吸湿型湿度感应模块以及具有该模块的湿度感应贴纸的制作方法

文档序号:18896474发布日期:2019-10-18 21:20阅读:134来源:国知局
吸湿型湿度感应模块以及具有该模块的湿度感应贴纸的制作方法

本发明与湿度感应有关,特别是指一种吸湿型湿度感应模块以及具有该模块的湿度感应贴纸。



背景技术:

湿度传感器是一种能将湿度量转换成容易被测量处理的电信号设备或装置。常见的湿度传感器一般是测量环境中的相对湿度。对于某些应用场合,如测量尿布、训练裤、失禁产品、女性卫生产品以及游泳内衣等吸收性制品中的湿度,通常的湿度传感器无法直接应用。

目前,已有各种类型的水分或湿度指示器用在吸收制品中。zl201180075983.x披露了一种内置有液体排泄传感器的吸收性物品,其包括电绝缘背片,背片的身体册上有吸收芯和液体排泄传感器,背片上至少有一个孔使至少一个液体排液传感器与吸收芯连通,液体排泄传感器具有多个导电线,每个导电线被至少一个孔部分地暴露,液体排泄物从孔进入吸收芯,两个导电线之间的吸收芯从干燥状态变为湿润状态时,液体排泄传感器输出电信号;背片中设置多个孔,每个孔与其他孔纵向隔开,其中一纵向轴线沿吸收性物品的从前往后方向延伸。

这种检测吸收性物品内湿度范围的液体排泄传感器存在以下不足:1、内置于吸收性物品(如尿布、纸尿片、训练裤等)内,必须与吸收性物品一同制造,无法跟其他吸收性物品配合。2、通过吸收芯吸收液体后、由湿润的吸收芯使液体排泄传感器的导电线导通输出电信号,当吸收芯的湿润度不足以时相邻的导电线导通时,则液体排泄传感器将无法输出电信号,该液体排泄传感器的灵敏度低。3、液体排泄传感器具有金属导电线,将金属导线集成于尿布、失禁产品等中,存在金属导线折断而伤害使用者的隐患,并且金属导线成本高,贴近人体时、人体的异物感强,舒适性差。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种可以跟任意吸收芯配套使用,无金属导线的湿度传感器。

湿度传感器,包括绝缘体基材,基材上有涂层导线和湿度检测部,湿度检测部至少1个,每个湿度检测部具有至少两个电极,每个电极与各自的涂层导线相连,电极之间有干时绝缘、湿时导电的电化学介质。涂层导线是用导电胶(如导电银胶、导电碳胶)或生化油墨等通过印刷或涂覆的方式设置在基材上的导电线。

使用时,将基材固定在吸收性物品的表面,湿度传感器直接与人体接触;液体物质出现时,液体先直接接触湿度传感器,在被吸收性物品吸收。有液体湿润的湿度检测部的电化学介质从绝缘体变为导体,两个电极从断路变为短路,向外输出电信号。

在一些方式中,当基材被湿润的时候,具有电化学介质的基材部分的导电能力大于基材的导电性能。

在一些方式中,基材上具有不包括有电化学介质的部分和包括电化学介质的基材部分,其中该基材被湿润的时候,不含有电化学介质的的导电能力小于包括电化学介质的基材部分。

在一些方式中,基材上具有不包括有电化学介质的部分和包括电化学介质的基材部分,其中该基材在干的时候,含有电化学介质的的导电能力等于包括电化学介质的基材部分。

在一些方式中,基材是绝缘体。

湿度检测部

在一些作为优选的方案中,湿度检测部有多个,每个湿度检测部导通时发出导通信号,多个湿度检测部导通时发出累计的导通信号。例如,导通信号为蜂鸣声,只有一个湿度检测部导通时,单位时间内发出一声蜂鸣声。当有两个湿度检测部导通时,单位时间内发出两声蜂鸣声;当有n个湿度检测部导通时,单位时间内发出n声蜂鸣声。或者,一个湿度检测部导通时,发出一个单位强度的蜂鸣音,n个湿度检测部导通时,发出n*单位强度的蜂鸣音。导通信号还可以是光信号,传输到终端的提醒信号灯。湿度检测部的导通数量表征液体量和湿度扩散范围。

每根涂层导线连接至少一个湿度检测部的电极。多个湿度检测部连接于同一根涂层导线上时,未被液体湿润的湿度检测部的电化学介质为绝缘体,仅当前涂层导线上有电流,未被液体湿润的湿度检测部的另一个电极连接的导线不会跟当前涂层导线形成回路,因此一根涂层导线上设置多个湿度检测部也不会造成信号干扰,还能节约基材的面积。

在一些优选的方式中,每个电极包括与导线相连的极板,电化学介质设于两个极板之间,极板为导电胶涂层(如丝网印刷的碳胶层或银胶层等)。湿度检测部中的其中一个极板在另一个极板之内,外极板具有缺口,内极板与其涂层导线的连接部位于该缺口内。内极板和外极板均呈圆形,内极板的连接部和外极板的连接部均为直线度。以包含和被包含的形式,增大两个极板之间的相对面积,以提高湿度检测部的灵敏度。或者,湿度检测部的两个极板相对。沿极板分布有梳齿,相邻的梳齿之间为齿槽;两个电极的梳齿相对。湿度检测部中,其中一个电极的梳齿插入另一个电极的齿槽内,相邻梳齿之间的部位为齿槽,两个电极之间有间隙,电化学介质填充电极之间的间隙。梳齿增大电极的感应面积,只要两个电极中有一对梳齿之间的电化学介质被湿润就能输出电信号,提高对湿度感应的灵敏度。涂层导线的一部分作为极板,或者,极板与涂层导线部分重合,或者,极板位于涂层导线的端头,或者极板与涂层导线的端头相连。作为优选的方案,两个电极位于同一层。电化学介质部分或完全覆盖电极。制造时,将电化学介质溶液滴加在湿度检测部,再进行烘干,使电化学介质呈绝缘状态。

或者,每个湿度检测部包括一对导电段,两个导电段之间有吸湿孔,吸湿孔内填充电化学介质。液体进入吸湿孔内,电化学介质从绝缘体变为导体,两个导电段导通输出电信号。

每个导电段包括碳胶层和银胶层,导电段涂在基材表面,银胶层在碳胶层和基材之间。导电段与吸湿孔相邻的一端为第一端、另一端为第二端;银胶层的第二端包裹在碳胶层内,银胶层的第二端和碳胶层的第二端均暴露于吸湿孔。银胶层和碳胶层之间的间隙内有电化学介质。或者,银胶层包裹在碳胶层之内。

电化学介质充满吸湿孔。电化学介质充满吸湿孔且有溢出部,电化学介质的溢出部部分覆盖两个导电段。碳胶层和银胶层均参与导电,碳胶层对银胶层起到保护作用,银胶层起到增强电信号的作用。电化学介质充满吸湿孔并渗透到暴露于吸湿孔的每个缝隙,从而增大电化学介质与导电段的接触面积,增强湿度检测部s的灵敏度。

基材

作为优选的方案,基材是吸湿性纸带。如滤纸、宣纸、草木纤维吸水纸等具有良好的吸湿性,液体不会肆意扩散的纸材均可用于做基材。

作为优选的方案,基材是等宽的条带状吸湿性纸,有湿度检测部s沿基材的长度方向间隔分布。

作为一种方案,基材上具有至少一个膨大部;膨大部有湿度检测部s沿宽度方向间隔设置。

作为一种方案,基材包括检测段和信号连接段,湿度检测部s设于检测端,信号输入端子设于信号连接段,检测段与信号连接段呈夹角。检测段与信号连接段正交。基材上具有至少一个膨大部,膨大部有一个或多个湿度检测部s。

基材上设有定位孔,定位孔与涂层导线、湿度检测部s错开。在使用时,湿度传感器需要连接能够向湿度传感器输入电流的连接器,定位孔用于跟连接器匹配以确定湿度传感器和连接器之间的正确位置。

基材的正面设置涂层导线,基材的背面印有花纹。花纹用遇水显色的材料印制。基材吸收液体后,花纹显现,起到美观和指示作用。

涂层导线

作为优选的方案,涂层导线有多根,涂层导线之间无交叉。所有涂层导线位于同一层,涂层导线之间无交点,因此不会出现信号干扰。

每相邻的两根涂层导线之间有湿度检测部s。最外的两根涂层导线之间有湿度检测部s。

作为优选的方案,涂层导线顺着基材的长度方向延伸。最外侧的两根导线分别为与基材平行的直线段。每根导线具有跟基材平行的平行段。平行段的一端为信号端子。信号端子用于接入电流。从第一根涂层导线到最后一根涂层导线以自然数编号,相邻的奇数号导线之间有湿度检测部s,或者,相邻的偶数号导线之间有湿度检测部s。

作为一种方案,涂层导线形成的图形具有至少一个膨大区域,膨大区域具有1个或多个湿度检测部s。湿度检测部s在膨大区域沿基材的长度方向间隔设置,或者沿基材的宽度方向间隔设置,或者既有沿长度方向间隔设置的湿度检测部s、也有沿宽度方向间隔设置的湿度检测部s。膨大区域在基材上对应有膨大部;或者基材为等宽的条带,仅涂层导线形成的图形具有膨大区域。膨大区域的中心设有湿度检测部s。设置膨大区域的作用在于提高对液体集中区域的湿度范围检测。

粘着层

作为优选的方案,湿度传感器具有粘着层。粘着层使体物质能够贴附或粘附于任意需要感应湿度的地方,如粘着层为不干胶层。涂层导线位于粘着层和基材之间。粘着层不但起到粘附作用,还将涂层导线和电化学介质密封在粘着层和基材之间。使用时,液体须透过基材才到达湿度检测部s湿润电化学介质,避免因液体的流动性而未经基材吸收直接到达湿度检测部s造成的电极误导和对液体量的误判。电化学介质高出电极,粘着层覆盖电化学介质和电极。

离型片体层

作为优选的方案,粘着层上可分离的贴附有离型片体层。离型片体层为树脂膜。离型片体层的完全覆盖基材,离型片层和基材之间有自由分离段,粘着层覆盖基材除自由分离段之外的区域。自由分离段便于将离型片体层从基材上分离。

湿度传感器卷材

湿度传感器卷材,包括多个湿度传感器,湿度传感器首位相连的沿长度方向顺序排列,第一个湿度传感器的头端为自由端,最后一个湿度传感器的尾端为自由端,湿度传感器从第一个湿度传感器开始依次卷绕成卷材。

作为优选的方案,相邻的两个湿度传感器之间设有分隔标记。分隔标记为折痕,或者撕开线等。

卷材包括芯轴,第一个湿度传感器的头端与芯轴固定。湿度传感器绕芯轴收纳。最后一个湿度传感器的尾端具有固定件。固定件防止卷材松散。

作为优选的方案,卷材中的湿度传感器包括基材、涂层导线、湿度检测部s和电化学介质。使用时,取下一个湿度传感器,通过粘接或其他方式将湿度传感器附着在待测试物品上。

作为优选的方案,卷材中的湿度传感器包括基材、涂层导线、湿度检测部s、电化学介质、粘着层和离型片体层。使用时,取下一个湿度传感器,撕开离型片体层后,用粘着层将湿度传感器附着在待测试物品上。

将多个湿度传感器收纳成卷,运输、储藏和收纳方便。

湿度传感器带材

湿度传感器卷材,包括多个湿度传感器,湿度传感器首位相连的沿长度方向顺序排列,第一个湿度传感器的头端为自由端,最后一个湿度传感器的尾端为自由端,前后相邻的湿度传感器折叠,折叠处为两个湿度传感器的分界线。多个湿度传感器折叠成一个湿度传感器的长度,方便收纳。

作为优选的方案,分界线为间断相连的撕开线,方便获取单个湿度传感器。

本发明的优点在于:

1、湿度传感器为独立器件,可配合任何吸收性物品(如尿布、尿不湿、雨衣等)使用,对应用对象无要求,适用性广,且湿度传感器能够单独制造。

2、使用涂层导线代替金属导线,无安全隐患,成本低。

3、基材为纸带,基材直接接触人体,检测的灵敏度高;且基材柔软,涂层导线不会增加基材的异物感,提高人体舒适性。

4、涂层导线被封装在粘着层和基材之间,由基材接触人体,基材隔离涂层导线和人体,输入涂层导线的电流不会流过人体,使用的安全性高。

附图说明

图1为本发明湿度传感器之第一实施例的平面透视图(已撕下离型片体层)。

图2为本发明湿度传感器之第一实施例对于湿度检测部s的剖视图。

图3为本发明依据图1中之导电银胶层于俯视时的平面图。

图4为本发明依据图3的局部放大图。

图5为本发明湿度传感器之第一实施例连接有接收器的平面透视示意图(已撕下离型片体层)。

图6为本发明湿度传感器中之导电银胶层之实施例2于俯视时的平面图。

图7为本发明湿度传感器之第三实施例对于湿度检测部s的剖视图。

图8为本发明湿度传感器之第四实施例的局部放大示意图。

图9为本发明湿度传感器之第五实施例的局部放大示意图。

图10为本发明湿度传感器中之连接部与接收器内部电性连接的立体分解图。

图11为本发明依据图10的立体组合图。

图12为本发明湿度传感器之第六实施例的放大示意图。

图13为本发明湿度传感器的另一具体实施方式中的湿度检测部s的剖视图。

图14为本发明发明湿度传感器的另一具体实施方式中的湿度检测部s的剖视图。

【符号说明】

100、100a…湿度传感器

1…基材

2…导电银胶层

21…导电段

211…吸湿孔

22…连接部

221…导接点

222…孔体

3…保护层

3b…碳胶层

31…第二缺口

32…碳胶部

4…电化学介质

41…填塞部

42…跨部

5…粘着层

6…离型片体层

7…接收器

71…电连接结构

711…第一结构件

712…第二结构件

713…导接端子

714…第一磁吸件

715…第二磁吸件

716…嵌槽

717…挡体

a1~a5…第一~第五大面积感应区域

s…湿度检测部s

详细说明和具体实施方式

下面对本发明涉及的结构或这些所使用的技术术语做进一步的说明,如果没有特别指明,按照本领域的通用的一般属于进行理解和解释。

湿度检测

湿度检测表示液体或水汽的量,液体包括并不限于:尿液、带液体的粪便、血液、组织液、分泌物、唾液、纯净水、雨水、水蒸气凝结形成的水,人体体表的热汽凝结形成的分泌物或排泄物;水汽包括并不限于:蒸发形成的水蒸气,潮湿空气中的水汽,人体体表的热汽,固体或半固体排泄物中的水汽。另外,湿度检测表示液体的扩散范围。

电化学介质

电化学介质为一种在干的时候不导电,湿润的时候导电的物质,这种物质是任意的化学物质。比如,无机盐在干的时候,本身是不导电的,当无机盐被溶解的时候,例如水作为溶剂,在溶剂里有自由的离子存在,从而导电。这种物质也能是发生化学反应的一类物质,例如当这些物质在的干时候不导电,当被溶解的时候,发生了化学变化从而产生了离子,引起了导电。这些物质可以是,但不限于,比如、无机盐(nacl,mgcl等),或者以一种含有至少一极性或带电官能团的亲水性聚合物等,电化学介质4具有主动吸湿性。在聚合物主链或侧链中常含有亲水性官能基,包括但不限于conh2-、-oh、-conh、-cooh、-so3h、-nh2。例如,丙烯酸类包括但不限于丙烯酸、丙烯酰胺和聚乙烯等以及改性或由上述聚合物前驱体彼此共聚形成的共聚物。胺官能聚合物包括但不限于烯丙基胺、乙烯亚胺、烯醇和在其主链或侧链中含有胺基的其它聚合物。

比如,这些测试尿液或者血液里的血糖的一些试剂,当遇到尿液或者血液的时候,与尿液或者血液中的某一类被分析物质,从而引起了化学反应,从而引起了导电的物质。

信号系统

本湿度传感器一般需要与信号系统配合使用,在液体湿润湿度传感器时指示用户。例如,在一方面,信号系统被设计为在湿度传感器检测到液体时发出信号。但本湿度传感器可与现有的信号系统匹配,湿度传感器的结构不需要将信号系统的结构、检测方案包含在内。

湿度传感器

本发明的湿度传感器是一种能够独立制造、与任意待测物品配合,无金属导线,能主动吸湿,并在湿润后识别液体量和、或湿度范围,可与人体直接接触的传感器。

如图1、3、5、6、8、9、12所示,湿度传感器,包括基材,基材上有涂层导线和湿度检测部s,湿度检测部s至少1个,每个湿度检测部s具有至少两个电极,每个电极与各自的涂层导线相连,电极之间有干时绝缘、湿时导电的电化学介质。涂层导线是用导电胶(如导电银胶、导电碳胶)或生化油墨等通过印刷或涂覆的方式设置在基材上的导电线。

使用时,将基材固定在吸收性物品的表面,湿度传感器直接与人体接触;液体物质出现时,液体先直接接触湿度传感器,在被吸收性物品吸收。有液体湿润的湿度检测部s的电化学介质从绝缘体变为导体,两个电极从断路变为短路,向外输出电信号。

在一些方式中,基材可以是绝缘的但是具有吸水性的材质,或者基材是绝缘的,但是不具有吸水的性质。基材是绝缘的但是不具有吸水性的时候,如果湿度检测部的电化学介质在的干的时候,不导电,但是一般被液体湿润的时候,具有液体存在,从而让干的电化学介质或者部分电化学介质形成电化学溶液,从而引起导电。这里的液体可以是任何带有水分子的溶液,例如尿液、唾液等直接来接触电化学介质。基材可以是绝缘的但是具有吸水性的材质,这个时候,电极被布置在基材上,而两个电极之间具有间隙而不接触,而在基质上点、涂覆有液态的电化学介质,然后烘干。干的时候,电化学介质不导电,从而两个电极之间没有电流的形成。当基材吸收有液体的时候,同时也湿润了电化学介质,让干的电化学介质变为湿润或者部分电化学介质的变为湿润,这样就在湿润的部分形成了离子,从而导致电极之间的电流的产生。

湿度检测部s

在一些实施例中,如图1、3、5、6、8、9、12,13以及14所示,湿度检测部包括湿度感应单元s或者t有一个或者多个。每个湿度检测部s导通时发出导通信号,多个湿度检测部s导通时发出累计的导通信号。例如,导通信号为蜂鸣声,只有一个湿度检测部s导通时,单位时间内发出一声蜂鸣声。当有两个湿度检测部s导通时,单位时间内发出两声蜂鸣声;当有n个湿度检测部s导通时,单位时间内发出n声蜂鸣声。或者,一个湿度检测部s导通时,发出一个单位强度的蜂鸣音,n个湿度检测部s导通时,发出n*单位强度的蜂鸣音。导通信号还可以是光信号,传输到终端的提醒信号灯。湿度检测部s的导通数量表征液体量和湿度扩散范围。报警信号由电连接结构识别和发出,或者报警信号由电连接结构传输到终端,由终端识别和发出。

每根涂层导线连接至少一个湿度检测部s的电极。多个湿度检测部s连接于同一根涂层导线上时,未被液体湿润的湿度检测部s的电化学介质为绝缘体,仅当前涂层导线上有电流,未被液体湿润的湿度检测部s的另一个电极连接的导线不会跟当前涂层导线形成回路,因此一根涂层导线上设置多个湿度检测部s也不会造成信号干扰,还能节约基材的面积。

在一些实施例中,每个电极包括与导线相连的极板,电化学介质设于两个极板之间,极板为导电胶涂层(如丝网印刷的碳胶层或银胶层等)。如图4、图6和图8所示,湿度检测部s中的其中一个极板在另一个极板之内,外极板具有缺口,内极板与其涂层导线的连接部位于该缺口内。内极板和外极板均呈圆形,内极板的连接部和外极板的连接部均为直线度。以包含和被包含的形式,增大两个极板之间的相对面积,以提高湿度检测部s的灵敏度。

或者,如图4、6、9,12,13和14所示,湿度检测部s的两个极板相对。沿极板分布有梳齿,相邻的梳齿之间为齿槽;两个电极的梳齿相对。湿度检测部s中,其中一个电极的梳齿插入另一个电极的齿槽内,相邻梳齿之间的部位为齿槽,两个电极之间有间隙,电化学介质填充电极之间的间隙。梳齿增大电极的感应面积,只要两个电极中有一对梳齿之间的电化学介质被湿润就能输出电信号,提高对湿度感应的灵敏度。涂层导线的一部分作为极板,或者,极板与涂层导线部分重合,或者,极板位于涂层导线的端头,或者极板与涂层导线的端头相连。

在一些实施例中,两个电极位于同一层。电化学介质部分或完全覆盖电极。制造时,将电化学介质溶液滴加在湿度检测部s,再进行烘干,使电化学介质呈绝缘状态。

或者,如图2和图7所示,每个湿度检测部s包括一对导电段,两个导电段之间有吸湿孔,吸湿孔内填充电化学介质。液体进入吸湿孔内,电化学介质从绝缘体变为导体,两个导电段导通输出电信号。

每个导电段包括碳胶层和银胶层,导电段涂在基材表面,银胶层在碳胶层和基材之间。导电段与吸湿孔相邻的一端为第一端、另一端为第二端;银胶层的第二端包裹在碳胶层内,银胶层的第二端和碳胶层的第二端均暴露于吸湿孔。银胶层和碳胶层之间的间隙内有电化学介质,如图2所示。或者,银胶层包裹在碳胶层之内,如图7所示。

电化学介质充满吸湿孔。电化学介质充满吸湿孔且有溢出部,电化学介质的溢出部部分覆盖两个导电段。碳胶层和银胶层均参与导电,碳胶层对银胶层起到保护作用,银胶层起到增强电信号的作用。电化学介质充满吸湿孔并渗透到暴露于吸湿孔的每个缝隙,从而增大电化学介质与导电段的接触面积,增强湿度检测部s的灵敏度。

基材

基材是涂层导线的载体,基材具有吸水性和吸湿性。液体或水汽先渗透到基材内,电化学介质被湿润后发生电化学反应,相应的涂层导线和被湿润的湿度检测部输出电信号。基材在干燥时是绝缘体,基材吸收液体或水汽后,当湿度不足以使电化学介质发生电化学反应时,涂层导线即使输出电信号,该电信号也不足以作为报警信号输出。若基材吸收的液体或水分只让涂层导线之间湿润,而电化学介质仍然是干燥状态或电化学介质的湿度不足以发生电化学反应时,涂层导线之间即使有电信号输出,也无法对湿度检测部发生电化学反应而输出的电信号造成干扰。

在这里,基材具有至少两个部分,其中一部分处理有电化学介质,而另外的部分不具有电化学介质。处理的方式可以是电化学介质溶液滴加基质上。一般任何具有吸水性基质都可以作为本发明的基材来使用,例如具有吸水性滤纸、玻璃纤维、棉花,这些吸湿性或者吸水性都是毛细作用下的水的吸收或者保留。这样就在基材上形成了具有处理电化学介质的地方和非处理电化学介质的地方。当基材具有吸水性的时候,有可能湿润的地方不处理有电化学介质,但是具有导电涂层通过,这个时候,处理有电化学介质的地方并不被湿润,这个时候在导电涂层经过的地方虽然被湿润了,但是不会形成电流导通。相反,只有电化学介质处理的地方被湿润后,才能引起连接有导电涂层的电极之间的电流产生,从而引起导电。

可以这样认为,液体只湿润了任意两根涂层导线之间的区域、但液体并未扩散到湿度检测部(该湿度检测部上处理有电化学介质),涂层导线之间出现的电信号,该电信号无法被电连接结构识别为湿度报警信号。比如,电信号很弱或者甚至没有,则无法被电连接结构识别出来。

或者,作为湿度报警信号的电信号具有强度范围,电连接结构只能将该强度范围内的电信号识别为湿度报警信号,涂层导线之间的电信号如果低于湿度报警信号的强度下限、或者高于湿度报警信号的强度上限,电连接结构对强度范围之外的电信号都不做识别。例如,因为基材上具有处理有电化学介质的地方和不具有电化学介质的地方,理论上,这两个不同的区域在遇到相同湿润程度的时候,表现出来的导电性一般是不同的。一般,处理有电化学介质的地方的导电能力大于不处理有电化学介质的地方,因为导电涂层可能经过不具有电化学介质的地方,也可能经过具有电化学介质的地方(形成湿度检测部),这个时候,如果导线之间施加有电压,在处理有电化学介质的地方形成的电流大于没有处理电化学介质的地方,从而可以设定电化学介质的电流范围以及没有处理电化学介质的电流范围,从而可以有选择性的识别电流来表现湿润的地方和位置以及程度。例如处理有电化学介质的电流范围是0.1-5a,而不处理有电化学介质的电流范围会小于0.1a。这个时候,这个时候,虽然不处理有电化学介质的部分被湿润了,也与电流产生,但是不会引起报警,相反,如果两个导线之间的电流是大于0.1a,则认为是处理有电化学介质的地方被湿润了,则引起报警,从而表示被湿润了。

在一些实施例中,基材是吸湿性纸带。如滤纸、宣纸、草木纤维吸水纸等具有良好的吸湿性,液体不会肆意扩散的纸材均可用于做基材。

在一些实施例中,如图12所示,基材是等宽的条带状吸湿性纸,湿度检测部s沿基材的长度方向间隔分布。在s部的电极板可以任意布置,每两个电极板之间有一定的距离而不接触,而是在电极板上处理电化学介质,然后进行烘干处理。在哪些没有处理有电化学介质的部份,例如图12的989和981标识的地方也有导电涂层经过,但是就算在989和981的地方被湿润了,也不会让导电涂层形成一个回路,就不会有电流的产生,也不会有信号的产生。只有s部位被湿润后才会形成一个回路,从而产生信号。这个仅仅是一个相对的状态,正如前面所说,处理了电化学介质和没有处理电化学介质的导电性能不同,从而可以产生不同的电流或者电压,让设备可以进行区分出来也是可以的,例如只有处理有电化学介质的部分形成回路才进行信号的提示,相反非处理有电化学介质的部分就算导通也不进行信号的提示。

作为一种方案,如图1、3、5、6、8、9所示,基材上具有至少一个膨大部;膨大部有湿度检测部s沿宽度方向间隔设置。

可选的,基材也可选取哪些吸湿性不是很好的材质,甚至不具有吸湿性,例如塑料薄片,但是在处理有电化学介质的地方,具有吸湿性就可以了。因为处理有电化学介质的地方布置有两个电极。只要该电化学介质遇到水分子,部分或全部形成电化学溶液,从而导致导电。

作为一种方案,基材包括检测段和信号连接段,湿度检测部s设于检测端,信号输入端子设于信号连接段,检测段与信号连接段呈夹角。检测段与信号连接段正交。基材上具有至少一个膨大部,膨大部有一个或多个湿度检测部s。

基材上设有定位孔,定位孔与涂层导线、湿度检测部s错开。在使用时,湿度传感器需要连接能够向湿度传感器输入电流的连接器,定位孔用于跟连接器匹配以确定湿度传感器和连接器之间的正确位置。

基材的正面设置涂层导线,基材的背面印有花纹。花纹用遇水显色的材料印制。基材吸收液体后,花纹显现,起到美观和指示作用。

涂层导线

在一些实施例中,如图1、3、5、6、8、9、12所示涂层导线有多根,涂层导线之间无交叉。所有涂层导线位于同一层,涂层导线之间无交点,因此不会出现信号干扰。

每相邻的两根涂层导线之间有湿度检测部s。最外的两根涂层导线之间有湿度检测部s。

在一些实施例中,如图12所示,涂层导线顺着基材的长度方向延伸。最外侧的两根导线分别为与基材平行的直线段。每根导线具有跟基材平行的平行段。平行段的一端为信号端子。信号端子用于接入电流。从第一根涂层导线到最后一根涂层导线以自然数编号,相邻的奇数号导线之间有湿度检测部s,或者,相邻的偶数号导线之间有湿度检测部s。如此,对基材的面积利用率最高,有效利用每一根导线,获得最多数量的湿度检测部s,提高湿度检测范围。

作为一种方案,如图1、3、5、6、8和9所示,涂层导线形成的图形具有至少一个膨大区域,膨大区域具有1个或多个湿度检测部s。湿度检测部s在膨大区域沿基材的长度方向间隔设置,或者沿基材的宽度方向间隔设置,或者既有沿长度方向间隔设置的湿度检测部s、也有沿宽度方向间隔设置的湿度检测部s。膨大区域在基材上对应有膨大部;或者基材为等宽的条带,仅涂层导线形成的图形具有膨大区域。膨大区域的中心设有湿度检测部s。设置膨大区域的作用在于提高对液体集中区域的湿度范围检测。

粘着层

在一些实施例中,如图2和图7所示,湿度传感器具有粘着层。粘着层使体物质能够贴附或粘附于任意需要感应湿度的地方,如粘着层为不干胶层。涂层导线位于粘着层和基材之间。粘着层不但起到粘附作用,还将涂层导线和电化学介质密封在粘着层和基材之间。使用时,液体须透过基材才到达湿度检测部s湿润电化学介质,避免因液体的流动性而未经基材吸收直接到达湿度检测部s造成的电极误导和对液体量的误判。电化学介质高出电极,粘着层覆盖电化学介质和电极。

离型片体层

在一些实施例中,如图2和图7所示,粘着层上可分离的贴附有离型片体层。离型片体层为树脂膜。离型片体层的完全覆盖基材,离型片层和基材之间有自由分离段,粘着层覆盖基材除自由分离段之外的区域。自由分离段便于将离型片体层从基材上分离。

湿度传感器卷材

湿度传感器卷材,包括多个湿度传感器,湿度传感器首位相连的沿长度方向顺序排列,第一个湿度传感器的头端为自由端,最后一个湿度传感器的尾端为自由端,湿度传感器从第一个湿度传感器开始依次卷绕成卷材。

在一些实施例中,相邻的两个湿度传感器之间设有分隔标记。分隔标记为折痕,或者撕开线等。

卷材包括芯轴,第一个湿度传感器的头端与芯轴固定。湿度传感器绕芯轴收纳。最后一个湿度传感器的尾端具有固定件。固定件防止卷材松散。

在一些实施例中,卷材中的湿度传感器包括基材、涂层导线、湿度检测部s和电化学介质。使用时,取下一个湿度传感器,通过粘接或其他方式将湿度传感器附着在待测试物品上。

在一些实施例中,卷材中的湿度传感器包括基材、涂层导线、湿度检测部s、电化学介质、粘着层和离型片体层。使用时,取下一个湿度传感器,撕开离型片体层后,用粘着层将湿度传感器附着在待测试物品上。

将多个湿度传感器收纳成卷,运输、储藏和收纳方便。

湿度传感器带材

湿度传感器卷材,包括多个湿度传感器,湿度传感器首位相连的沿长度方向顺序排列,第一个湿度传感器的头端为自由端,最后一个湿度传感器的尾端为自由端,前后相邻的湿度传感器折叠,折叠处为两个湿度传感器的分界线。多个湿度传感器折叠成一个湿度传感器的长度,方便收纳。

在一些实施例中,分界线为间断相连的撕开线,方便获取单个湿度传感器。

实施例1

本发明湿度检测部s湿度传感器如图1、图2、图3、图4和图5所示为本发明湿度传感器的第一实施例,本发明湿度传感器如图1、图2、图3、图4和图5所示,本发明湿度传感器100的第一实施例包括:基材1以及数个湿度检测部st1。基材1具有彼此相对的正面11和背面12,各湿度检测部st1则彼此并排地设置于基材1的正面11。

每个湿度检测部st1包含导电银胶层2、碳胶层3b以及电化学介质电化学介质4。

导电银胶层2包含彼此间隔的两个导电段21,两个导电段21之间形成吸湿孔211,使导电银胶层2的两个导电段21之间能以吸湿孔211彼此分隔而暂时无法导通。

碳胶层3b覆盖于导电银胶层2上且开设有一,并使吸湿孔211和彼此组合成吸湿孔s。本发明并不限定吸湿孔211与彼此组合的结构,于本实施例中则以直线连通于吸湿孔211而共同形成吸湿孔s为例进行说明。其中,亦具导电性的碳胶层3b系能用来保护导电银胶层2不致于氧化。

电化学介质4则对应填入吸湿孔s内,使电化学介质4连接于两个导电段21之间且对应连接于碳胶层3b,此时由于还未吸湿,故未导通,说明如下段。

电化学介质4为一种遇湿能够发生化学变化并产生极佳导电物质的材料,于本实施例中则以一种含有至少一极性或带电官能团的亲水性聚合物为例进行说明,使电化学介质4具有主动吸湿性。在聚合物主链或侧链中常含有亲水性官能基,包括但不限于conh2-、-oh、-conh、-cooh、-so3h、-nh2。例如,丙烯酸类包括但不限于丙烯酸、丙烯酰胺和聚乙烯等以及改性或由上述聚合物前驱体彼此共聚形成的共聚物。胺官能聚合物包括但不限于烯丙基胺、乙烯亚胺、烯醇和在其主链或侧链中含有胺基的其它聚合物。

藉此,本发明湿度检测部st1遇到液体(图中未示)时,电化学介质4将经由吸湿孔s吸附液体而主动吸湿,并于吸湿后发生化学变化并产生极佳的导电物质,进而导通于两个导电段21之间且导通碳胶层3b,使被导通的导电银胶层2形成一条导通回路。此时,若在这条导通回路的两个导电段21之间电性连接一接收器7(参图5所示),则这接收器7将被导通而发出声、光或发出声及光的提示或警示讯号,甚至还可无线传输给例如智能型移动电话进行通知、示警。

本发明为了方便湿度传感器附着在待检测物品上,可以在基材、涂层导线之上设置粘着层粘着层5和离型片体层6。且,本发明并不限定湿度传感器100的形状,于本实施例中则以直条状(见图1或图3)为例进行说明。

基材1可为任何具有吸水特性并用以承载其它结构层的对象,于本实施例中则以草木纤维吸水纸为例进行说明。

各湿度检测部st1的导电银胶层2系彼此并排地迭接于基材1的正面11,并使各吸湿孔211连通于基材1。必须说明的是(如图1和图3所示):所称两个导电段21,除了导电银胶层2本身以主线(或称为干线)型态来呈现两个导电段21,当然还能以支线型态来呈现两个导电段21,本发明对此并未限定,于本实施例中则以主线和支线混合使用为例进行说明,且导电银胶层2还如图所示包含有数对导电段21。

碳胶层3b覆盖于所有湿度检测部st1的导电银胶层2上,并对应各湿度检测部st1的吸湿孔211开设有相对应数量的,进而共同形成数个吸湿孔s。

电化学介质4则对应填入各湿度检测部st1的吸湿孔s内并分别连接于各对导电段21之间。

粘着层5设置于碳胶层3b上,使湿度传感器100能据以贴附、黏着于任何需要感应湿度之处,举例而言则可贴附、黏着于雨衣、尿布或欲知道是否有漏水或漏雨处等。粘着层5并与碳胶层3b共同开设有前述。此外,粘着层5可为任何具有黏着性之物,于本实施例中则以水胶为例进行说明。

离型片体层6则可分离地贴附、黏着于粘着层5上,当欲黏贴本发明湿度传感器100时才撕下离型片体层6。必须说明的是,电化学介质4于填入后的高度较佳系高于(或等于)碳胶层3b且低于粘着层5(如图2所示),以在粘着层5的外表面形成破口。

此外,前述导电银胶层2系可为各种形状,于本实施例中则以经过设计的图案层(未标示组件符号)为例进行说明,并使其中任数个图案层彼此间隔并排而分别形成一大面积感应区域,端部则聚集形成一连接部22(见图1)而利于电性连接如图5所示的前述接收器7。举例如图1和图3所示,可在主要感应部位(以尿布而言,指的是对应人体排尿器官的部位)同时围绕状聚集有数个第一大面积感应区域a1以及一个第二大面积感应区域a2,并于当中包围有一个圆形的第五大面积感应区域a5,且第一和第二大面积感应区域a1、a2的详细形状皆为彼此间隔交错的细长条形凸齿状,至于第五大面积感应区域a5则为圆形与多芒星形的搭配;还可在另一主要感应部位(以尿布而言,指的则是对应人体排便器官的部位)以两个彼此间隔交错的漩涡形组成一个第四大面积感应区域a4;另可在前述两个主要感应部位之间形成一个第三大面积感应区域a3。

因此,本发明乃能藉由包含有数个大面积感应区域(第一~第五大面积感应区域a1~a5),以能根据各区的导通分别发出警示,进而让使用者或被通知人清楚知道湿的范围或湿的程度。

实施例2

如图6所示为本发明湿度检测部st1以及具有该模块t1的湿度传感器100的实施例2,实施例2大致与前述第一实施例相同,差异仅在整体形状由第一实施例的直条状,变化为实施例2的l形转折状。其余结构,如湿度检测部s,均与实施例1相同。

实施例3

如图7所示为本发明湿度检测部st2以及具有该模块t2的湿度传感器100的第三实施例,第三实施例大致与前述第一或实施例2相同,差异在于保护层3和电化学介质4的结构有所不同,以下则单以一个湿度检测部st2为例加以详细说明。

碳胶层3b具有分别罩覆于前述两个导电段21上的二碳胶部32并于二碳胶部32之间形成有前述,使两个导电段21隔着二碳胶部32彼此间隔,且粘着层5并与碳胶层3b共同开设。此时的吸湿孔211系包围于之外,因此电化学介质4只能填入内。

必须说明的是,碳胶层3b亦具导电性,且因为碳胶部32罩覆于导电段21上,使第三实施例的导电顺序为碳胶层3b在先而导电银胶层2在后,因此当电化学介质4吸湿时,将能使两个导电段21经由二碳胶部32而导通。换言之,碳胶层3b同时具有保护和导电的效果,至于导电银胶层2的主要功能在第三实施例中则是在加强讯号。

电化学介质4则包含彼此相连的一填塞部41和一跨部42,填塞部41填入于吸湿孔s内且邻接于二碳胶部32的一侧(如图7系指碳胶部32的左侧和右侧),跨部42则伸入粘着层5与碳胶层3b之间而跨接二碳胶部32且邻接于二碳胶部32的另一侧(如图7系指碳胶部32的顶侧)。其余结构均与实施例1相同。

实施例4

如图8所示,湿度传感器包括基材,包括绝缘体基材,基材上有涂层导线和湿度检测部s,湿度检测部s至少1个,每个湿度检测部s具有至少两个电极,每个电极与各自的涂层导线相连,电极之间有干时绝缘、湿时导电的电化学介质。涂层导线是用导电胶(如导电银胶、导电碳胶)或生化油墨等通过印刷或涂覆的方式设置在基材上的导电线。

涂层导线形成的图形具有至少一个膨大区域,膨大区域具有1个或多个湿度检测部s。湿度检测部s在膨大区域沿基材的长度方向间隔设置,或者沿基材的宽度方向间隔设置,或者既有沿长度方向间隔设置的湿度检测部s、也有沿宽度方向间隔设置的湿度检测部s。如图8所示,有两个圆形的膨大部,第一个膨大部在前,第二个膨大部在后。第一个膨大部的直径大于第二个膨大部,第一个膨大部上有沿宽度方向间隔分布的湿度检测部s,第二膨大部上有沿长度方向间隔分布的湿度检测部s。

膨大区域在基材上对应有膨大部。或者基材为等宽的条带,仅涂层导线形成的图形具有膨大区域。膨大区域的中心设有湿度检测部s。设置膨大区域的作用在于提高对液体集中区域的湿度范围检测。实施例4与实施例1相比,涂层导线被设计成形状和数量皆简化的图案层(未标示组件符号),以具有降低成本的效果,但仍具有基本的湿度感应。

膨大部之外的区域,湿度检测部s沿基材的长度方向分布。

每根导线具有跟基材平行的平行段。平行段的一端为信号端子。信号端子用于接入电流。从第一根涂层导线到最后一根涂层导线以自然数编号,相邻的奇数号导线之间有湿度检测部s,或者,相邻的偶数号导线之间有湿度检测部s。如此,对基材的面积利用率最高,有效利用每一根导线,获得最多数量的湿度检测部s,提高湿度检测范围。

除涂层导线的形状和数量以外,其余结构均与实施例1-3之一相同。

实施例5

如图9所示,本实施例的湿度传感器与实施例4的区别在于,涂层导线形成的两个膨大部均呈椭圆形,膨大部的长轴沿基材的长度方向。第一膨大部具有多个沿长度方向间隔布置的湿度检测部s。第二膨大部具有多个沿长度方向间隔不布置的湿度检测部s。

将膨大部设置为椭圆形,缩小涂层导线图形的宽度,相比实施例4进一步节约纸材。除膨大部形状以外,其余结构均与实施例4相同。

每根导线具有跟基材平行的平行段。平行段的一端为信号端子。信号端子用于接入电流。从第一根涂层导线到最后一根涂层导线以自然数编号,相邻的奇数号导线之间有湿度检测部s,或者,相邻的偶数号导线之间有湿度检测部s。如此,对基材的面积利用率最高,有效利用每一根导线,获得最多数量的湿度检测部s,提高湿度检测范围。

实施例差异仅在涂层导线被设计成形状和数量皆简化的图案层(未标示组件符号),以具有降低成本的效果,但仍具有基本的湿度感应。

实施例6

如图12所示,湿度传感器,包括绝缘体基材,基材上有涂层导线和湿度检测部s,湿度检测部s有多个,每个湿度检测部s具有至少两个电极,每个电极与各自的涂层导线相连,电极之间有干时绝缘、湿时导电的电化学介质。

每个电极包括与导线相连的极板,电化学介质设于两个极板之间,极板为导电胶涂层(如丝网印刷的碳胶层或银胶层等)。湿度检测部s的两个极板相对。沿极板分布有梳齿,相邻的梳齿之间为齿槽;两个电极的梳齿相对。湿度检测部s中,其中一个电极的梳齿插入另一个电极的齿槽内,相邻梳齿之间的部位为齿槽,两个电极之间有间隙,电化学介质填充电极之间的间隙。梳齿增大电极的感应面积,只要两个电极中有一对梳齿之间的电化学介质被湿润就能输出电信号,提高对湿度感应的灵敏度。涂层导线的一部分作为极板,或者,极板与涂层导线部分重合,或者,极板位于涂层导线的端头,或者极板与涂层导线的端头相连。

两个电极位于同一层。电化学介质部分或完全覆盖电极。制造时,将电化学介质溶液滴加在湿度检测部s,再进行烘干,使电化学介质呈绝缘状态。

基材是等宽的条带状吸湿性纸,湿度检测部s沿基材的长度方向间隔分布。

基材包括检测段和信号连接段,湿度检测部s设于检测端,信号输入端子设于信号连接段,检测段与信号连接段呈夹角。检测段与信号连接段正交。基材上具有至少一个膨大部,膨大部有一个或多个湿度检测部s。

基材上设有定位孔,定位孔与涂层导线、湿度检测部s错开。在使用时,湿度传感器需要连接能够向湿度传感器输入电流的连接器,定位孔用于跟连接器匹配以确定湿度传感器和连接器之间的正确位置。

基材的正面设置涂层导线,基材的背面印有花纹。花纹用遇水显色的材料印制。基材吸收液体后,花纹显现,起到美观和指示作用。

涂层导线顺着基材的长度方向延伸。最外侧的两根导线分别为与基材平行的直线段。每根导线具有跟基材平行的平行段。平行段的一端为信号端子。信号端子用于接入电流。从第一根涂层导线到最后一根涂层导线以自然数编号,相邻的奇数号导线之间有湿度检测部s,或者,相邻的偶数号导线之间有湿度检测部s。如此,对基材的面积利用率最高,有效利用每一根导线,获得最多数量的湿度检测部s,提高湿度检测范围。

湿度传感器具有粘着层。粘着层使体物质能够贴附或粘附于任意需要感应湿度的地方,如粘着层为不干胶层。涂层导线位于粘着层和基材之间。粘着层不但起到粘附作用,还将涂层导线和电化学介质密封在粘着层和基材之间。使用时,液体须透过基材才到达湿度检测部s湿润电化学介质,避免因液体的流动性而未经基材吸收直接到达湿度检测部s造成的电极误导和对液体量的误判。电化学介质高出电极,粘着层覆盖电化学介质和电极。

粘着层上可分离的贴附有离型片体层。离型片体层为树脂膜。离型片体层的完全覆盖基材,离型片层和基材之间有自由分离段,粘着层覆盖基材除自由分离段之外的区域。自由分离段便于将离型片体层从基材上分离。

此外,由于前述实施例中的碳胶层3b具有保护导电银胶层2的作用,因而可成为用以保护导电银胶层2的保护层3(参图2和图7所示)。再者,实施例1-6的湿度传感器100、100a还可为多个设置且彼此成串连接,并以料带式设计再加以成捆卷绕为佳;且,任相邻二湿度传感器100、100a之间的连接处则为可撕断的设计,以利于欲用时才撕下一段一段的湿度传感器100、100a。

如图5所示,本发明湿度传感器100、100a的前述连接部22与前述接收器7之间的电性连接方式可有多种,本发明对此并不限定,以下仅举其中一例做为说明。

如图10和图11并搭配图5所示,连接部22的一面配置有多数导接点221,这些导接点221电性连接于导电银胶层2。接收器7的内部则设置有一电连接结构71,湿度传感器100、100a则以连接部22电性连接于接收器7的电连接结构71。

电连接结构71包含彼此夹合的一第一结构件711和一第二结构件712。第一结构件711配置有多数导接端子713和多数第一磁吸件714,第二结构件712则配置有多数第二磁吸件715。其中,各导接端子713对应于各导接点221,各第一磁吸件714对应于各第二磁吸件715。藉此,第一结构件711和第二结构件712可藉由第一磁吸件714与第二磁吸件715的彼此磁性吸附而相对夹合,连接部22则被夹置于第一结构件711与第二结构件712之间,并使各导接端子713对应导接于各导接点221而彼此电性导通。

第一结构件711与第二结构件712之间彼此相对夹合的定位方式,除了可藉由如图所示的磁性吸附来定位,当然也可利用其它例如卡扣或紧配合等方式来定位,本发明对此亦不限定。

较佳还可在第一结构件711或第二结构件712的夹合面开设有一嵌槽716,连接部22则嵌入嵌槽716内,以使第一结构件711和第二结构件712的相对夹合不会受到连接部22的干涉。再者,嵌槽716内还可再凸设有一挡体717,连接部22则开设有对应挡体717套接的孔体222,使嵌入嵌槽716内的连接部22能被挡体717挡止住而不致于被误拉出或误拉移位。

湿度检测部s有多个,每个湿度检测部s导通时发出导通信号,多个湿度检测部s导通时发出累计的导通信号。例如,导通信号为蜂鸣声,只有一个湿度检测部s导通时,单位时间内发出一声蜂鸣声。当有两个湿度检测部s导通时,单位时间内发出两声蜂鸣声;当有n个湿度检测部s导通时,单位时间内发出n声蜂鸣声。或者,一个湿度检测部s导通时,发出一个单位强度的蜂鸣音,n个湿度检测部s导通时,发出n*单位强度的蜂鸣音。导通信号还可以是光信号,传输到终端的提醒信号灯。湿度检测部s的导通数量表征液体量和湿度扩散范围。

每根涂层导线连接至少一个湿度检测部s的电极。多个湿度检测部s连接于同一根涂层导线上时,未被液体湿润的湿度检测部s的电化学介质为绝缘体,仅当前涂层导线上有电流,未被液体湿润的湿度检测部s的另一个电极连接的导线不会跟当前涂层导线形成回路,因此一根涂层导线上设置多个湿度检测部s也不会造成信号干扰,还能节约基材的面积。

本发明说明书中提到的所有专利和出版物都表示这些是本领域的公开技术,本发明可以使用。这里所引用的所有专利和出版物都被同样列在参考文献中,跟每一个出版物具体的单独被参考引用一样。这里所述的本发明可以在缺乏任何一种元素或多种元素,一种限制或多种限制的情况下实现,这里这种限制没有特别说明。例如这里每一个实例中术语“包含”,“实质由……组成”和“由……组成”可以用两者之一的其余2个术语代替。这里采用的术语和表达方式所为描述方式,而不受其限制,这里也没有任何意图来指明此书描述的这些术语和解释排除了任何等同的特征,但是可以知道,可以在本发明和权利要求的范围内做任何合适的改变或修改。可以理解,本发明所描述的实施例子都是一些优选的实施例子和特点,任何本领域的一般技术人员都可以根据本发明描述的精髓下做一些更改和变化,这些更改和变化也被认为属于本发明的范围和独立权利要求以及附属权利要求所限制的范围内。

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