电解质传感器及其制备方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本申请为部分连续申请，要求申请日为2010年11月15日，题为"使用导电弹性体 的电解质传感器"，申请编号为12/946, 853的美国非临时专利申请的优先权，其全部内容纳 入本文中作为参考。
技术领域
[0003] 本公开案涉及导电弹性体在电子器件中的使用。具体而言，本公开案涉及传感器 中使用的电极。更具体而言，本公开案涉及检测包括但不限于尿液、汗液、血液、粪便、唾液 和脊髓液中所存在电解质的传感器中使用的电极。
【背景技术】
[0004] 现有流体检测报警器通过一个安全别针、磁铁或专用夹子而附着在用户衣服上。 事实上这些方法不仅具有局限性，而且也给用户造成了各种不便。尽管在用户的衣服上附 着一个流体检测报警器能确保在充分靠近时听到报警，但是如果用户身上覆盖有毛毯或一 些其它覆盖物，则报警的声音很容易变得低沉。此外，为确保他/她不睡在流体检测报警器 上，用户将不得不睡在一个位置。再者，安全别针和专用夹子可能很容易影响用户的舒适和 便利，而磁体往往没有足以吸住流体检测报警器的强大吸力。
[0005] 本部分所描述的方法可以实施，但不一定是先前已构思的方法。因此，除非本文另 有说明，本部分所描述的方法不是本申请的权利要求的现有技术，并且不被承认为本节所 包含的现有技术。
[0006] 众所周知，导电聚合物和导电弹性体具有弹性和导电性，因此以垫片或密封件的 形式使用。作为导体的包括一些有用性能，包括方便的成型、耐腐蚀性和密封接触界面。但 是，由于很难得到金属一样低的电阻率，其作为导体的使用会有限。导电弹性体一般由引入 导电碳素或金属颗粒的硅橡胶构成。材料的电阻率随导电粒子的含量而变化。
[0007] 与报警装置通过电路连接的传感器电极用于治疗遗尿症是众所周知的事情。尿液 中存在的电解质通过填充电极之间的间隙或通道实现报警电路闭合，由此指示出现排尿的 情况。大多数现有电极有一组平行的正负极图形，否则就是线性蛇形的图形，故此尿液必须 接触裸线使报警电路闭合。裸线通过绝缘体中的间隙能够与尿液接触，这样尿液就必须进 入正负极间隙以接触电线并使电路闭合。
[0008] 现有电解质传感器仅限于沿两个导电塑料半区之间的狭窄间隙闭合，每个半区分 别与从接线座伸入传感器主体的一个正极导电元件和负极导电元件接触。因为电解质可能 存在于一个塑料半区而不使电路闭合，且整个传感器表面仅由两个半区组成，所以这种情 况存在不利之处。本公开案不限于这种方式，通过本发明的导电弹性体的正负轨迹电极连 接到各自电线端子引线端，并且导电弹性体轨迹电极在整个传感器"轨迹图案"上都相互靠 近，从而使电解质可以通过同时接触沿占去整个传感器表面的轨迹图案的正负轨迹电极表 面上任何点就会使电路闭合。这是一个很重要的改进，这是因为要考虑到阴茎或其它电解 质源在电解质位置方面不可预测，故此在神经系统训练中每一刻都要争取时，每个闭合电 路所需的电解质体积或数量应尽可能低，对应的电路闭合应尽可能迅速，以实现有效的治 疗。传感器轨迹图案的实例如图2A-2K中所示。
[0009]与现有解决方案相比的另一个优势是使用热成型安装轨迹电极。所述热成型弹性 体电极显著比现有传感器薄膜或印刷电路更大更牢固，能够耐受用户穿戴过夜，也能耐受 尿液等腐蚀性物质的降解。使用固体非柔性载体上专用印刷电路板检测导液管部位的"湿 度传感器"。这种电路不能耐受尿液的腐蚀性效应与佩戴者的过夜连续使用的合并作用。 [0010] 用来检测尿液以外物质中存在的电解质所用的传感器将以传感器电极之间形成 桥接的原理运行，由此执行闭合电路的功能，为不同治疗形式提供帮助，具体取决于传感器 检测的内容、上游电子器件以及处理的人体系统。其它目的的实例包括检测导液管部位的 血液和脊髓液泄漏和感知尿布中的粪便。这些实例并不排除其它用途，而是要描述一些在 传感器电极中使用的导电弹性体的一些应用，以及在哪些方面显示出导电弹性体电极在现 有解决方案上做了普遍的改进，特别是因为电解质可以接触可靠性导电弹性体轨迹电极因 为很多原因（但特别是因为电解质可使电解质与散布的金属线触点接触或需要足够的体 积和方向性连接塑料电极半区）比现有解决方案普遍有改善。
【发明内容】
[0011] 本部分内容是以一种简化形式介绍一系列精选的概念，而在下面详细说明中进行 进一步的描述。本部分内容的目的并不是识别请求保护对象的关键特征或基本特征，其目 的也不是用来帮助确定请求保护对象的范围。
[0012] 本发明提供用于检测分析物的电解质传感器和电解质传感器的制备方法。
[0013] 在一些实施例中，电解质传感器可能包括柔性导电有机硅基底和附着于接线端子 的导线压接头。所述导线压接头可以布置于柔性非导电有机硅基底上。所述电解质传感器 可能进一步包括覆盖导线压接头的一个或多个正负轨迹电极。柔性非导电有机硅基底、导 线压接头和一个或多个正负轨迹电极可以通过使用热成型和硫化而连接在一起。柔性非导 电有机硅基底可以将一个或多个正负轨迹电极分离。所述的一个或多个正负轨迹电极可以 包括导电聚合物，且在整个电解质传感器表面，这些正负轨迹电极可以以彼此相互靠近的 方式进行设置。
[0014] 在一些实施例中，接线端子可以连接到相应的正负电池端子。
[0015] 在一些实施例中，导电聚合物可以是弹性体。
[0016] 在一些实施例中，一个或多个正负轨迹电极之间的接近度可足以防止它们之间的 电流导通。
[0017] 在一些实施例中，接近度可通过一个或多个通道或不均匀大小的间隙而形成。
[0018] 在一些实施例中，一个或多个正负轨迹电极在整个表面形成岛，使用一个或多个 间隙或通道将这些岛分离。
[0019] 在一些实施例中，一个或多个间隙或通道可以有足够大小，以允许固体、液体、或 气体所存在的分析物在一个或多个正负轨迹电极之间导电。
[0020] 在一些实施例中，一个或多个正负轨迹电极可以被一个或多个桥分离。
[0021] 在一些实施例中，所述柔性非导电有机硅基底可能具有足够的刚性，以便在一个 或多个正负轨迹电极之间提供一定距离。
[0022] 在一些实施例中，用于检测分析物的电解质传感器的制备方法可能包括提供一个 柔性非导电有机硅基底、一个或多个正负轨迹电极和导线压接头。该方法还可能包括将导 线压接头连接到接线端子，并将导线压接头放置于柔性非导电有机硅基底上。该方法还可 能包括用一个或多个正负轨迹电极覆盖导线压接头，使用热成型和硫化将柔性非导电有机 硅基底、导线压接头和一个或多个正负轨迹电极连接在一起。
[0023] 在一些实施例中，该方法可能还包括通过应力释放件（strain relief)，将单一的 电缆融合至电解质传感器。
[0024] 其它特征和典型实施例将在如下详述。
【附图说明】
[0025] 通过举例的方法说明本发明的具体实施例，并不局限于附图的方案，其中，图中相 同的标号表示相同的元件，附图中：
[0026] 图1所示为根据示范性的实施例的安装到一个柔性非导电有机硅基底和轨迹电 极的进线端子的立体图；
[0027] 图2A-K所示为根据示范性的实施例的可实现的的多种电极轨迹图案；
[0028] 图3所示为根据示范性的实