电解质传感器及其制备方法_2

文档序号:9415741阅读:来源:国知局
施例的具有岛状电极图案的电解质传感器的分解侧 视图;
[0029] 图4所示为根据示范性的实施例的电解质传感器的制备的方法的流程图;
[0030] 图5为所示为根据示范性的实施例的电解质传感器的示意图,图中示出了如何将 导线压接头连接到导电弹性体电极上;
[0031] 图6所示为根据示范性的实施例的电解质传感器的整体图;
[0032] 图7所示为电解质传感器的一个特定实施例的示意图;
[0033] 图8所示为根据示范性的实施例的电解质传感器的正负轨迹电极的整体图;
[0034] 图9为图8所述轨迹电极的其中一个电极的示意图;
[0035] 图10所示为根据示范性的实施例的构成电解质传感器一部分的柔性非导电有机 娃基底的不意图;以及
[0036] 图11所示为根据示范性的实施例的电解质传感器导线压接头的示意图。
【具体实施方式】
[0037] 在下列描述中,出于说明的目的,陈述了大量具体细节,以便提供对实施例的充分 了解。但是,本领域的技术人员会应该理解,本本发明的技术方案也可在没有这些具体细节 的情况下实施。
[0038] 本公开案涉及可用于检测汗液、血液、尿液、粪便、唾液、脊髓液的电解质传感器, 所有这些都含有能够在电极间传导电流的电解质。通常,本公开案还用来测量任何可能分 析物的电极间隙之间的电阻。
[0039] 本公开案中所述的优点可能源自电解质传感器由导电弹性体制成以及具有各种 性能,这些性能能够实现传感器形状和面积设计(例如涉及阴茎、尿液或电解质来源位置 的多变性)方面的灵活性、用电极面积和反应时间函数表示的电解质导电的更高灵敏性、 传感器耐腐蚀性、传感器对汗液、血液、尿液、粪便或脊髓液的导电一致性、传感器柔性和舒 适性以及由于热成型结构所带来的传感器耐久性。
[0040] 本公开案中使用导电弹性体的电解质传感器可以用于检测电解质(包括但不限 于那些存在于尿液、汗液、唾液、粪便、脊髓液、血液中的电解质),还可以作为任何电解质的 传感器运行。
[0041] 但应理解"电解质"包括但不限于下列物质中存在的电解质:汗液、血液、尿液、粪 便、唾液、或脊髓液。使用导电弹性体的电解质传感器的一个应用实例是在遗尿症治疗领 域,由此将电解质传感器接入由传感器中尿液的存在触发的报警电路。传感器包含正负导 电弹性体轨迹电极、一个或多个柔性非导电有机硅基底以及用于隔开电极的一个或多个间 隙或通道。"正"、"负"轨迹电极被定义为相应连接到终端并与正负电池端子相连的正负接 线端引线电极。导电弹性体轨迹电极优选热成型高柔性的非导电性有机硅基底,间隙或通 道借此将整个图案上的正负轨迹电极分隔开。在一些实施例中,柔性非导电有机硅基底可 以使正负轨迹电极分离,并且有足够的刚性以在正负轨迹电极之间提供一个距离。
[0042] 所述轨迹电极可设置在柔性非导电有机硅基底的顶部,也可陷入柔性非导电有机 硅基底。间隙或通道可能包含使用可用的空气作为气体绝缘体的空间空穴,或者包含通过 由基底中有机硅等实体绝缘材料组成的间隙或通道分隔开凹式电极。因此,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。所述间隙或通道不限于均匀大小,由此整 个轨迹图案的间隙或通道大小可能不均匀。电解质(如尿液中存在的电解质),形成了跨相 邻正负轨迹电极之间间隙或通道的桥接,造成电路闭合,尿液中存在的电解质由此能够在 正负轨迹电极之间传导电荷。电路闭合后连接报警装置或向远程报警或其它电子装置发送 信号的发射器。连接的电路可以闭合。在一些实施例中,使用导电弹性体的电解质传感器 包括电解质传感器。
[0043] 在一些实施例中,使用导电弹性体的电解质传感器通过使用导电弹性体制成的电 解质传感器电极而提高了电解质传感器检测存在的电解质信号的速度。导电弹性体也可在 沿其整个表面的任何一点传导电流。因此,在正导电弹性体电极和负导电弹性体之间的电 路可以闭合。正负电极可以使用金属导线、导电弹性体的其它部分或以任何方式被连接到 电源。电流可以供给至电解质传感器部分的电极。
[0044] 在一些实施例中,金属导线可以通过导线压接头嵌入柔性非导电有机硅基底(通 过使用热硫化和热成型完成)而被连接到正负轨迹电极。
[0045] 在一些实施例中,使用导电弹性体的电解质传感器通过使用导电弹性体制成的电 解质传感器电极而提高了电解质的特异性,以对所需的电解质做出反应。在形成间隙两端 的电流过程中,弹性体组成和轨迹电极之间的间隙或通道的大小是所需克服电阻数值的函 数。
[0046] 在一些实施例中,使用导电弹性体的电解质传感器可通过使用导电弹性体制成尿 传感器电极并将其通过轨迹图案连接到高柔性非导电有机硅基底来改进尿传感器的功能 性形状,故此阴茎在夜间可改变定位,故此导电弹性体轨迹电极可设计成图案检测几乎任 何形状有用面积的尿液。
[0047] 在一些实施例中,通过减少激活电解质传感器所需的电解质的量,并使用导电弹 性体制成电解质传感器,使得使用导电弹性体的电解质传感器改进了电解质检测的最先进 技术。
[0048] 在一些实施例中,通过使用导电弹性体制成电解质传感器,并使用柔性非导电有 机硅基底或桥接部分,使得使用导电弹性体的电解质传感器改善了电解质传感器的柔性。
[0049] 在一些实施例中,通过使用导电弹性体制成电解质传感器,使用柔性有机硅制成 基底,并借助弹性体的固有性质(包括相对温暖的触感,并且具有柔软圆形边缘和棱角), 使得使用导电弹性体的电解质传感器改善了用户所穿戴电解质传感器的舒适性。增加的舒 适性是因为在电解质传感器中将金属替换成了弹性体,从而最大限度地减少了电解质传感 器结构中坚硬、锋利材料的使用。
[0050] 在一些实施例中,通过将热成型将电解质传感器电极和引线连接至柔性非导电有 机硅基底,使得使用导电弹性体的电解质传感器提高了电解质传感器的耐久性。
[0051] 在一些实施例中,通过使用导电弹性体以替代金属导线制成电解质传感器,使得 使用导电弹性体的电解质传感器提高了电解质传感器的耐腐蚀性。
[0052] 制备导电弹性体的化学方法众所周知,其主要使用导电性粒子构成混合弹性体。 但应当理解的是,许多等效的化合物可用于创造能形成合适正负电极的弹性体化合物。此 外,这些化合物可以归类为聚合物而非弹性体。本公开案的弹性体组成的优选实施例如下 表所示。
[0053] 本具体实施方案表邠及以上
【发明内容】
中所描述实施例的特征和应用并非包括了 所有的情况。基于以下附图、说明书和权利要求,本领域的普通技术人员会很清楚许多本发 明的其它的特征和优点。
[0054] 图1为立体透视图,示出了进线端子50、70固定到基底110和轨迹电极150、170。 轨迹电极150、170可以被间隙或通道120进行物理或电气上的分离,随后可以对其填充电 解质,从而可闭合电路。
[0055] 用于分离正、负轨迹电极150、170以保持轨迹电极之间所需距离的方法包括但不 限于,在各电极之间所需距离上将轨迹电极150、170热成型于基底110的热成型方法,或者 在轨迹电极之间使用非导电"桥"的方法(其中,可以使用基底,也可以不使用基底)。示范 性的实施例为:使用柔性非导电有机硅基底,通过热成型方法,将进线端子50、70可连接到 轨迹电极150、170和基底110上,以防止或不易使接线
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