一种电容式传感膜及相关的智能纸尿裤与检测系统装置的制作方法

1.本发明涉及一种传感膜，尤其是一种具有抗短路、抗损伤及抗强干扰能力的电容式传感膜及基于传感膜的智能纸尿裤与湿润检测系统装置。


背景技术：

2.一次性吸收用品包括纸尿裤、纸尿片、拉拉裤、学步裤、尿垫、卫生巾、产妇巾等制品。由于其为一次性可弃置的卫生用品，其使用需要面对适时更换的问题，如果更换过于频密，不但麻烦而且浪费；而如果换得太迟，又容易造成泄漏，以及产生尿布疹等皮肤疾患。为了解决这些问题，人们需要有一种传感器来实现一次性吸收用品的湿润状态检测并进行更换提示，这对一次性吸收用品的科学使用具有积极意义。
3.在现有技术方面，中国专利申请公布号cn111077192a公开了一种排泄物传感器及制备方法，其将2-3条采用碳桨印刷的检测电极平行设置在由上、下防水薄膜构成的夹层之内，由此构成一种电容式薄膜传感器用以实施排泄物的检测，特别是对由尿液、稀大便等导致的湿润进行检测。由于其为一种柔软的薄膜，因此可称为感应条或传感膜。
4.由于传感膜很软很薄，其可卷起来做成卷材的形式并作为一种生产材料来使用，然后在一次性吸收用品生产过程中再将其切断并放入到一次性吸收用品之内。然而这种传感膜有一个不足就当排泄物将断面浸润时，会在两个检测电极之间产生很大的双电层电容干扰，或会导致电极短路并导致误报警。另外传感膜是一种相对容易受损的薄膜，在生产和使用过程中都容易产生破裂，当破损处被排泄物浸润后，也会产生很大的干扰或出现误报警。
5.此外上述现有技术还比较容易受电磁干扰，特别是受工频干扰，因为其有较长的电极及较高的内阻，并且在使用时还会贴近人体皮肤并被排泄物浸泡，这些因素导致了较严重的干扰产生，令检测数据不稳定并降低湿润检测的可靠性。市场的需求及传统技术上的不足，需要有新的技术方案去解决。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能有效抵抗短路、损伤及强干扰的电容式传感膜，当其被切断并放入一次性吸收用品内使用时，无论是否有排泄物将其横截面及纵切面浸润，也无论其传感区是否有破损，也不管其是否受人体或环境的强干扰，其都应该能正常、稳定及可靠地实施湿润检测工作。
7.为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种电容式传感膜，包括金属薄膜电极、柔性基材及防水保护层，金属薄膜电极沉积在所述柔性基材上，而防水保护层则覆盖在金属薄膜电极之上并与柔性基材一起构成一个防水夹层，以对金属薄膜电极实施保护，金属薄膜电极具有光滑的表面及纳米级的厚度，以减少金属薄膜电极在传感膜的边缘处或破损处通过夹层缝隙与液体接触的表面积，从而抑制接触界面上双电层电容的生成；当传感膜被包含电解质的液体浸润时，在金属薄膜电极与液体之间产生的双电层电容小于或远小
于在金属薄膜电极与液体之间产生的电解电容，从而减小或消除双电层电容对正常湿润检测带来的干扰或影响，并实现基于电解电容的湿润检测功能。
8.金属薄膜电极可包括通过物理气相沉积生成的金属薄膜电极，金属薄膜电极优选长条形状及极小的厚度宽度比，以增加其基于宽度而产生电解电容的能力及抑制其基于厚度而产生双电层电容的能力，从而令传感膜具备通过电解电容的方式检测湿润程度的能力。
9.传感膜可包括至少一个横截面或纵切面，金属膜电极可通过该横截面或纵切面的夹层缝隙外露，当传感膜被液体完全浸润时，在金属薄膜电极与液体之间产生的电解电容大于或远大于在金属薄膜电极与液体之间在该横截面或纵切面的夹层缝隙上产生的双电层电容。
10.当将传感膜沿金属薄膜电极的中线切开并得到左、右两个切开的传感膜及与之对应的左、右两个金属薄膜电极时，左、右两个金属薄膜电极可通过切口上的夹层缝隙外露，而当左、右两个切开的传感膜被液体完全浸润时，在左、右两个金属薄膜电极之间产生的电解电容大于或远大于在左、右两个金属薄膜电极之间产生的双电层电容。
11.金属薄膜电极优选真空蒸镀金属薄膜电极，并优选1/5,000至 1/100,000或更小的厚度宽度比，以抑制于传感膜边缘、切口或破损处产生的双电层电容，令传感膜具备抗短路及抗损伤能力；并且金属薄膜电极优选0.1欧姆至50欧姆或更小的方阻，以抑制于金属薄膜电极内部产生的电磁干扰，令传感膜具备抗强干扰能力。
12.防水保护层的厚度优选小于或远小于柔性基材的厚度，以提升传感膜在防水保护层方向上产生电解电容的能力；当传感膜被液体完全浸润时，由所述防水保护层外表面上的液体产生的电解电容大于或远大于由所述柔性基材外表面上的液体产生的电解电容，从而实现重点针对防水保护层方向的湿润检测功能。
13.传感膜可选长条的形状并包括至少两个金属薄膜电极并构成第一检测电极及第二检测电极，其中至少一个检测电极位于由柔性基材及防水保护层构成的夹层之内；当传感膜被包含电解质的液体浸润时，在第一、第二检测电极之间产生的电解电容大于或远大于在第一、第二检测电极之间产生的双电层电容，传感膜被配置为通过第一、第二检测电极之间的电解电容检测来实现湿润程度检测功能，湿润程度与第一、第二检测电极之间的电解电容成正比。
14.传感膜的宽度范围优选5至100毫米；第一、第二检测电极的宽度范围优选1至50毫米；传感膜的长度范围优选5至120厘米；传感膜的其中一端可包括裸露区，第一、第二检测电极可在该处外露，可用于与一检测装置电连接并实现湿润检测功能。
15.传感膜还可包括防水覆盖层，其包括无纺布、塑料薄膜或防水纸，防水覆盖层覆盖在裸露区之上，并与裸露区共同构成一个可容纳检测装置的口袋。
16.传感膜还可包括电子标签，电子标签包括电子标签芯片及电子标签天线，电子标签芯片被配置为与第一、第二检测电极电连接并通过第一、第二检测电极之间的电解电容检测来获取湿润程度信息，电子标签天线用于将信息通过射频方式向外发送。
17.柔性基材优选塑料薄膜，金属薄膜电极进一步优选真空蒸镀铝薄膜电极；金属薄膜电极厚度范围优选5至250纳米；防水保护层的厚度范围优选0.25至5微米；柔性基材的厚度范围优选5至250微米；包含电解质的液体可包括尿液、稀大便、汗水、经血或盐水；远大于
的范围优选3倍至30倍或以上；远小于的范围优选1/3至1/30或以下；防水保护层可包括高分子涂布层、防水油墨印刷层、塑料复合层或淋膜层。
18.另一方面，本发明提供一种智能纸尿裤，除了包括上述的传感膜之外，还包括一次性吸收用品，其可包括面层、吸收层及防漏层，传感膜可设置于一次性吸收用品内并被配置为通过电解电容检测方式来实现量化的湿润检测功能。
19.传感膜可包括颜色定位标志，以引导生产设备在特定的地方将传感膜及一次性吸收用品一起切断，其中传感膜被切成一长一短的两段，长的一段为主体部分，而短的一端为残余部分，主体部分可包括传感区及裸露区，传感区可位于一次性吸收用品的裆部位置，而裸露区的起始端则与一次性吸收用品的前端边缘平齐。
20.一次性吸收用品可包括纸尿裤、纸尿片、拉拉裤、训练裤、卫生巾、产妇巾、尿垫；吸收层可包括高分子吸收材料，面层可包括亲水无纺布，防漏层可包括透气或不透气的聚乙烯薄膜。
21.又一方面，本发明提供一种湿润检测系统装置，除了包括上述的智能纸尿裤之外，还包括检测装置，检测装置与智能纸尿裤内的金属薄膜电极电连接，并被配置为通过电解电容检测方式实现基于智能纸尿裤的量化湿润检测功能。
22.检测装置可包括无线发射装置及无线接收装置，以发射及接收智能纸尿裤的湿润信息并实现湿润指示或湿润报警功能。
23.无线接收装置可包括专用声或光报警装置、智能手机、个人电脑或平板电脑。
24.本发明的有益效果在于，通过采用光滑及纳米级的超薄的金属薄膜电极取代传统碳电极，大幅度地降低了检测电极的厚度及与液体接触的表面积，有效地抑制了传感膜截面上或破损处的双电层电容的生成。即使有包含电解质的液体将这些部位的检测电极浸润，也不会产生大的双电层电容干扰，更不会导致电极之间发生短路及产生误报警。
25.与此同时本发明还采用大幅度降低检测电极的厚度宽度比的方法来提升电极间的电解电容与双电层电容的比值，并成功地以电解电容取代双电层电容实现更稳定、更可靠的湿润检测，并且其金属薄膜电极还大幅度地降低了检测电极的内阻，令传感膜的抗干扰能力得到大幅提升。即是说本发明的传感膜是具有良好的抗短路、抗损伤及抗干扰的能力的，其为湿润检测及一次性吸收用品的智能化升级提供了一个更稳定及更可靠的解决方案。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明实施例一种智能化湿润检测系统装置的结构示意图（俯视图）。
28.图2为本发明实施例一种智能纸尿裤的分层结构示意图（立体图）。
29.图3为本发明实施例一种电容式传感膜的外观结构示意图（立体图）。
30.图4为本发明实施例一种电容式传感膜的结构示意图（左视图）。
31.图5为本发明实施例一种电容式传感膜的结构示意图（正视图）。
32.图6为图5所示的本发明实施例一种电容式传感膜的a-a’横截面结构示意图及被
包含电解质的液体完全浸润时的等效电路图。
33.图7为本发明实施例一种电容式传感膜的横截面被包含电解质的液体浸润时的结构示意图（俯视图）。
34.图8为本发明实施例一种电容式传感膜的其中一端包括裸露区时的结构示意图（立体图）。
35.图9为本发明实施例一种电容式传感膜包括定位标志并设置在一次性吸收用品内时的结构示意图（俯视图）。
36.图10为本发明实施例一种电容式传感膜的检测电极被完全覆盖及密封时的结构示意图（俯视图）。
37.图11为本发明实施例一种电容式传感膜包括电子标签时的结构示意图（俯视图）。
38.图12为本发明实施例一种电容式传感膜仅包括一个金属薄膜电极时的结构示意图及其被包含电解质的液体完全浸润时的等效电路图（横截面图）。
39.图13为本发明实施例一种电容式传感膜包括裸露的检测电极时的结构示意图及被包含电解质的液体完全浸润时的等效电路图（横截面图）。
40.图14为本发明实施例一种智能化湿润检测系统装置的功能方框图。
具体实施方式
41.以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」、「正面」、「前端」、「尾端」、「两端」、「两边」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。
42.下面结合附图对本发明作进一步的描述。参照图1所示，这是本发明实施例一种智能化湿润检测系统装置的结构示意图（俯视图），其包括一次性吸收用品10，这是一种可弃置的吸收性卫生用品，其包括纸尿裤、纸尿片、学步裤、拉拉裤、尿垫、卫生巾、产妇巾等。一次性吸收用品通常包括面层（内层、干爽层，使用时朝向使用者皮肤）、防漏层（外层、底膜，使用时背向使用者皮肤）及吸收层（夹层、吸湿层，位于面层与防漏层之间）等组成部分。
43.本实施例除了包括一次性吸收用品10之外，还包括设置在一次性吸收用品内的电容式传感膜（简称传感膜或感应膜）20，其为一种薄膜式的排泄物传感器/湿润传感器，其通常呈长条形丝带状，包括两条相互平行的检测电极21及22，分别称为第一检测电极及第二检测电极。本实施例还包括湿润检测装置（简称检测装置）30，其与第一、第二检测电极之间通过电连接34整合在一起使用。检测装置30包括电容检测单元，可通过电解电容检测方式实现对吸收用品10的湿润检测功能。
44.在实际应用中，吸收用品10及传感膜20都是一次性（可弃置）的，而检测装置30则是可反复再用的。由于包含了传感膜20的一次性吸收用品可实现智能化的湿润检测，因此可将其称为智能化的一次性吸收用品，亦可将其统称为智能纸尿裤。而将检测装置与智能纸尿裤配套在一起时则可构成一个智能化的湿润检测系统装置。
45.下面参照图2所示，这是本发明实施例一种智能纸尿裤的分层结构示意图（立体图）。本实施例的一次性吸收用品10包括面层11，吸收层12及防漏层15。在使用时，面层11会
与人体皮肤接触，当人体排尿时，尿液会通过亲水及疏松透气的面层（例如亲水无纺布）进入吸收层12，并为吸收层中的木浆及/或高分子吸收材料（例如sap）等物质所吸收，其中sap具有水分锁定的功能，可令面层11逐步恢复干爽。至于防漏层15，主要用于防止尿液渗漏，其通常用防水透气或非透气的聚乙烯薄膜（pe膜）来制作。
46.本实施例还包括有传感膜20，其包括第一检测电极21、第二检测电极22，传感膜20设置在一次性吸收用品面层11与吸收层12之间，在实际应用中亦可将传感膜设置在一次性吸收用品的面层之上、吸收层与防漏层之间，或吸收层之内。本实施例的智能纸尿裤的各组成部分采用分层的方式画了出来，在实际应用中上述各组成部分会通过胶粘剂（例如热熔胶、结构胶）粘合在一起的，传感膜20连同一次性吸收用品（包括面层11、吸收层12、防漏层15）一起构成了本发明实施例的智能纸尿裤。传感膜的长度可以与一次性吸收用品一致，亦可以长一些或短一些，通常会在5至120厘米的范围之内。
47.下面参照图3所示，这是本发明实施例一种电容式传感膜的外观结构示意图（立体图）。与现有技术采用碳桨将检测电极印刷在防水薄膜上，然后再用另一防水薄膜将电极覆盖的方式不同，本发明实施例的第一、第二检测电极为一种超薄的金属薄膜电极，其可采用物理气相沉积法（physical vapor deposition，pvd法）在一柔性基材上生成，常用的pvd法包括真空蒸镀法（vacuum evaporation）、射频溅射（rf sputtering）法等。
48.通过上述这些方法便可在柔性基材上沉积生成一层超薄的金属（例如金、银、铜、锌、铬、铝等，优选纯铝）并构成本发明实施例的金属薄膜电极/检测电极，其厚度通常只有5至250纳米（纳米级别），较传统碳桨印刷厚度1至25微米（微米级别）要薄得多。从成本效益上考虑，本发明实施例优选真空蒸镀法，特别是通过真空蒸镀生成的铝薄膜电极/镀铝薄膜电极。即是说本发明实施例的金属薄膜电极包括采用物理气相沉积法生成的金属薄膜层，而金属薄膜层包括真空蒸镀金属薄膜层，而真空蒸镀金属薄膜层优选真空蒸镀铝薄膜层。
49.柔性基材25可选用pe（聚乙烯）、pp（聚丙烯）、cpp（流延聚丙烯）、bopp（双向拉伸聚丙烯）、pet（聚酯）等塑料薄膜。柔性基材除了要柔软舒适之外，还需要有一定的强度及较好的防水性能，因此本发明实施例的柔性基材亦可称为防水薄膜。为了获得所需的检测电极图案，在实际应用中还可能要用到局部蒸镀技术，例如采用阻挡法在各金属薄膜电极之间产生一个合适的间隙从而构成相互平行而各自分离的第一、第二检测电极，或采用去除法将金属薄膜电极之间的金属清洗/去除从而获得所需的金属薄膜电极图案。当在柔性基材上设置好所需的检测电极之后，就可以在检测电极上涂防水保护层26了，这样柔性基材25便能与防水保护层26一起构成一个防水夹层，便可将第一、第二检测电极21、22上下覆盖并保护起来了。
50.在实际应用中，柔性基材的厚度通常在5至250微米之间，而防水保护层的厚度则在0.25至5微米之间，防水保护层的厚度小于或远小于柔性基材的厚度。传感膜20一般为长条型带状设计，其起始端（横截面201）至结束端（横截面202）代表了传感膜的长度。原始的传感膜还可能是很长的一大卷（例如数千米长的卷材），在一次性吸收用品生产时再按需要将传感膜卷材切断并放入一次性吸收用品内使用。
51.本发明实施例的防水保护层是一个广泛意义的概念，只要在第一、第二检测电极上覆盖一层防水材料都可认为是防水保护层的一种，包括但不限于高分子防水涂料涂布、防水油墨印刷，或采用塑料（例如pe）覆膜、淋膜、复合等工艺来生成。
52.下面参照图4所示，这是本发明实施例一种电容式传感膜的结构示意图（左视图），其包括柔性基材25、防水保护层26、第一检测电极21、第二检测电极22，以及柔性基材与防水保护层构成的夹层27。最原始的传感膜通常是一大卷“宽幅”传感膜，会由很多组传感膜拼在一起，然后通过纵向分切得到很多卷“窄幅”传感膜来，最后再于一次性吸收用品生产线上将这种窄幅传感膜横向切断从而获得一条长度与一次性吸收用品相若的传感膜。即是说本发明实施例的传感膜通常是靠“切”生产出来的，其纵切面203、204与第一、第二检测电极平行，第一、第二检测电极21、22会在纵切面上通过夹层缝隙外露。至于横截面201、202则与第一、第二检测电极21、22垂直，其将传感膜与检测电极一起切断，第一、第二检测电极也会在横截面上通过夹层缝隙外露。
53.下面参照图5所示，这是本发明实施例一种电容式传感膜的结构示意图（正视图）。传感膜20包括柔性基材25，防水保护层26，检测电极22在柔性基材25与防水保护层26之间的夹层缝隙中外露，该外露的部分用22c来标示。从图5中可粗略看到本实施例的检测电极、防水保护层及柔性基材之间的厚薄关系，其中检测电极22的外露部分22c薄于或远薄于防水保护层26，而防水保护层26又薄于或远薄于柔性基材25。
54.下面参照图6所示，这是图5所示的本发明实施例一种电容式传感膜的a-a’横截面结构示意图及被包含电解质的液体完全浸润时的等效电路图，其包括柔性基材25、防水保护层26，第一、第二检测电极21、22及其于传感膜左右两侧的纵切面上外露的部分21c和22c。图中还包括包含电解质的液体16，例如包含盐分的液体，例如尿液、稀大便、汗水、经血等，其亦可称为电解液或简称液体。当液体将检测电极外露的部分21c、22c浸润后，检测电极会在与液体接触的界面上产生一个双电层电容。
55.根据双电层电容理论，当包含电解质的液体与固体电极接触时，在固体电极与液体的接触界面（简称液固界面或界面）上便会生成一个双电层电容，当在两个电极之间施加一个直流电压时，液体中的负离子会积聚在正极上，而液体中的正离子会积聚在负极上，液体中的正负离子与固体电极上的相反离子形成了一层离子电介质，由此生成了双电层电容。
56.要留意的是所施加的电压应小于液体的分解电压，否则会产生液体分解而产生大电流。对于本实施例而言，在第一、第二检测电极21、22之间（或21c、22c之间）便可检测到双电层电容c1，其容值与第一、第二检测电极与液体接触的表面积（包括外表面积及内表面积）相关，具体是与第一、第二检测电极21、22的长度和厚度（即第一、第二检测电极的外露部分21c、22c与液体接触的面积）成正比。由于传感膜为长条形设计，其纵切面要比横截面长很多，所以在本发明实施例中基本上可以不考虑横截面上的双电层电容的情况。
57.与此同时，存在于防水保护层26上的液体会导致在第一、第二检测电极之间产生电解电容c2，其与防水保护层上的液体与第一、第二检测电极21、22相对应的长度和宽度（即面积）成正比，与防水保护层26的介电常数成正比，与防水保护层26的厚度成反比。而存在于柔性基材25上的液体则会导致在第一、第二检测电极之间产生电解电容c3，其与柔性基材上的液体与第一、第二检测电极21、22相对应的长度和宽度（即面积）成正比，与柔性基材25的介电常数成正比，与柔性基材25的厚度成反比。
58.为了令湿润检测具有明确的指向性，本发明实施例将防水保护层26的厚度设置为小于或远小于柔性基材25的厚度，令电容c2大于或远大于c3，即令第一、第二检测电极之间
产生的电解电容主要由防水保护层26外表面上的液体产生，而在柔性基材25外表面上的液体产生的电解电容较小甚至可忽略不计，由此实现了重点针对防水保护层方向的量化的湿润检测功能。本发明实施例的量化是指定量，其不但可知道尿湿的发生，还能根据电容值来估算尿量。本发明实施例的尿量与电解电容c2成正比。
59.本发明实施例的电解电容c2在现有技术cn111077192a图7所示的系统中其实也是存在的，但其并没有将此事实揭示出来，或许是因为相对于产生的双电层电容而言，该电解电容实在是太小而被忽略了。即是说上述现有技术第一、第二检测电极之间的湿润检测是基于双电层电容进行的。为了有效压抑检测电极之间产生的双电层电容以及大幅度增加检测电极之间产生的电解电容，本发明实施例采取了一些关键性的措施，其中包括：1、大幅度减小检测电极的厚度。本发明实施例优选纳米级超薄的金属薄膜来做检测电极，其厚度通常不足传统碳电极的百分之一，由此可大幅度降低检测电极在夹层缝隙处外露并接触液体的面积/机会，从而可大幅度降低界面上双电层电容的生成。
60.2、大幅度降低检测电极材料的表比面积。由于金属薄膜电极材料的表面十分光滑，其表比面积通常不足碳电极材料的百分之一，由此可大幅度降低金属薄膜电极与液体接触的表面积，从而可大幅度减小接触界面上双电层电容的生成。而传统碳电极因为其表面上有很多微孔，具有很大的表比面积（包括内表面积），当其与液体接触时会产生很大的双电层电容（又叫超级电容）。
61.3、大幅度减小防水保护层的厚度。本发明实施例的防水保护层的厚度通常只有常用的柔性基材厚度的十分之一，由此可大幅增加防水保护层方向上的液体产生电解电容的能力，其除了提升电解电容与双电层电容的比值之外，还令湿润检测具有明确的指向性，即是说由防水保护层外表面上的液体产生的电解电容大于或远大于由柔性基材外表面上的液体产生的电解电容，从而实现重点针对防水保护层方向的湿润检测功能。
62.通过上述措施，本发明实施例的双电层电容（c1）较现有技术方案下降了约4个数量级，而电解电容（c2）则提升了约1个数量级，两项因素相加令两检测电极间输出的电解电容与双电层电容的比值提升了约5个数量级，从而令电解电容c2从原本的忽略不计变成主要检测参数，而双电层电容c1则从原本的主要检测参数变为可忽略不计，由此本发明的实施例实现了从量变到质变的飞跃，由原本的双电层电容式传感器变成电解电容式的传感器了。
63.在本发明实施例中，检测电极的厚度与宽度之比（厚度宽度比）是一个关键参数，电极厚度越小、宽度越大，其产生的双电层电容就越小，而产生的电解电容就越大。调整检测电极的厚度宽度比便可调整双电层电容与电解电容的比值。在极小的厚度宽度比情况下，传感膜横截面和纵切面上产生的双电层电容将远小于防水保护层上产生的电解电容并可忽略不计。
64.本发明实施例的金属薄膜电极不但比碳电极薄很多，而且电阻也比碳电极低很多。以10毫米宽、1米长的检测电极为例，碳电极的电阻约为300千欧，而真空蒸镀铝薄膜电极的电阻则只有300欧左右，减少了约1000倍。对于印刷电极/薄膜电极的导电性能，还可以用方阻r=(ρ/d)来代表，其中ρ是电极材料的电阻率，d是电极的厚度。由于纯铝的电阻率约为2.83
ꢀ×ꢀ
10-8，那么50纳米厚的真空蒸镀铝薄膜电极的方阻理论计算值约为0.566欧姆，这个方阻远比常规凹版印刷的导电油墨电极/碳电极的方阻为小。在实际应用中金属薄膜
电极的方阻通常可控制在0.1~50欧之间。
65.常规的电容检测是通过一个特定的电阻对电容进行充放电，然后测量电极间的电压变化并采用公式c=it/v来计算电容值的。为了保证检测精度，充放电电阻一般要比检测回路的最大内阻（第一、第二检测电极的电阻之和）大好几倍才行。在上述的例子中，对碳电极实施电容检测时其充放电电阻通常在兆欧级别，这样高的阻抗很容易引入电磁干扰，特别是工频干扰，会令读取到的数据发生跳变、令检测结果不可靠。而在本发明实施例中，充放电电阻只需几千欧即可，在这种情况下，电磁干扰/工频干扰将会被大幅度降低或被有效消除了。
66.总结来说，本发明实施例的传感膜是以电解电容为主要参数进行检测及输出并实现湿润检测的，其本质上为一种电解电容式传感器，其以防水保护层26上的液体产生的电解电容c2为主，而在传感膜夹层缝隙处产生的双电层电容c1则会被有效抑制及削弱，甚至小到可忽略不计。当液体将传感膜全浸润时，防水保护层26、第一检测电极21、第二检测电极22会与包含电解质的液体一起构成一个电解电容量为c2的电解电容器，其中第一、第二检测电极21、22构成该电容器的极板，防水保护层26构成该电容器的电介质，液体构成该电容器的电解液（或液体电极），传感膜主要通过输出电解电容c2来表达量化的湿润信息。
67.为了方便描述，本发明实施例的c2既用于代表在第一、第二检测电极之间产生的电解电容，又用于代表与之对应的电解电容器。同样地，c1既用于代表在第一、第二检测电极之间产生的双电层电容，又用于代表与之对应的双电层电容器。至于其它已出现或将出现的电容标号也有类似的情形。
68.以上实施例是以传感膜包括两条检测电极为例进行说明的，在实际应用中还可包括多于两条检测电极的情形，例如可包括3~10条或更多的检测电极，当传感膜被完全浸润时，每条检测电极之间都会产生相应的电解电容，具体这里就不赘述了。
69.下面参照图7所示，这是本发明实施例一种电容式传感膜的横截面被包含电解质的液体浸润时的结构示意图（俯视图）。在本发明实施例中，第一、第二检测电极21、22通常会在头尾两端的横截面上通过切口/夹层缝隙外露，其中传感膜的尾端（横截面202）通常设置在一次性吸收用品的尾部/后腰部位置，在一次性吸收用品使用过程中很容易被尿液或被背部皮肤汗液17浸润并会在电极之间产生双电层电容c20e，这个双电层电容对基于电解电容c2进行的正常的湿润检测来说无疑是一个非线性的突变干扰，其会叠加在c2上一起输出。
70.由于本发明实施例的结构大大抑制了双电层电容的生成，令双电层电容c20e远小于电解电容c2，由此便有效地降低或消除传感膜横截面上产生的双电层电容干扰，并且不会有尿液将两个检测电极短路而令系统无法正常工作的情况发生。从另一个角度来看，可认为本发明实施例的传感膜是不用担心液体短路的，因为其具备优越的抗短路能力。
71.下面参照图8所示，这是本发明实施例一种电容式传感膜的其中一端包括裸露区时的结构示意图（立体图）。本实施例的传感膜20包括柔性基材25，第一、第二检测电极21、22，以及防水保护层26，并在传感膜的其中一端包括裸露区207，由于在这个区域由于无防水保护层存在，第一、第二检测电极会在此处直接外露，用户可以在这个位置设置检测装置，并与第一、第二检测电极21、22实施电连接，然后通过检测装置来读取两电极之间的电容值，由此实现湿润检测功能。在实际应用中，传感膜的起始端（横截面201）及裸露区207通
常会设置在一次性吸收用品的前端/前腹部位置，这样检测装置就不会影响到一次性吸收用品使用者的睡眠了，并且排泄物也不会在这个位置上浸润该裸露区而影响正常的湿润检测。
72.在本实施例中柔性基材25的外表面上还包括有另一金属薄膜层（例如真空蒸镀铝层）29，其可令传感膜的第一、第二检测电极21、22之间产生一个与传感膜长度成正比的初始电容c0，此外在柔性基材25的外表面或在真空蒸镀铝层29上还可包括一些柔软的复合层或涂布层，令传感膜20整体上显得更柔软及更有弹性，当其嵌入一次性吸收用品内使用时，使用者感觉会更舒适一些。
73.下面参照图9所示，这是本发明实施例一种电容式传感膜包括定位标志并设置在一次性吸收用品内时的结构示意图（俯视图）。本发明实施例的传感膜20包括裸露区207，由于在该区域中没有防水保护层，第一、第二检测电极21、22会在该区域中暴露，具体见图中的阴影部分。裸露区207通常设置在一次性吸收用品的前端裤头位置上以免被尿液弄湿，传感膜的起始端（横截面201）与一次性吸收用品前端边缘平齐。本实施例的传感膜20要比一次性吸收用品10短一些，其好处是不但可以节省传感膜，还可避免用户后腰部位的汗液干扰传感膜对尿液的检测。
74.为了在一次性吸收用品生产时实现精确定位，本实施例的传感膜还包括颜色定位标志208，其不但可为感应条的切断提供定位服务，同时还可为一次性吸收用品的切断提供定位。当一次性吸收用品在生产过程中被切断并成为最终的成品之后，传感膜也会被同步切断并分成一长一短两段，其中长的一段为主体部分，其包括位于一次性吸收用品前端的裸露区207及位于一次性吸收用品裆部的传感区；而短的一段则为传感膜切断后产生的残余部分209，其位于一次性吸收用品的后端，这部分是没有检测功能的，但可为一次性吸收用品生产提供一个切断误差冗余，以确保一次性吸收用品与传感膜一起切断时，传感膜裸露区207的起始端（横截面201）能与一次性吸收用品前端边缘平齐，而剩余部分209的起始端则与一次性吸收用品的后端边缘平齐。这样安排有利于将检测装置夹在一次性吸收用品的前端边缘处并与传感膜裸露区上裸露的第一、第二检测电极实施电连接并实现相应的湿润检测功能。
75.下面参照图10所示，这是本发明实施例一种电容式传感膜的检测电极的主体部分被完全覆盖及密封时的结构示意图（俯视图）。与前述其它实施例的检测电极可通过传感膜纵切面的夹层缝隙外露的情况不同，本实施例的第一、第二检测电极21、22的主体部分（从202至205这一段）被柔性基材及防水保护层完全覆盖及密封，在传感膜20的外边缘的夹层缝隙处并没有任何检测电极外露。
76.其实本发明实施例的检测电极是否通过纵切面上的夹层缝隙外露并不重要，其对湿润检测也基本上没有影响，因为本发明实施例并不依赖检测电极外露与液体接触产生双电层电容来实现湿润检测，而是会隔着防水保护层产生电解电容来实现湿润检测。本实施例的传感膜尾端（横截面202）附近也没有检测电极存在，这样有一些的好处，因为传感膜尾端通常会设置在一次性吸收用品的后腰部位置上，用户平躺时后腰部容易出汗，这个地方没有检测电极存在能有效避免用户出汗影响一次性吸收用品的湿润检测。
77.除了被密封的主体部分之外，本实施例在靠近传感膜起始端（横截面201）上还包括裸露区，可在此处设置检测装置30并令其触点31、32与第一、第二检测电极21、22接触以
实施湿润检测。为了固定及保护检测装置，本实施例还包括一个防水覆盖层33，其可用无纺布、塑料薄膜或防水纸等材料来构成，其覆盖在传感膜的裸露区之上，其三边与下面的其它材料粘合（图中阴影部分），而中间的部分包括中空部分，可构成一个容纳检测装置30的口袋。图中的中空部分呈u型，可称为u型口袋，可从u型开口处将检测装置30插入到u型口袋之内。
78.由于有防水覆盖层33的存在，传感膜从201至205的这个区域是不能用来检测尿湿的。另外传感膜从202至206的这个区域由于没有检测电极的存在，也不能用来检测尿湿。上述不能用于检测尿湿的区域称为传感膜的非工作区/非传感区。相应地，传感膜从205至206的这个区域有检测电极存在并且没有被任何其它物品遮挡，因此可以用来检测尿湿，该区域被称为传感膜的工作区/传感区。
79.由于本实施例的传感膜的第一、第二检测电极不会通过传感膜边缘的夹层缝隙外露并生成双电层电容，因此在正常情况下，当液体16存在于传感膜的工作区上时，第一、第二检测电极21、22之间只会产生电解电容值c2。但由于传感膜是一种非常柔软及相对脆弱的薄膜，在一次性吸收用品生产及使用过程中传感膜都有可能会出现破损，例如穿孔、裂口、折痕、划伤等，在这些情况下检测电极就有可能会在破损处外露。
80.例如当包含电解质的液体16覆盖在破损处/破孔21h、22h时，也会在21h、22h之间产生双电层电容c20h，此时在第一、第二检测电极21、22之间输出的电容c便同时包含电解电容分量c2及双电层电容分量c20h。所幸的是，由于本发明实施例的传感膜具有很强的双电层电容抑制能力及电解电容增强能力，即使有双电层电容c20h产生，其数值也比c2小很多，不会对正常的湿润检测造影响，即是说本发明实施例的传感膜具有很强的抗损伤能力。
81.两个检测电极之间产生的电解电容大于或远大于双电层电容是本发明实施例的基本要求。由于检测电极产生双电层电容的能力与检测电极的厚度相关，而检测电极产生的电解电容则与检测电极的宽度相关，为了满足上述电容比值的要求，本发明实施例的检测电极的厚度与宽度之比（厚度宽度比）通常很小，厚度宽度比越小越能满足上述电容比值的要求。本发明实施例的第一、第二检测电极（金属薄膜电极）的厚度通常在5至250纳米之间，宽度通常在1至50毫米之间，传感膜的宽度通常在5至100毫米之间，即是说检测电极的厚度宽度比大概在1/4,000至1/10,000,000之间，优选1/5,000至1/1,000,000之间。
82.为了检验传感膜是否符合上述要求，可将传感膜直接浸泡到包含电解质的液体中去测试。例如在本实施例中可将传感膜从205至206的这一段传感区浸泡到液体中去，此时第一、第二检测电极之间产生的电解电容应大于或远大于双电层电容。至于本发明实施例中的“远大于”、“远小于”可按实际应用的精度要求而定的，例如可选择3至30倍或以上作为远大于的标准，而将1/3至1/30或以下作为远小于的标准。
83.为了检验传感膜在破损情况下是否符合要求，亦可沿第一、第二检测电极21、22的中线210、220将传感膜20纵向切开令第一、第二检测电极均可通过由此而产生的纵切面的夹层缝隙外露，然后再将已切开的传感膜浸泡到包含电解质的液体中去并测量第一、第二检测电极之间的双电层电容及电解电容，如果此时电解电容大于或远大于双电层电容，那么该传感膜便被认为符合了本发明对传感膜的基本要求了。
84.图11为本发明实施例一种电容式传感膜包括电子标签时的结构示意图（俯视图）。本实施例的传感膜20除了第一、第二电极21、22之外，还包括一个电子标签（rfid tag）40，
电子标签40包括电子标签芯片43及电子标签天线46，其中电子标签芯片43与传感膜的第一、第二检测电极21、22电连接，当传感膜的防水保护层上存在包含电解质的液体16时，会在两检测电极之间产生电解电容c2。当传感膜20附近有电子标签阅读器读取电子标签信息时，电子标签40就会被唤醒，并会通过电子标签芯片43从第一、第二检测电极21、22中获取与电解电容c2相关的湿润信息，然后再将相关信息通过电子标签天线46以射频的方式向外发送，由此实现基于rfid的无线湿润检测功能。
85.下面参照图12所示，这是本发明实施例一种电容式传感膜仅包括一个金属薄膜电极时的结构示意图及其被包含电解质的液体完全浸润时的等效电路图（横截面图）。在本实施例中，传感膜23可以是从一大卷的传感膜材料中截取出来的其中一部分，也可以是从前述实施例的传感膜20中按检测电极的大小截取出来的部分。截取出来的传感膜23中的金属薄膜电极21在由柔性基材251及防水保护层261构成的夹层的边缘处可通过截面切口外露。
86.本实施例的传感膜具有长条形的外观设计，当传感膜23浸泡到液体16之中时，金属薄膜电极与液体之间会产生4个电容，这里的液体16可视为相应的电容器的一个极板，亦可称之为电解液电极或液体电极。这4个电容分别为检测电极21与液体电极16之间在防水保护层261方向上产生的电解电容c21，检测电极21与液体电极16之间在柔性基材251方向上产生的电解电容c31，检测电极21与液体电极16之间在传感膜左边纵切面上产生的双电层电容c11a，以及检测电极21与液体电极16之间在传感膜右边纵切面上产生的双电层电容c11b。在本实施例中，c11a与c11b是相等的。本实施例不考虑传感膜横截面上产生的双电层电容，因传感膜是长条形的，其横截面要比纵切面短很多，所以横截面上产生的电容可忽略不计。
87.本实施例的金属薄膜电极与液体之间产生的电容与前述其它实施例（例如图6所示实施例）于第一、第二检测电极之间产生的电容具有特定的对应关系。假设第一、第二检测电极的大小一样，并且电容c3远小于电容c2并忽略不计，在这种情况下，由于图6所示的传感膜20的第一、第二检测电极只有其中一边可通过夹层缝隙外露并产生两个相互串联的双电层电容，所以第一、第二检测电极之间产生的双电层电容值将等于本实施例的传感膜23与液体之间产生的双电层电容的四分之一，而其第一、第二检测电极之间产生的电解电容则等于本实施例的传感膜23与液体之间产生的电解电容的一半。
88.即是说，如果本实施例的传感膜23与液体之间产生的电解电容大于或远大于所产生的双电层电容，那么就能一定能保证前述实施例的传感膜20在第一、第二检测电极间产生的电解电容大于或远大于其产生的双电层电容。在实际操作中，还可将两个相同的传感膜23浸泡到液体中去，或将传感膜23沿长度方向的中线切开，令传感膜一分为二，然后将两个切开的传感膜浸泡到液体中去，然后再测量这两个切开的传感膜对应的两个检测电极之间的电解电容及双电层电容，此时如果电解电容大于或远大于双电层电容，便符合本发明实施例对传感膜的电容比值的基本要求了。
89.需要说明的是，在测量金属薄膜电极与液体之间的电容时，通常还需要一个附加的检测电极插入到液体中去令液体成为检测系统的一个液体电极才行，并且待检测的传感膜通常还需要包括一部分非工作区来连接测试仪表或检测装置，所以本发明实施例的将传感膜浸泡到液体中去通常是指将传感膜的工作区浸泡到液体中去，这样才能避免液体将测试仪表的两连接端短路。从另一个角度上来看，亦可认为传感膜的非工作区是传感膜的延
伸部分，或者可以认为传感膜的非工作区不是传感膜的一部分，只是传感膜的配套部分。
90.此外还要留意测试仪表输出的工作电压要小于液体的分解电压才行，这些是在实际测试操作中必须留意的。另外在测试过程中要将双电层电容与电解电容区分开来可能还需要用到一些辅助设备、工具或实验方法，也可能需要对待检测的传感膜作一些预处理。此外还可以根据理论计算得到金属薄膜电极与液体之间的电解电容及双电层电容并将之进行比较。由于上述这些具体操作不是本发明需要说明的内容，因此这里就不赘述了。
91.下面参照图13所示，这是本发明实施例一种电容式传感膜包括裸露的检测电极时的结构示意图及被包含电解质的液体完全浸润时的等效电路图（横截面图）。在本实施例中，传感膜20包括柔性基材25、防水保护层26，以及设置在柔性基材与防水保护层构成的夹层之内的第一检测电极21，而在第二检测电极22上则没有任何防水保护层的存在，即是说本实施例的第二检测电极是裸露的，其可直接与液体16接触，在这种情况下第二检测电极相当于液体/液体电极16的一个连接端或输出端。和前述其它实施例一样，只要第一、第二检测电极之间产生的电解电容c2大于或远大于双电层电容c1便可符合本发明实施例的基本要求了。
92.下面参照图14所示，这是本发明实施例一种智能化湿润检测系统装置的功能方框图。图中包括一次性吸收用品10、传感膜20，一次性吸收用品10与传感膜20的组合构成智能纸尿裤。本实施例中还包括检测装置30，检测装置30通过电连接34与一次性吸收用品10内的传感膜20的检测电极（金属薄膜电极）实施电连接。具体可将一些探针或触点作为接触电极设置在检测装置30上，在使用时将检测装置夹在一次性吸收用品上或插在传感膜的u型口袋之中，并令这些探针或触点与传感膜20上的裸露区的第一、第二检测电极实施电连接就可实现本发明实施例的智能化湿润检测功能了。
93.检测装置30包括电容检测单元35，其可以实时检测智能纸尿裤内传感膜的检测电极之间的电容值，并可实现主要基于电解电容的湿润检测功能，然后再通过无线发射装置36将检测到的智能纸尿裤的湿润状态信息，包括报警信息等，以无线的方式进行发送。
94.相关的状态信息38为无线接收装置50所接收，无线接收装置包括无线接收单元51，当接收到相关的状态信息后，无线接收单元可通过状态显示单元52进行状态显示或指示，或通过状态报警单元53进行报警提示。无线接收装置除了专用的无线接收及显示装置（例如声或光报警装置）之外，还可包括智能手机、个人电脑或平板电脑，可在这些手机、pc或平板电脑上运行app或软件，并通过软硬件结合的方式实现本发明实施例的基于电容式传感膜及智能纸尿裤的尿湿状态检测、数据记录及查询功能。
95.以上所揭露的仅为本发明一些较佳实施例，并以一次性吸收用品的湿润检测为例进行说明，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化及应用范围的扩展，仍属本发明所涵盖的范围。