電解質(zhì)傳感器及其制備方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請為部分連續(xù)申請，要求申請日為2010年11月15日，題為"使用導(dǎo)電彈性體 的電解質(zhì)傳感器"，申請編號為12/946, 853的美國非臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容納 入本文中作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開案涉及導(dǎo)電彈性體在電子器件中的使用。具體而言，本公開案涉及傳感器 中使用的電極。更具體而言，本公開案涉及檢測包括但不限于尿液、汗液、血液、糞便、唾液 和脊髓液中所存在電解質(zhì)的傳感器中使用的電極。
【背景技術(shù)】
[0004] 現(xiàn)有流體檢測報警器通過一個安全別針、磁鐵或?qū)Ｓ脢A子而附著在用戶衣服上。 事實上這些方法不僅具有局限性，而且也給用戶造成了各種不便。盡管在用戶的衣服上附 著一個流體檢測報警器能確保在充分靠近時聽到報警，但是如果用戶身上覆蓋有毛毯或一 些其它覆蓋物，則報警的聲音很容易變得低沉。此外，為確保他/她不睡在流體檢測報警器 上，用戶將不得不睡在一個位置。再者，安全別針和專用夾子可能很容易影響用戶的舒適和 便利，而磁體往往沒有足以吸住流體檢測報警器的強(qiáng)大吸力。
[0005] 本部分所描述的方法可以實施，但不一定是先前已構(gòu)思的方法。因此，除非本文另 有說明，本部分所描述的方法不是本申請的權(quán)利要求的現(xiàn)有技術(shù)，并且不被承認(rèn)為本節(jié)所 包含的現(xiàn)有技術(shù)。
[0006] 眾所周知，導(dǎo)電聚合物和導(dǎo)電彈性體具有彈性和導(dǎo)電性，因此以墊片或密封件的 形式使用。作為導(dǎo)體的包括一些有用性能，包括方便的成型、耐腐蝕性和密封接觸界面。但 是，由于很難得到金屬一樣低的電阻率，其作為導(dǎo)體的使用會有限。導(dǎo)電彈性體一般由引入 導(dǎo)電碳素或金屬顆粒的硅橡膠構(gòu)成。材料的電阻率隨導(dǎo)電粒子的含量而變化。
[0007] 與報警裝置通過電路連接的傳感器電極用于治療遺尿癥是眾所周知的事情。尿液 中存在的電解質(zhì)通過填充電極之間的間隙或通道實現(xiàn)報警電路閉合，由此指示出現(xiàn)排尿的 情況。大多數(shù)現(xiàn)有電極有一組平行的正負(fù)極圖形，否則就是線性蛇形的圖形，故此尿液必須 接觸裸線使報警電路閉合。裸線通過絕緣體中的間隙能夠與尿液接觸，這樣尿液就必須進(jìn) 入正負(fù)極間隙以接觸電線并使電路閉合。
[0008] 現(xiàn)有電解質(zhì)傳感器僅限于沿兩個導(dǎo)電塑料半?yún)^(qū)之間的狹窄間隙閉合，每個半?yún)^(qū)分 別與從接線座伸入傳感器主體的一個正極導(dǎo)電元件和負(fù)極導(dǎo)電元件接觸。因為電解質(zhì)可能 存在于一個塑料半?yún)^(qū)而不使電路閉合，且整個傳感器表面僅由兩個半?yún)^(qū)組成，所以這種情 況存在不利之處。本公開案不限于這種方式，通過本發(fā)明的導(dǎo)電彈性體的正負(fù)軌跡電極連 接到各自電線端子引線端，并且導(dǎo)電彈性體軌跡電極在整個傳感器"軌跡圖案"上都相互靠 近，從而使電解質(zhì)可以通過同時接觸沿占去整個傳感器表面的軌跡圖案的正負(fù)軌跡電極表 面上任何點就會使電路閉合。這是一個很重要的改進(jìn)，這是因為要考慮到陰莖或其它電解 質(zhì)源在電解質(zhì)位置方面不可預(yù)測，故此在神經(jīng)系統(tǒng)訓(xùn)練中每一刻都要爭取時，每個閉合電 路所需的電解質(zhì)體積或數(shù)量應(yīng)盡可能低，對應(yīng)的電路閉合應(yīng)盡可能迅速，以實現(xiàn)有效的治 療。傳感器軌跡圖案的實例如圖2A-2K中所示。
[0009]與現(xiàn)有解決方案相比的另一個優(yōu)勢是使用熱成型安裝軌跡電極。所述熱成型彈性 體電極顯著比現(xiàn)有傳感器薄膜或印刷電路更大更牢固，能夠耐受用戶穿戴過夜，也能耐受 尿液等腐蝕性物質(zhì)的降解。使用固體非柔性載體上專用印刷電路板檢測導(dǎo)液管部位的"濕 度傳感器"。這種電路不能耐受尿液的腐蝕性效應(yīng)與佩戴者的過夜連續(xù)使用的合并作用。 [0010] 用來檢測尿液以外物質(zhì)中存在的電解質(zhì)所用的傳感器將以傳感器電極之間形成 橋接的原理運行，由此執(zhí)行閉合電路的功能，為不同治療形式提供幫助，具體取決于傳感器 檢測的內(nèi)容、上游電子器件以及處理的人體系統(tǒng)。其它目的的實例包括檢測導(dǎo)液管部位的 血液和脊髓液泄漏和感知尿布中的糞便。這些實例并不排除其它用途，而是要描述一些在 傳感器電極中使用的導(dǎo)電彈性體的一些應(yīng)用，以及在哪些方面顯示出導(dǎo)電彈性體電極在現(xiàn) 有解決方案上做了普遍的改進(jìn)，特別是因為電解質(zhì)可以接觸可靠性導(dǎo)電彈性體軌跡電極因 為很多原因（但特別是因為電解質(zhì)可使電解質(zhì)與散布的金屬線觸點接觸或需要足夠的體 積和方向性連接塑料電極半?yún)^(qū)）比現(xiàn)有解決方案普遍有改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本部分內(nèi)容是以一種簡化形式介紹一系列精選的概念，而在下面詳細(xì)說明中進(jìn)行 進(jìn)一步的描述。本部分內(nèi)容的目的并不是識別請求保護(hù)對象的關(guān)鍵特征或基本特征，其目 的也不是用來幫助確定請求保護(hù)對象的范圍。
[0012] 本發(fā)明提供用于檢測分析物的電解質(zhì)傳感器和電解質(zhì)傳感器的制備方法。
[0013] 在一些實施例中，電解質(zhì)傳感器可能包括柔性導(dǎo)電有機(jī)硅基底和附著于接線端子 的導(dǎo)線壓接頭。所述導(dǎo)線壓接頭可以布置于柔性非導(dǎo)電有機(jī)硅基底上。所述電解質(zhì)傳感器 可能進(jìn)一步包括覆蓋導(dǎo)線壓接頭的一個或多個正負(fù)軌跡電極。柔性非導(dǎo)電有機(jī)硅基底、導(dǎo) 線壓接頭和一個或多個正負(fù)軌跡電極可以通過使用熱成型和硫化而連接在一起。柔性非導(dǎo) 電有機(jī)硅基底可以將一個或多個正負(fù)軌跡電極分離。所述的一個或多個正負(fù)軌跡電極可以 包括導(dǎo)電聚合物，且在整個電解質(zhì)傳感器表面，這些正負(fù)軌跡電極可以以彼此相互靠近的 方式進(jìn)行設(shè)置。
[0014] 在一些實施例中，接線端子可以連接到相應(yīng)的正負(fù)電池端子。
[0015] 在一些實施例中，導(dǎo)電聚合物可以是彈性體。
[0016] 在一些實施例中，一個或多個正負(fù)軌跡電極之間的接近度可足以防止它們之間的 電流導(dǎo)通。
[0017] 在一些實施例中，接近度可通過一個或多個通道或不均勻大小的間隙而形成。
[0018] 在一些實施例中，一個或多個正負(fù)軌跡電極在整個表面形成島，使用一個或多個 間隙或通道將這些島分離。
[0019] 在一些實施例中，一個或多個間隙或通道可以有足夠大小，以允許固體、液體、或 氣體所存在的分析物在一個或多個正負(fù)軌跡電極之間導(dǎo)電。
[0020] 在一些實施例中，一個或多個正負(fù)軌跡電極可以被一個或多個橋分離。
[0021] 在一些實施例中，所述柔性非導(dǎo)電有機(jī)硅基底可能具有足夠的剛性，以便在一個 或多個正負(fù)軌跡電極之間提供一定距離。
[0022] 在一些實施例中，用于檢測分析物的電解質(zhì)傳感器的制備方法可能包括提供一個 柔性非導(dǎo)電有機(jī)硅基底、一個或多個正負(fù)軌跡電極和導(dǎo)線壓接頭。該方法還可能包括將導(dǎo) 線壓接頭連接到接線端子，并將導(dǎo)線壓接頭放置于柔性非導(dǎo)電有機(jī)硅基底上。該方法還可 能包括用一個或多個正負(fù)軌跡電極覆蓋導(dǎo)線壓接頭，使用熱成型和硫化將柔性非導(dǎo)電有機(jī) 硅基底、導(dǎo)線壓接頭和一個或多個正負(fù)軌跡電極連接在一起。
[0023] 在一些實施例中，該方法可能還包括通過應(yīng)力釋放件（strain relief)，將單一的 電纜融合至電解質(zhì)傳感器。
[0024] 其它特征和典型實施例將在如下詳述。
【附圖說明】
[0025] 通過舉例的方法說明本發(fā)明的具體實施例，并不局限于附圖的方案，其中，圖中相 同的標(biāo)號表示相同的元件，附圖中：
[0026] 圖1所示為根據(jù)示范性的實施例的安裝到一個柔性非導(dǎo)電有機(jī)硅基底和軌跡電 極的進(jìn)線端子的立體圖；
[0027] 圖2A-K所示為根據(jù)示范性的實施例的可實現(xiàn)的的多種電極軌跡圖案；
[0028] 圖3所示為根據(jù)示范性的實