本发明专利技术提供一种双面定向加权量化潮湿状态检测传感器，包括一薄膜式电容传感器，所述电容传感器包括一感应条，所述感应条呈柔性带状结构，其包括上感应面及下感应面，可分别实现上、下两面的量化潮湿状态检测，并可将上、下两面的潮湿状态按特定的比重加权输出，由此可提供一个与特定检测对象的特定层面及特定方向相关的综合潮湿状态信息。
A double-sided directional weighted quantitative moisture state detection sensor
【技术实现步骤摘要】
一种双面定向加权量化潮湿状态检测传感器
本专利技术涉及一种传感器，特别是一种与一次性吸收用品潮湿状态检测相关的双面定向加权量化潮湿状态检测传感器。
技术介绍
一次性吸收用品包括纸尿裤、纸尿片、拉拉裤、训练裤、卫生巾、尿垫等卫生制品，为方便描述，以下将以纸尿裤为例进行说明，相关内容也适用于其它的一次性吸收用品。纸尿裤通常包括面层、吸收层及防漏层，其吸水性能主要体现在吸收层上。当尿湿发生时，尿液会透过面层进入吸收层，吸收层内的高分子材料会吸收尿液中的水分并将其锁定，令面层恢复干爽状态。然而纸尿裤吸收层的水分吸收及锁定能力是有限的，当尿量比较多时，水分便无法被完全吸收及被锁定，这时如果挤压纸尿裤，水分就会从纸尿裤的吸收层中倒流出来，这种现象叫做液体反渗，其会令纸尿裤面层变得湿漉漉的，除了令使用者不舒服之外，还容易导致皮肤疾患(例如尿布疹)，这时的纸尿裤就要尽快更换了，如果不更换还容易造成尿液泄漏，出现污染床褥的情况。因此科学的纸尿裤尿湿检测不但要知道纸尿裤面层或底层是否已被尿湿了，还要知道纸尿裤的吸收层是否饱和了，是否出现反渗了，是否需要更换了。具体来说是要知道纸尿裤面层的潮湿是由上面淋湿的，还是从吸收层反渗而来的？虽然都是纸尿裤面层的潮湿，但却代表了两种不同的状态，前者可视为尿湿的开始，而后者则可认为是吸收层饱和，是一种迫切需更换的状态。如果能在纸尿裤的面层与吸收层之间设置一个传感器并能分别检测面层及吸收层的潮湿状态的话，那将会带来很大帮。要做到这一点，就需要有一种具有双面定向潮湿检测功能的薄膜式传感器，可设置在纸尿裤特定位置/层面上实现实现特定方向的潮湿检测。如果该传感器能进一步将特定位置上、下两面的潮湿状态进行量化，并按指定的权重(例如增加吸收层饱和反渗状态的权重)进行叠加输出的话，那将会是最理想的，这样其输出的数值就代表了纸尿裤的综合潮湿程度或更换迫切性程度了，这对纸尿裤的科学合理使用及更换都具有很大的参考价值。在现有的纸尿裤尿湿检测传感器技术方面，已有一些可实现量化的尿湿检测技术方案，例如中国专利申请公布号CN107174408A公开一种电子感湿吸收用品及相关的方法，其通过印刷在吸收用品防漏层外表面上的柔性电极作为传感器实现对吸收用品的量化潮湿状态检测，但其潮湿状态是防漏层与吸收层之间的液体存在状态而非面层潮湿状态及吸收层饱和/反渗状态，更无法实现双面定向及加权的潮湿状态检测功能。中国专利申请公布号CN107854220A公开了一种电子感湿吸收用品及其潮湿程度检测方法，其通过分别印刷在吸收用品防漏层内、外表面上的柔性电极作传感器实现所述吸收用品的潮湿状态检测，同样地该潮湿状态也仅代表吸收用品的吸收层与防漏层之间的液体存在状态而非吸收用品面层潮湿状态及吸收层饱和/反渗状态，亦无法实现双面定向及加权的潮湿状态检测功能。中国专利申请公布号CN102650608A公开了一种基于电化学电容器的液体检测装置、方法及纸尿裤，其采用设置在纸尿裤内直接与尿液接触的导电油墨感应线作传感器，通过电化学电容器方式实现量化的尿湿检测功能。虽然这些感应线可设置在纸尿裤不同层面上，但其不能区分来自不同方向的液体，亦无法作定向尿湿检测及加权处理，同时其生成的电化学电容量很大，导致系统的反应速度会十分迟缓，难以满足实时状态监测的要求。中国专利申请公布号CN106691699A公开了一种在亲水性基片上设置导电带来实现尿湿检测的传感器，该传感器可设置在纸尿裤面层上，也可设置在面层与吸收层之间，但该传感器无法区分来自不同方向的尿液，因为任一方向的尿液均可将其亲水性的基片浸润从而产生尿湿报警信号，同时该传感器采用尿湿短路的电阻方式来检测尿液的存在，这种方式原则上只能检测是否有尿湿发生而无法检测尿湿的程度，即是无法实现量化的尿湿检测功能，更无法实现双面定向及加权的潮湿状态检测功能。美国专利公开号US2013/0018340A1公开了一种吸收用品湿度检测系统，其将传感器阵列设置在吸收用品的外层表面上，通过传感器列阵检测吸收用品的电容变化从而获知潮湿程度。由于其传感器是非入侵式的，检测到的数值是从外部看进去的一个综合数值，是无法区分不同层面上的尿湿情况的。另外它实质上是一种开放式介质电容器，其检测的是周边物质的介电常数变化，至于吸收用品是否出现尿液反渗情况，它是无从知晓的。另外开放式介质电容器的电容通常很小，易受人体电容及周边物质干扰，并且也都无法实现双面定向及加权的潮湿状态检测功能。上述现有技术方案存在种种不足，都需要有新的技术方案去解决。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种可实现快速检测的双面定向加权量化潮湿状态检测传感器，其包括一种薄膜式的电容传感器/感应条，其具有上、下两个感应面，适合设置在纸尿裤的不同层面上使用，可实现上、下两面的潮湿状态检测并可进行量化处理及按需要调整上、下两面的状态权重并作加权输出，以满足用户的不同应用需求。当传感器设置在纸尿裤面层与吸收层之间时，可实现面层的潮湿状态检测及吸收层的反渗状态检测，并可增加吸收层反渗状态的输出权重，令吸收层反渗状态能让更换纸尿裤的信号更快出现。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种双面定向加权量化潮湿状态检测传感器，包括一薄膜式电容传感器，所述电容传感器包括一感应条，所述感应条呈柔性带状结构，其包括上感应面及下感应面，可分别实现上、下两面的量化潮湿状态检测，并可将上、下两面的潮湿状态按特定的比重加权输出，由此提供一个与特定检测对象的特定层面及特定方向相关的综合潮湿状态信息。其中，包括与所述上感应面对应的上防水薄膜及与所述下感应面对应的下防水薄膜，在所述上、下防水薄膜之间包括密封式感应层，所述感应层为所述上、下防水薄膜覆盖绝缘。其中，所述感应条包括第一检测电极及第二检测电极，并且所述第一、第二检测电极设置在所述感应层之内，其为所述上、下防水薄膜完全覆盖，在工作中与所述待检测液体无接触；或所述第一、第二检测电极设置在所述感应层之内，其中所述第一检测电极为所述上、下防水薄膜完全覆盖，在工作中与所述待检测液体无接触，而所述第二检测电极则最少有一部分通过所述上、下防水薄膜的夹层边缘或任何其它设置在防水薄膜上的缺口或缝隙向外暴露，并在工作中通过所述暴露部分与包含电解质的待检测液体接触并令所述液体与之等电位及构成一液体电极。其中，所述感应条包括第一检测电极及第二检测电极，所述第一检测电极设置在所述感应层之内受保护，在工作中与所述待检测液体无接触，而所述第二检测电极则位于所述上、下防水薄膜任一面的外表面上，其工作时直接与包含电解质的待检测液体接触并令所述液体与之等电位及构成一液体电极；及所述第一、第二检测电极的正投影包括重叠部分，所述重叠部分的电极构成一个具有初始电容值为C0的介质电容；及当所述液体电极覆盖在与所述第一检测电极相对应的防水薄膜的外表面上时，在所述液体电极与所述第一检测电极之间产生一电解电容，所述第一、第二检测电极将所述介质电容C0与所述电解电容相加为C后输出，此时潮湿状态可用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双面定向加权量化潮湿状态检测传感器，其特征在于，包括一薄膜式电容传感器，所述电容传感器包括一感应条，所述感应条呈柔性带状结构，其包括上感应面及下感应面，可分别实现上、下两面的量化潮湿状态检测，并可将上、下两面的潮湿状态按特定的比重加权输出，由此提供一个与特定检测对象的特定层面及特定方向相关的综合潮湿状态信息。/n
【技术特征摘要】
20190403 HK HK19121826.2;20190606 HK HK19124816.0;1.一种双面定向加权量化潮湿状态检测传感器，其特征在于，包括一薄膜式电容传感器，所述电容传感器包括一感应条，所述感应条呈柔性带状结构，其包括上感应面及下感应面，可分别实现上、下两面的量化潮湿状态检测，并可将上、下两面的潮湿状态按特定的比重加权输出，由此提供一个与特定检测对象的特定层面及特定方向相关的综合潮湿状态信息。
2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，包括与所述上感应面对应的上防水薄膜及与所述下感应面对应的下防水薄膜，在所述上、下防水薄膜之间包括密封式感应层，所述感应层为所述上、下防水薄膜覆盖绝缘。
3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述感应条包括第一检测电极及第二检测电极，并且所述第一、第二检测电极设置在所述感应层之内，其为所述上、下防水薄膜完全覆盖，在工作中与所述待检测液体无接触；或
所述第一、第二检测电极设置在所述感应层之内，其中所述第一检测电极为所述上、下防水薄膜完全覆盖，在工作中与所述待检测液体无接触，而所述第二检测电极则最少有一部分通过所述上、下防水薄膜的夹层边缘或任何其它设置在防水薄膜上的缺口或缝隙向外暴露，并在工作中通过所述暴露部分与包含电解质的待检测液体接触并令所述液体与之等电位及构成一液体电极。
4.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述感应条包括第一检测电极及第二检测电极，所述第一检测电极设置在所述感应层之内受保护，在工作中与所述待检测液体无接触，而所述第二检测电极则位于所述上、下防水薄膜任一面的外表面上，其工作时直接与包含电解质的待检测液体接触并令所述液体与之等电位及构成一液体电极；及
所述第一、第二检测电极的正投影包括重叠部分，所述重叠部分的电极构成一个具有初始电容值为C0的介质电容；及
当所述液体电极覆盖在与所述第一检测电极相对应的防水薄膜的外表面上时，在所述液体电极与所述第一检测电极之间产生一电解电容，所述第一、第二检测电极将所述介质电容C0与所述电解电容相加为C后输出，此时潮湿状态可用公式(C-C0)/C0来代表，数值越大代表所述特定检测对象的特定层面的综合潮湿程度越严重；及
所述感应条具有长度自适应能力，所述特定检测对象的特定层面的综合潮湿状态((C-C0)/C0)与感应条的长度无关。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄新凯，徐菲，陈阵，
申请(专利权)人：深圳一代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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