内待检测液体内不同位置的电压之间的差值为第二差值u2，第一差值u1和第二差值u2的平均值为u1，检测模块根据平均差值u1确定出用户体内的电解质含量。
[0060]
当穿戴设备设置了一个毛细管时，为提高检测的准确性，可以通过感应元件在不同时刻，多次获取测量待检测液体在不同位置的电压，并确定出任一时刻毛细管内待检测液体在不同位置的电压之间的差值，根据多个差值，确定用户体内的电解质含量。具体的，检测模块根据多个差值，确定用户体内的电解质含量，可以是根据多个差值的平均值，确定用户体内的电解质含量。例如，假设穿戴设备设置了一个毛细管，t1时刻该毛细管不同位置的电压之间的差值为第三差值u3，t2时刻该毛细管不同位置的电压之间的差值为第四差值u4，第三差值u3和第四差值u4的平均值为u2，检测模块根据平均差值u2确定出用户体内的电解质含量。
[0061]
可选的，为了提升用户体验，在s402之后，还包括s403、根据电解质含量，显示相应的提示信息。
[0062]
具体的，可以是根据电解质含量和预先存储的映射关系，显示电解质含量对应的提示信息。其中，映射关系为至少一种电解质含量与至少一种提示信息的映射关系。
[0063]
例如，当确定出用户体内的电解质含量较高时，可以通过显示模块显示“请注意，电解质流失较高！”。为提高用户体验，还可以根据电解质含量，通过显示模块，向用户推送对应的提示信息，例如当传感组件确定出用户体内的电解质含量较高时，通过显示模块显示“请及时补充水分及电解质！”。当然，可以同时显示上述两种显示内容，使用户不仅能够
了解其健康状况，还能够了解针对其健康状况应作出的正确行为。
[0064]
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现上述的电解质含量的检测方法。
[0065]
该计算机可读存储介质所存储的计算机执行指令被处理器执行时能实现上述电解质含量的检测方法方法，其内容和效果可参考方法实施例部分，对此不再赘述。
[0066]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。