本申请公开了汗液检测传感装置以及出汗量检测方法。该汗液检测传感装置包括：一吸水溶胀组件；和一配置于所述吸水溶胀组件的织物线材，表面具有导电涂覆层，所述织物线材能够在所述吸水溶胀片吸水溶胀下产生在其长度方向上形变，以致于使所述导电涂覆层跟随该形变引起电阻变化。本申请汗液检测传感装置，通过吸水溶胀组件对汗液进行吸收并溶胀发生体积变化，织物线材在该溶胀下产生因形变带来的电阻变化，从而将出汗量的体积转化为可被观察读取的电阻变化率，这样具有较好的能较为方便地检测出汗量，并且检出限较低。并且检出限较低。并且检出限较低。
【技术实现步骤摘要】
汗液检测传感装置以及出汗量检测方法
[0001]本专利技术涉及生物传感器的
，具体涉及汗液检测传感装置以及出汗量检测方法。
技术介绍
[0002]人体汗液主要是由98～99％的水(pH值4.2～7.5)、氯化钠(约300mg/100mL)、1～2％其他物质(包括少量尿素、乳酸、脂肪酸、葡萄糖等)组成。
[0003]当人体在进行运动或者在处于高温环境作业时，会流出大量的汗液。在抢救病人时，需根据病人的出汗量输入补液量，以免病人出现生命衰竭。每升汗液中平均含Na+不足58.4mg，K+不足10mg，Cl
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不足45.4mg时，人体将会出现一系列问题，以致于人体对视、听觉刺激明显过敏，机体的抗体的调节能力也随之降低，会出现肌肉痉挛、脱水、甚至昏迷等症状。
[0004]如果能够及时探测这些人体汗液中的出汗量，则能够及时给予人们预警，从而可以有效开展水盐补给，避免出汗量过多对正常生命体征造成的危害。
技术实现思路
[0005]为解决上述问题，本申请提供汗液检测传感装置以及出汗量检测方法，能较为方便地检测出汗量，并且检出限较低。
[0006]根据本申请的一个技术方案，本申请汗液检测传感装置，包括：
[0007]一吸水溶胀组件；
[0008]和一配置于所述吸水溶胀组件的织物线材，表面具有导电涂覆层，所述织物线材能够在所述吸水溶胀片组件在吸水溶胀下产生在其长度方向上形变，以致于使所述导电涂覆层跟随该形变引起电阻变化。
[0009]上述汗液检测传感装置的检测原理简单地说是将出汗量的体积转化为可被观察读取的电阻变化率。具体过程是：吸水溶胀组件可对汗液进行吸收并溶胀。吸水溶胀组件的溶胀会带来体积上的明显增大。虽然吸水溶胀组件溶胀是多方向性的，但是由于织物线材的“一维性”，这样吸水溶胀组件的溶胀最终在织物线材长度方向上产生明显的“拉扯”而形变。在该形变下，导电涂覆层在该方向上跟随形变，容易理解的是，导电涂覆层在线材长度方向所发生的跟随形变，类似于“拉面”效应，一定程度上带来其细微的截面积变小以及细微的长度增大，最终使得电阻变大，即带来电阻变化。
[0010]所属领域技术人员应当理解的是，上述形变并非仅仅指容易察觉(即不需要借助外界设备下就能用感觉到的)，事实上，该形变通常是微观、较小的。
[0011]织物线材
[0012]“织物线材”定义为纺织织物上所用的线状物，可以为织造物的，也可为无纺织物的。织物线材可以为天然线，例如棉线、麻线，也可以为聚酯线。
[0013]本申请中织物线材可以是单根或几根不形成交织的，也可以是形成交织的。可以
是单股的，可以是多股的。
[0014]在一个较佳的实施方案中，织物线材的弹性模量要显著大于导电涂覆层的弹性模量。这样可确保，在水凝胶片发生溶胀时，织物线材能产生明显于导电涂覆层的形变，进而优先于导电涂覆层发生长度方向上的形变，最终带动导电涂覆层在长度方向上的形变。
[0015]针对织物线材的弹性模量，其较佳地为0.01～0.1MPa，例如0.01MPa、0.02MPa、0.05MPa、0.08MPa、0.09MPa、0.1MPa。若弹性模量过小，织物线材较为困难响应水凝胶片的溶胀而难以地发生形变；若弹性模量过大，可能带动导电涂覆层容易发生断裂等结构破坏，从而不会带来电阻的持续变化(即电阻可能停留在结构破坏对应的电阻值，之后几乎不变化)。
[0016]作为本申请的织物线材的材质，在为绷带用聚酯线材，当然还可以为其它的高弹性线材。
[0017]作为本申请的织物线材在吸水溶胀组件的位置，可以是位于织物线材的表面，也可以是位于吸水溶胀组件的内部，优选为位于吸收溶胀组件的内部，这样在吸水溶胀组件吸水溶胀时织物线材能产生较为稳固地被“拉扯”，从而提高导电涂覆层对吸水溶胀组件的溶胀体积变化的应力相应速率。
[0018]可列举出一种织物线材在吸水溶胀组件内部的操作方式，将衬底上(例如特氟龙材质)浇筑成型一定厚度的水凝胶层，利用水凝胶的粘性直接将织物线材粘附在其上，再浇筑成型一定厚度水凝胶，如此便可将织物线材成型封闭在水凝胶内部。
[0019]类似地，也可以在吸水溶胀组件上开设一定的凹槽，在浸渍有导电液的织物线材在导电液未干之前利用其粘性穿入该凹槽内以使得其粘附在凹槽壁。
[0020]吸水溶胀组件
[0021]吸水溶胀组件是由吸水溶胀材质构成，吸水溶胀材质是具有吸水性并在吸水后溶胀的物质。作为其中的一种实现方式，吸水溶胀材质可为水凝胶或吸水膨胀弹性体。
[0022]作为本申请中吸水溶胀组件，其在纯水中溶胀比为500～2000，例如500、550、600、700、900、1100、1200、1500、1800、1900、2000等，在1mM氯化钠盐水下溶胀比为20～200，例如20、30、50、80、100、110、120、150、160、180、190或200等。若溶胀比过大，可能造成导电涂覆层的断裂等结构破坏；若溶胀比过小，则一方面难以形成对织物线材的形变，另一方面可能导致对汗液的吸收不充分。
[0023]吸水膨胀弹性体的获得方式可参见专利现有文献获得，如“高吸水树脂的溶胀动力学[J].周建芹,朱忠奎.功能高分子学报.2007(01)”、“吸水膨胀弹性体(张书香,陈勇,焦书科.吸水膨胀弹性体在不同介质中的溶胀行为，.高分子学报,1998,(4):438
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443”。
[0024]基于生物相容性考虑，本申请的吸水溶胀优选为水凝胶。水凝胶是一类极为亲水的三维网络结构凝胶，它在水中迅速溶胀并在此溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解。由于存在交联网络，水凝胶可以溶胀和保有大量的水，水的吸收量与交联度密切相关。交联度越高，吸水量越低。
[0025]作为上述特定溶胀比的材质，水凝胶片可以为PVA
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PAA复合水凝胶。这里，PVA
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PAA复合水凝胶是指PVA(聚乙烯醇)、PAA(聚丙烯酸或其盐)共同为凝胶相的水凝胶。
[0026]PVA
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PAA复合水凝胶的制备可采用已知的热交联的方法来获得，以增加其机械性能和吸水能力。可列举出热交联的一种制备方法。例如，将聚乙烯醇50～60wt％、聚丙烯酸
钠40～50wt％在40℃下交联得到。聚乙烯醇、聚丙烯酸钠可以水溶液形式。除了热交联的获得方式，还可采用冷冻一融化方法，如文献“聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酸(PAA)复合水凝胶的合成”所揭示。
[0027]吸水溶胀组件的形状可为片状(例如圆形)，或者其它任意的形状。对于圆形片状的吸水溶胀组件，其厚度参考性地40～300μm，直径为1～5cm。当然该尺寸大小对本申请的实施效果没有特别的影响。
[0028]导电涂覆层
[0029]导电涂覆层可以通过在导电液中浸涂后干燥固化的方式来获得。作为本申请的导电涂层的浸涂方式，为了获得较为均匀的涂层从而确保较好的实施效果本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种汗液检测传感装置，其特征在于，包括：一吸水溶胀组件；和一配置于所述吸水溶胀组件的织物线材，表面具有导电涂覆层，所述织物线材能够在所述吸水溶胀片吸水溶胀下产生在其长度方向上形变，以致于使所述导电涂覆层跟随该形变引起电阻变化。2.根据权利要求1所述汗液检测传感装置，其特征在于，所述织物线材的弹性模量为0.01～0.1MPa；优选地，所述织物线材为绷带用聚酯线材。3.根据权利要求1～2任意一项所述汗液检测传感装置，其特征在于，所述吸水溶胀组件在纯水中溶胀比为500～2000，在1mM氯化钠盐水下溶胀比为20～200；优选地，所述吸水溶胀组件为水凝胶片；优选地，所述水凝胶片为PVA
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PAA复合水凝胶。4.根据权利要求1～3任意一项所述汗液检测传感装置，其特征在于，形成所述导电涂覆层所用的导电液的方阻值<50Ω/square；优选地，所述导电液的粘度30～300P；优选地，所述导电液在85℃温度下加热1000h...
【专利技术属性】
技术研发人员：许太林，张学记，颜丹，李冠华，
申请(专利权)人：深圳市刷新智能电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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