柔性传感器贴片及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种柔性传感器贴片，其包括具有外表面和内表面及周边的柔性基座、设置在外表面的至少一部分上的粘合剂层、沿周边的至少绝大部分固定到柔性基座的柔性多孔覆盖物。柔性多孔覆盖物和柔性基座共同地包封传感器的至少绝大部分。传感器包括电容传感器元件。电容传感器元件包括第一导电电极和第二导电电极，以及设置在第一导电电极与第二导电电极之间的介电微孔材料。本公开还公开了使用柔性传感器贴片的方法。
【专利说明】
柔性传感器贴片及其使用方法
技术领域
[0001 ]本公开广义地涉及蒸汽传感器及其使用方法。
【背景技术】
[0002] 在多个研究领域中，监测蒸汽的存在及其在空气中的浓度。已经开发出多种用于 检测蒸汽(例如，挥发性有机化合物(VOC))的方法，所述方法包括(例如)光化电离法、气相 色谱法、重量分析技术、光谱技术(例如，质谱法、红外光谱法或荧光光谱法)和吸收感测技 术。
[0003] 在电容传感器中，两个导电电极(通常平行或交叉)的电容随着两个电极之间的材 料的介电常数的改变（由于环境分析物蒸汽的存在)而变化。
[0004] 常规电容传感器通常为复杂的机械器件，其中传感器被设置在刚性外壳内。然而， 此类器件可能制造昂贵，并且可能不是非常适用于其中此类器件需要被安装到不平和/或 弯曲表面的应用。
【发明内容】
[0005] 在一个方面，本公开提供一种柔性传感器贴片，该柔性传感器贴片包括：
[0006] 具有外表面和内表面及周边的柔性基座；
[0007] 设置在外表面的至少一部分上的粘合剂层；
[0008] 包括电容传感器元件的传感器，所述电容传感器元件包括：
[0009] 第一导电电极；
[0010] 第二导电电极；以及
[0011] 设置在第一导电电极与第二导电电极之间的介电微孔材料；
[0012] 以及
[0013] 沿周边的至少绝大部分固定到柔性基座的柔性多孔覆盖物，其中柔性多孔覆盖物 和柔性基座共同地包封传感器的至少绝大部分。
[0014] 在另一方面，本公开提供了监测邻近基底的有机蒸汽浓度的方法，该方法包括：
[0015] 提供根据本公开的柔性传感器贴片；
[0016] 将粘合剂层以粘接方式粘结到基底；
[0017] 在第一导电电极与第二导电电极之间形成电压差；以及
[0018] 获得传感器的电容相关的特性。
[0019] 有利地，根据本公开的传感器可廉价地制造，使得它们适用作一次性传感器。由于 它们的柔韧性，它们适于安装在弯曲和/或不平的表面上，包括例如管和动物皮肤。在一种 用途中，在施用外科薄膜之前，柔性传感器贴片可附着到手术前患者以监测在手术部位的 来自消毒过程的醇残余。确保醇浓度充分地低可帮助保证在外科手术期间外科薄膜上的粘 合剂将牢固地附着到患者皮肤。
[0020] 在考虑【具体实施方式】以及所附权利要求书之后，将进一步理解本公开的特征和优 点。
【附图说明】
[0021] 图IA为根据本公开的示例性柔性传感器贴片100的示意性透视图。
[0022] 图IB为沿线1B-1B截取的图IA所示的柔性传感器贴片100的示意性横截面侧视图。 [0023]图2A为示例性传感器200的示意性平面图。
[0024]图2B为沿线2B-2B截取的示例性传感器200的示意性剖视图。
[0025]图3为示例性电容传感器元件390的示意性透视图。
[0026]图4为示例性电容传感器元件490的示意性透视图。
[0027]图5为根据本公开的示例性柔性传感器贴片500的示意性透视图。
[0028] 图6为根据本公开的示例性柔性传感器贴片600的示意性透视图。
[0029] 在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开相同或类似的特征或元 件。应当理解，本领域的技术人员可设计出落入本公开原理的范围和实质内的许多其它修 改形式和实施方案。附图可能未按比例绘制。
【具体实施方式】
[0030] 现在参见图IA和图IB，示例性柔性传感器贴片100包括:具有外表面132和内表面 134及周边138的柔性基座130;设置在外表面134的至少一部分上的粘合剂层120;传感器 110;以及沿周边138的至少绝大部分固定到柔性基座130的柔性多孔覆盖物150。粘合剂层 120被设置在任选的剥离层195上。柔性多孔覆盖物150和柔性基座130共同地完全包封传感 器110。传感器110包括电容传感器元件190和通过导线162、导线164与电容传感器元件190 串联电耦合的射频转发器180。射频转发器180和电容传感器元件190被支撑在任选的介电 传感器基座140上。
[0031] 图2A和图2B示出示例性传感器200,其可取代传感器110用于图IA和图IB所示的柔 性传感器贴片100构造中。现在参见图2A和图2B，传感器200包括射频转发器280和直接在柔 性基座130上形成的电容传感器元件290。介电微孔材料213被设置在第一导电电极212与第 二导电电极214之间。
[0032] 射频转发器及其制造方法为人们所熟知；例如，在射频识别(RFID)中并且广泛地 购自商业来源。示例性可用RF转发器包括平面环形天线和绕线线圈。
[0033] 可用的粘合剂层可包含任何粘合剂材料，诸如，例如，压敏粘合剂(PSA)、热熔融粘 合剂或热固性粘合剂。优选地，粘合剂包含压敏粘合剂、基本上由压敏粘合剂组成，或甚至 由压敏粘合剂组成。对于其中粘合剂层将接触人类皮肤的应用(例如，监测手术前部位的醇 浓度），粘合剂层应适用于直接患者(例如，人类或动物)皮肤接触。可使用任何PSA，但对于 皮肤接触应用，粘合剂具有被称为"低变应原"压敏粘合剂的类别。一些可用的粘合剂的示 例包括在美国专利号1^ 24,906(1]14(*)中所描述的丙烯酸酯共聚物，特别是97:3丙烯酸 异辛酯:丙烯酰胺共聚物。同样可用的为70:15:15丙烯酸异辛酯:环氧乙烷丙烯酸酯：丙烯 酸三元共聚物，如美国专利号4，737，410(Kantner等人）中所描述。其它可用的粘合剂描述 于美国专利号3,389,827(Abere等人）；美国专利号4，112,213(1 &1(1111&11);美国专利号4， 310,509(86作11111(1等人） ；和4,323,557(1?〇88〇等人）；美国专利号5,614,310(06183(1〇等 人）；美国专利号5,849,325(Heinecke等人）；以及英国专利号1280631(Seymour)和欧洲专 利号35399 BI (Peck)和51935 BI (Heinecke)。
[0034]粘合剂层可通过层合到剥离衬件而受保护，所述剥离衬件设置在与柔性基座相对 的粘合剂层上。剥离衬件通常包括任选地在其上具有低粘附性(相对于粘合剂层)涂层的背 衬。示例性剥离衬件包括任选地在其上具有低能量涂层(硅氧烷的含氟聚合物)的硅化纸材 和聚合物膜(例如，聚乙烯和/或聚丙烯）。一种可用剥离衬件可优选地作为聚乙烯N-十八烷 基氨基甲酸酯的溶液、和硅氧烷树脂的共混物涂覆在背衬上，如例如美国专利号5，531，855 (Heinecke等人）中所描述。
[0035]柔性多孔覆盖物首先为柔性的和多孔的。如本文所用，术语"柔性"意指能够被弯 曲，优选容易地被弯曲，重复地被弯曲而无损伤或损坏。如本文所用，关于物品或材料的术 语"多孔"意指具有足够的孔隙率从而有机蒸汽可以以气态扩散通过该物品或材料。
[0036]孔隙率可通过一个或多个穿孔和/或通过多孔覆盖物对分析物蒸汽(例如乙醇蒸 汽)的先天渗透性来实现。任何合适的材料可用于柔性多孔覆盖物。示例包括柔性多孔聚合 物膜(例如，透明、半可渗透和事实上非粘附软尼龙材料，以商品名"TEGADERM"购自明尼苏 达州圣保罗的3M公司（3M Company，St.Paul ,Minnesota))、纸材和柔性多孔织物。可用的织 物包括织造或针织织物和非织造织物(例如，气流成网织物、熔喷织物、湿法成网织物、水刺 织物和/或熔融纺丝织物）。示例非织造织物包括聚烯烃纤维，诸如，例如，聚乙烯和/或聚丙 烯纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚氨酯纤维、丙烯酸类纤维以及它们的组合。
[0037]柔性基座可包含为柔性的并且能够支撑粘合剂层且粘结到柔性多孔覆盖物的任 何材料。在某些实施方案中，柔性基座为介电的，但这不是要求。用于柔性基座的合适材料 的示例包括聚合物膜、织物（例如，织造织物、针织织物或非织造织物）、纸材以及它们的组 合，所述聚合膜包含聚乙烯、聚丙烯、聚缩醛、工程塑料(例如聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇 酯(PET)、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮(PEK))以及它们的组合。优选地， 柔性基座为介电的，但这不是要求。
[0038] 再次参见图1，与电容传感器元件190串联电耦合的射频转发器180使传感器能够 使用射频询问技术来读取，其中变化的信号取决于传感器元件的电容，因为电容由于分析 物蒸汽的吸附/吸收而改变。
[0039] 电容传感器元件包括第一导电电极、第二导电电极以及设置在(在一些实施方案 中，夹置在)第一导电电极与第二导电电极之间的介电微孔材料。
[0040] 介电微孔材料为介电的且微孔的。在上下文中，术语"微孔的"和"微孔性"意指材 料具有大量内部互连的孔内容积，并且平均孔尺寸（用例如吸附等温线方法表征）小于约 100纳米(nm)，通常小于约10nm。此类微孔性使得有机分析物的分子(如果存在)将能够渗透 材料的内部孔内容积，并且吸收驻留在内部孔中。内部孔中的此类分析物的存在可改变材 料的介电特性，由此使得可观测到介电常数(或任何其它合适的电特性)的改变。
[0041 ]在一些实施方案中，微孔材料包含所谓的固有微孔聚合物(PIM) <^頂为由于聚合 物链的无效充填而具有纳米级孔的聚合物材料。例如，在《化学通讯》，2004年，第2期，第 230-231 页（Chemical Communications，2004, (2)，ρρ·23〇-231)中，Budd等人报告了一系列 固有微孔材料，所述固有微孔材料含有位于刚性和/或扭曲的单体构造嵌段之间的二苯并 二噁烷键。这一聚合物家族中的代表性成员包括根据方案1(下文）由如表1所示的组分A(例 如A1、A2或A3)与组分B(例如B1、B2或B3)缩合所生成的那些聚合物。
[0042]方案 1
[0046]另外的合适的组分A和B以及所得的固有微孔聚合物在本领域中是已知的，例如， 如以下文献和专利中所报告的：Budd等人，《材料化学杂志》，2005年，第15卷，第1977-1986 页（Budd et al.in Journal of Materials Chemistry，2005，Vol.l5，pp.l977_1986); McKeown等人，《欧洲化学杂志》，2005年，第11卷，第2610-2620页（McKeown et al · in Chemistry，A European Journal，2005，V〇1 · 11，ρρ·2610-2620) ;Ghanem等人，《高分子》， 2008年，第41卷，第1640-1646页（Ghanem et al.in Macromolecules，2008，vol.41， ρρ· 1640-1646) ;Ghanem等人，《先进材料》，2008年，第20卷，第2766-2771 页（Ghanem et al · in Advanced Materials，2008，vo 1 · 20，pp · 2766-2771); Carta等人，《有机化学通讯》， 2008年，第 10卷，第 13期，第2641-2643页（Carta et al.in Organic Letters，2008，vol.l0 (13)，pp. 2641-2643) ;PCT公布专利申请WO 2005/012397 A2(McKeown等人）；以及美国专利 申请公布号2006/0246273 (McKeown等人）。此类聚合物可例如通过逐步生长聚合法合成，其 中在碱性条件下使诸如Al (5，5 '，6，6 ' -四羟基-3，3，3 ' 3 ' -四甲基-1，Γ -螺双茚）的双儿茶 酚与诸如Bl(四氟对苯二腈）的氟化芳烃反应。由于所得聚合物主链的刚性和扭曲的本性， 这些聚合物在固态时无法紧密充填，因而具有至少10%的自由体积，并且为固有微孔的。 [0047] P頂可与其它材料共混。例如，P頂可与本身不是吸收性介电材料的材料共混。尽管 不会增强分析物响应度，但此类材料可出于其它原因而使用。例如，此类材料可允许形成具 有优异的机械性能等的含P頂层。在一个实施方案中，PIM可与其它材料一起溶解于共同溶 剂中以形成均匀的溶液，可浇铸该溶液以形成包含PIM和一种或多种其它聚合物两者的吸 收性介电共混物层。PIM也可与为吸收性介电材料的材料(例如，沸石、活性炭、硅胶、超高交 联聚合物网络等)共混。此类材料可包含悬浮在含有P頂材料的溶液中的不溶解的材料。涂 覆并干燥此类溶液/悬浮液，可提供包含PM材料和附加的吸收性介电材料两者的复合吸收 性介电层。
[0048] PIM通常能够溶于有机溶剂诸如，例如四氢呋喃，并且因此可由溶液浇铸成膜(例 如通过旋涂、浸涂或棒涂）。然而，由这些聚合物的溶液制备的膜的特性(可达成的厚度、光 学透明度和/或外观)可显著地不同，这取决于浇铸膜所用的溶剂或溶剂体系。
[0049] 在PIM被沉积(例如，涂覆)或以其他方式形成以便包括吸收性介电层之后，可使用 合适的交联剂诸如，例如双(苯甲腈)二氯化钯（II)来将该材料交联。该方法可使得吸收性 介电层不溶于有机溶剂，和/或可增强某些应用中可能期望的某些物理特性，诸如，耐久性、 耐磨性等。
[0050] PM可为疏水性的，使得它们将不吸收液态水至材料显著溶胀或以其他方式表现 出物理特性的显著改变的程度。此类疏水特性可用于提供对水的存在相对不敏感的有机分 析物传感器元件。然而，该材料可包含用于特定目的的相对极性部分。
[0051 ]除溶液涂覆方法之外，可通过任何其他合适的方法将介电微孔材料施加到第一导 电电极或第二导电电极中的任一个，或施加到任选的介电基座。
[0052]介电微孔材料可包括连续基质。此类基质被定义为某种组件(例如涂层、层等），在 该组件中，材料的固体部分是连续互连的（而不论是否存在如上所述的孔隙率或是否存在 如下讨论的任选添加剂）。即，连续基质与包含颗粒聚集体(如沸石、活性炭、碳纳米管等）的 组件是可区别的。例如，从溶液沉积的层或涂层通常将包括连续基质（即使涂层本身以图案 化的方式施加和/或包括粒状添加剂）。通过粉末喷涂、涂覆并干燥分散体(例如，胶乳），或 通过涂覆并干燥溶胶-凝胶混合物所沉积的颗粒集合可不包括连续的网络。然而，如果此类 胶乳、溶胶-凝胶等层可被压实，由此使得单个颗粒不再可识别，并且也不可以识别从不同 颗粒获得的组件的区域，那么此类层就可被视为连续基质。
[0053]合适的介电基座可包含能够支撑第一导电电极和任选的第二导电材料以及介电 微孔材料的任何材料。介电基座可为材料的连续块、层或膜。如果存在，那么它被设置成足 够接近第一导电电极，使得它可用于向传感器元件提供物理强度和完整性。介电基座不需 要物理接触第一导电电极，但这通常是优选的。可使用具有结构完整性、柔性或刚性的任何 固体材料，只要其不妨碍传感器元件的操作即可。可用于介电基座的合适的介电材料包括 (例如)玻璃、陶瓷和/或塑料。在一些实施方案中，基底具有平坦主表面，第一导电电极设置 在该主表面上。在大规模生产中，可有利地使用聚合物膜(诸如聚酯或聚酰亚胺）。
[0054] 当差分电压施加在第一导电电极和第二导电电极上时，传感器元件作为可变电容 器起作用，其电容作为介电检测材料的介电常数的函数而改变。在介电微孔材料接触分析 物蒸汽(例如，有机分析物蒸汽)时，分析物蒸汽被吸附和/或吸收在介电微孔材料的孔中， 造成其介电常数的改变。
[0055] 第一导电电极可包含任何合适的导电的并且优选导热的材料。可使用不同材料 (导电和/或非导电）的组合作为不同层或作为混合物，只要提供足够的整体电导率即可。第 一导电电极不需要可透过待检测的分析物蒸汽，然而这不是要求。通常，第一导电电极的薄 层电阻小于约IO 7欧姆/平方。可用于制备第一导电电极的材料的示例包括但不限于有机材 料、无机材料、金属、合金以及包含这些材料的任何或全部的各种混合物和复合物。在某些 实施方案中，可使用经涂覆(例如热蒸涂覆、溅射涂覆等）的金属或金属氧化物或它们的组 合。合适的导电材料包括例如铝、镍、钛、锡、氧化铟锡、金、银、铂、钯、铜、铬以及它们的组 合。
[0056] 第一导电电极可具有任何厚度，只要其导电即可；例如，其厚度可在至少4纳米 (nm)至lOOOnm，或IOnm至200nm的范围内。
[0057]在一个实施方案中，第一导电电极是这样制造的，由此使得其具有与第二导电电 极的对应指状物叉合的伸长的指状物。现在参见图3,电容传感器元件390(图IA所示的电容 传感器元件190的一个示例性实施方案)包括具有设置在介电基座370上的相应叉合指状物 313、叉合指状物315的共面的第一导电电极312和第二导电电极314。介电微孔材料316被设 置在第一导电电极312和第二导电电极314上且设置在第一导电电极312与第二导电电极 314之间（即，至少部分地设置在其之间），并且接触第一导电电极312和第二导电电极314。 导线162和导线164经由相应的导电焊盘332、导电焊盘334连接至第一导电电极312和第二 导电电极314。
[0058]在其它实施方案中，使用平行电极构型。现在参考图4,电容传感器元件490(电容 传感器元件190的一个不例性实施方案)包括第一导电电极412和第二导电电极414。第一导 电电极412被设置在任选的介电基座470上。介电微孔材料416被设置在第一导电电极412与 第二导电电极414之间并且接触第一导电电极412和第二导电电极414。导线162和导线164 连接至第一导电电极412和第二导电电极414。
[0059] 在某些实施方案中，省略任选的介电基座370、介电基座470并且在其位置使用介 电柔性基座。在这些实施方案中，一个或多个第一导电电极和任选的第二导电电极(例如， 就图4所示的电容传感器元件490而言)被直接设置到柔性基座上。
[0060] 第二导电电极可包括附加部件，只要其保持导电并且任选地可被至少一种有机分 析物蒸汽渗透即可。就传感器元件Iio而言，高度优选的是第二导电电极可被待检测的分析 物蒸汽渗透。就图3所示的传感器元件310而言，第二导电电极可或不可被待检测的分析物 蒸汽渗透，因为否则其不显著地阻止分析物与介电微孔材料相互作用。
[0061] 可用于制备第二导电电极的材料的示例包括有机材料、无机材料、金属、合金以及 包含这些材料中的任何或全部的各种混合物和复合物。在某些实施方案中，经涂覆(例如热 蒸涂覆或溅射涂覆)的金属或金属氧化物或它们的组合可用于形成第二导电电极由此使得 其可被有机蒸汽渗透。合适的导电材料包括例如铝、镍、钛、锡、氧化铟锡、金、银、铂、钯、铜、 铬、碳纳米管以及它们的组合。在某些实施方案中，通过印刷银墨，然后使油墨干燥来形成 第二导电电极。关于气相沉积的第二导电电极的细节也可见于美国专利申请公布号2013/ 0229194 Al(Palazzotto等人）。可使用不同材料(导电和/或非导电）的组合，作为不同层或 作为混合物，只要提供足够的整体电导率和渗透性即可。通常，第二导电电极的薄层电阻小 于约IO 7欧姆/平方。
[0062]第二导电电极的厚度通常在Inm至IOOnm的范围内，但可使用其它厚度。例如，在一 些实施方案中，第二导电电极的厚度可在Inm至3000nm的范围内，或甚至在40nm至200nm的 范围内。较大厚度可具有不期望的低渗透性水平，而较小厚度可变得不充分导电和/或难以 电连接至第二导电构件。由于第二导电电极为可渗透的，因此第一导电电极通常包括连续 的、不间断的层，但如果需要，其可含有开口或其它间断。
[0063]关于包括微孔聚合物和银墨涂覆的第二导电电极的电容相关特性传感器及其制 造方法的另外细节可见于例如美国专利申请公布号2011/0045601 Al (Gryska等人），其中 讨论了第一导电电极和第二导电电极的并列布置和平行板电极构型两者。在此具体实施 中，检测层的物理厚度有利地在150纳米至1200纳米的范围内，例如在500纳米至900纳米的 范围内，但也可使用更薄及更厚的检测层。
[0064]用于上述一般类型的电容传感器的射频询问的器件和技术是已知的，并且已描述 于美国专利7，456，744 B2(Benton等人）的第5栏第1行至第14栏第35行和对应的附图中。简 言之，射频读取器用于询问柔性传感器贴片中的传感器。用于测量传感器元件的电容的能 量由读取器供应。尽管图IA与图IB和图5及图6以及上文的相关联讨论涉及无源射频器件， 但还设想有源射频器件可通过包括电源（例如，电池）而制成，所述电源在第一导电电极与 第二导电电极之间形成电压差并且向射频发射器供电。在此类实施方案中，传感器将能够 传输测量结果至远程接收器(例如，在间歇或连续的基础上）。
[0065] 在一些实施方案中，柔性传感器贴片具有与电容传感器元件电连通的导电引线， 该导电引线至少延伸至柔性传感器贴片的边界。导电引线然后可通过电连接器组件和/或 通过弹簧夹与监测设备电耦合。
[0066]现在参见图5,柔性传感器贴片500包括柔性多孔覆盖物550、传感器510和柔性基 座530。柔性传感器贴片500包括与电容传感器元件490(见图4)的相应的第一导电电极和第 二导电电极电连通的第一导电引线562和第二导电引线564(例如，导线或导电迹线）。电容 传感器元件490被支撑在任选的介电传感器基座540上。第一导电引线562和第二导电引线 564沿接缝545接触柔性多孔覆盖物550和柔性基座530，在所述接缝545处柔性多孔覆盖物 550和柔性基座530彼此接触。第一导电引线562和第二导电引线564向外延伸通过接缝545 越过带有内表面134和外表面132的柔性基座530的周边138。如本文所用，术语"接缝"是指 将两个部件接合在一起的线。柔性多孔覆盖物550被固定到柔性基座130,包封传感器510。 粘合剂层120被设置在柔性基座530上。任选的剥离层195被设置在粘合剂层120上。
[0067]在图6中所示的另选的实施方案中，柔性传感器贴片600包括柔性多孔覆盖物650、 传感器610和柔性基座630。柔性传感器贴片600包括第一导电通路组672和第二导电通路组 674,所述第一导电通路组672和第二导电通路组674延伸通过柔性多孔覆盖物650,并且经 由导电引线662、导电引线664(例如，导线或导电迹线）与电容传感器元件490(见图4)的第 一导电电极412和第二导电电极414电连通。电容传感器元件490被设置在任选的介电传感 器基座640上。柔性多孔覆盖物650被固定到柔性基座630并包封传感器610。粘合剂层120被 设置在柔性基座630上。任选的剥离层195被设置在粘合剂层120上。
[0068] 根据本公开的柔性传感器贴片可使用本领域的普通技术人员熟知的技术并且尤 其根据下文的讨论来制造。在使用中，柔性传感器贴片在期望监测分析物蒸汽浓度的位置 处以粘接方式粘结到基底，并且然后监测(例如，通过电连接或通过射频读取器(例如，RFID 读取器））。
[0069] 由于其简单设计和通常低装配成本，根据本公开的柔性传感器贴片适用于需要一 次性传感器的应用中；例如，用于要避免病原体从一个患者传播到另一患者的医疗应用。
[0070] 在一个此类应用中，根据本公开的柔性传感器贴片可以可逆地附着到接近手术前 部位的患者皮肤，这里已施用了局部用抗菌剂组合物。此类局部用组合物常含有一种或多 种挥发性有机化合物，诸如例如乙醇。如果当施用粘合剂绷带或外科薄膜时这些有机化合 物仍存在，那么在外科手术期间粘合剂绷带或外科薄膜可能不牢靠地附着到患者的皮肤。
[0071] 在其它应用中，柔性传感器贴片可有利地附着到不规则或弯曲的物体，诸如管(例 如，管的外部表面和/或内部表面）、机器、内部表面通风导管和衣服。
[0072] 本公开的精选实施方案
[0073] 在第一实施方案中，本公开提供了一种柔性传感器贴片，所述传感器贴片包括：
[0074] 具有外表面和内表面及周边的柔性基座；
[0075] 设置在外表面的至少一部分上的粘合剂层；
[0076] 包括电容传感器元件的传感器，所述电容传感器元件包括：
[0077] 第一导电电极；
[0078] 第二导电电极；以及
[0079] 设置在第一导电电极与第二导电电极之间的介电微孔材料；以及
[0080] 沿周边的至少绝大部分固定到柔性基座的柔性多孔覆盖物，其中柔性多孔覆盖物 和柔性基座共同地包封传感器的至少绝大部分。
[0081] 在第二实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案的柔性传感器贴片，其中传 感器还包括介电传感器基座，并且其中第一导电电极接触介电传感器基座并由介电传感器 基座支撑。
[0082] 在第三实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案或第二实施方案的柔性传感 器贴片，其中柔性多孔覆盖物和柔性基座共同地完全包封传感器。
[0083] 在第四实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第三实施方案中任一项的 柔性传感器贴片，其中传感器包括射频转发器线圈。
[0084] 在第五实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第三实施方案中任一项的 柔性传感器贴片，其中传感器还包括与相应的第一导电电极和第二导电电极电连通的第一 导电引线和第二导电引线，其中第一导电引线和第二导电引线沿接缝接触柔性多孔覆盖物 和柔性基座，在所述接缝处柔性多孔覆盖物和柔性基座彼此接触，并且其中第一导电引线 和第二导电引线向外延伸通过接缝并越过柔性基座的周边。
[0085] 在第六实施方案中，本公开提供了根据第五实施方案的柔性传感器贴片，其中柔 性多孔覆盖物包括第一导电通路组和第二导电通路组，所述第一导电通路组和第二导电通 路组延伸通过柔性多孔覆盖物并与第一导电电极和第二导电电极电连通。
[0086] 在第七实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第六实施方案中任一项的 柔性传感器贴片，其中粘合剂层包含压敏粘合剂。
[0087] 在第八实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第七实施方案中任一项的 柔性传感器贴片，其中粘合剂层适用于人类皮肤接触。
[0088] 在第九实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第八实施方案中任一项的 柔性传感器贴片，其中柔性多孔覆盖物包括织物。
[0089] 在第十实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第九实施方案中任一项的 柔性传感器贴片，其中柔性基座包括织物或聚合物膜中的至少一种。
[0090] 在第十一实施方案中，本公开提供了一种监测邻近基底的有机蒸汽浓度的方法， 所述方法包括：
[0091] 提供根据第一实施方案至第十实施方案中任一项的柔性传感器贴片，
[0092] 将粘合剂层以粘接方式粘结到基底；
[0093] 在第一导电电极与第二导电电极之间形成电压差；以及 [0094]获得传感器的电容相关的特性。
[0095] 在第十二实施方案中，本公开提供了根据第十一实施方案的方法，其中基底包括 接近手术前皮肤部位的患者皮肤。
[0096] 以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利或专利申请以一致的方式 全文以引用的方式并入本文中。在并入的参考文献部分与本专利申请之间存在不一致或矛 盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实现受权利 要求书保护的本公开而给定的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制，本公开的范围 由权利要求书及其所有等同形式限定。
【主权项】
1. 一种柔性传感器贴片，所述柔性传感器贴片包括： 具有外表面和内表面及周边的柔性基座； 设置在所述外表面的至少一部分上的粘合剂层； 包括电容传感器元件的传感器，所述电容传感器元件包括： 第一导电电极； 第二导电电极；以及 设置在所述第一导电电极与所述第二导电电极之间的介电微孔材料；以及 沿所述周边的至少绝大部分固定到所述柔性基座的柔性多孔覆盖物，其中所述柔性多 孔覆盖物和所述柔性基座共同地包封所述传感器的至少绝大部分。2. 根据权利要求1所述的柔性传感器贴片，其中所述传感器还包括介电传感器基座，并 且其中所述第一导电电极接触所述介电传感器基座并由所述介电传感器基座支撑。3. 根据权利要求1或2所述的柔性传感器贴片，其中所述柔性多孔覆盖物和所述柔性基 座共同地完全包封所述传感器。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的柔性传感器贴片，其中所述传感器包括射频转发 器线圈。5. 根据权利要求1至3中任一项所述的柔性传感器贴片，其中所述传感器还包括与所述 相应的第一导电电极和第二导电电极电连通的第一导电引线和第二导电引线，其中所述第 一导电引线和所述第二导电引线沿接缝接触所述柔性多孔覆盖物和所述柔性基座，在所述 接缝处所述柔性多孔覆盖物和所述柔性基座彼此接触，并且其中所述第一导电引线和所述 第二导电引线向外延伸通过所述接缝并越过所述柔性基座的所述周边。6. 根据权利要求5所述的柔性传感器贴片，其中所述柔性多孔覆盖物包括第一导电通 路组和第二导电通路组，所述第一导电通路组和所述第二导电通路组延伸通过所述柔性多 孔覆盖物并与所述第一导电电极和所述第二导电电极电连通。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的柔性传感器贴片，其中所述粘合剂层包含压敏粘 合剂。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的柔性传感器贴片，其中所述粘合剂层适用于人类 皮肤接触。9. 根据权利要求1至8中任一项所述的柔性传感器贴片，其中所述柔性多孔覆盖物包括 织物。10. 根据权利要求1至9中任一项所述的柔性传感器贴片，其中所述柔性基座包括织物 或聚合物膜中的至少一种。11. 一种监测邻近基底的有机蒸汽浓度的方法，所述方法包括： 提供根据权利要求1至10中任一项所述的柔性传感器贴片； 将所述粘合剂层以粘接方式粘结到基底； 在所述第一导电电极与所述第二导电电极之间形成电压差；以及 获得所述传感器的电容相关的特性。12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述基底包括接近手术前皮肤部位的患者皮肤。
【文档编号】G01N27/22GK106062546SQ201580010998
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月19日
【发明人】姜明灿, S·H·格里斯卡, M·C·帕拉佐托
【申请人】3M创新有限公司