一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置。所述传感器装置包括：汗液通道，其一端开口靠近皮肤表面设置，用于使皮肤表面所产生的汗液连续输入；检测机构，其用于对流经汗液通道的汗液进行检测，以获取所述汗液中的电解质浓度信息；吸汗机构，其与所述汗液通道远离皮肤的另一端开口配合，用于持续吸取所述汗液通道输出的汗液，以使皮肤表面所产生的汗液连续通过所述汗液通道。本发明专利技术的可穿戴汗液传感器装置可实时连续地检测汗液电解质浓度，检测结果不受新旧汗液混合的干扰，准确性高。准确性高。准确性高。

【技术实现步骤摘要】
一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置


[0001]本专利技术属于可穿戴设备
，具体涉及一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置。

技术介绍

[0002]人在高温环境工作和进行体育运动时，会由于体温调节性出汗原因导致大量体液流失，如不及时进行合理水合补充，工作和运动的耐久性将受损，并伴随着多种生理功能的改变，严重时会对人的生命健康造成威胁。汗液电解质总浓度正常范围在50～200mmol/kg，男性平均为117mmol/kg，女性平均为134mmol/kg。热和运动下汗液丢失水和电解质会造成人体电解质发生紊乱，出现低钠血症、高钠血症、低钾血症和高钾血症等，导致出现不同程度的乏力、肌肉酸痛、恶心、呕吐、昏迷等症状，甚至死亡。因此，准确监测人体电解质水平对评估健康状况具有重要意义。
[0003]在临床研究中，人体电解质水平检测和评估的指标主要包括体重变化(失水量)、血浆渗透摩尔浓度、血浆钠离子浓度等。尽管这些指标能够相对准确地判定人体电解质流失状态，然而，目前人体电解质水平的检测方法存在无法实时连续长期(侵入性)监测、检测费时昂贵以及专业需求度高等问题，导致电解质水平监测很难在体育、军事、康复等领域得到广泛研究。
[0004]然而，传统汗液研究应用于人体电解质水平监测存在诸多问题和挑战，包括：(1)传统汗液采集过程复杂费时，且无标准化设备和量化指标，汗液常发生污染、挥发、新旧汗液交叉混合、重吸收等；(2)实验室检测设备需汗液量大；(3)所采集的汗液样本非实时连续等。上述问题不仅影响了汗液非侵入和实时连续的特点，更严重限制了汗液与脱水关系的深入研究。因此，穿戴式汗液传感器为人体电解质水平的实时连续长期监测提供了新的机遇。通过对汗液电解质总浓度监测，有望直接实时评估和预警电解质流失状态，推动可穿戴设备在个体健康管理和医疗监测领域的发展。
[0005]目前，可穿戴汗液传感技术对电解质离子的检测原理主要基于电化学离子选择性电极的方法，其往往受限于电极电位的不稳定、额外的预处理过程及校准操作等问题，在实际应用中亟需开发制备简单、稳定性高、免校准的传感分析手段。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置，解决了现有技术中存在的问题。
[0007]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0008]本专利技术实施例提供了一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置，其包括：
[0009]汗液通道，其一端开口靠近皮肤表面设置，用于使皮肤表面所产生的汗液连续输入；
[0010]检测机构，其用于对流经汗液通道的汗液进行检测，以获取所述汗液中的电解质浓度信息；
[0011]吸汗机构，其与所述汗液通道远离皮肤的另一端开口配合，用于持续吸取所述汗液通道输出的汗液，以使皮肤表面所产生的汗液连续通过所述汗液通道。
[0012]进一步的，所述汗液通道的内壁呈疏水性质。
[0013]进一步的，所述检测机构包括至少一对电极，每一对电极的至少局部暴露于所述汗液通道内，并能够与流经汗液通道的汗液接触。
[0014]进一步的，所述电极暴露于汗液通道内的局部表面呈疏水性质。
[0015]本专利技术实施例还提供了一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置，其包括沿远离皮肤表面的方向依次设置的腔室层、电极层、多孔疏水层和吸汗层；所述腔室层中设有汗液储存室，所述电极层中设有汗液通道，所述汗液储存室与所述汗液通道的一端连通，所述汗液通道的另一端经多孔疏水层与吸汗层连通；所述电极层包括至少一对电极，每一对电极的至少局部暴露于所述汗液通道内，并能够与流经汗液通道的汗液接触。
[0016]本专利技术实施例还提供了一种实时连续检测汗液电解质浓度的方法，其包括：
[0017]将所述的可穿戴汗液传感器装置置于选定的皮肤表面区域；
[0018]连续采集和分析所述可穿戴汗液传感器装置产生的电导信号，实现对该选定的皮肤表面区域内的汗液电解质浓度的检测。
[0019]与现有技术相比，本专利技术提供的一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置，至少具有如下有益效果：
[0020](1)提供的可穿戴汗液传感器装置，通过设置短小的汗液通道，并在汗液通道内进行电解质浓度的检测，汗液样本体积微小，检测后的汗液能够迅速被吸汗机构吸收，不会有汗液累积，能够有效避免新旧汗液的混合，保证测试的准确性和实时性。
[0021](2)提供的可穿戴汗液传感器装置，通过一条实时连续的电导曲线，即可实现对汗液电解质浓度的实时连续检测。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本专利技术实施例1提供的一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置附着于皮肤表面时的剖面结构示意图；
[0024]图2是本专利技术实施例1提供的一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置的俯视图；
[0025]图3是本专利技术实施例1提供的一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置的整体结构示意图；
[0026]图4是本专利技术实施例1提供的一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置在人体皮肤上测试时的电导信号曲线；
[0027]图5是本专利技术实施例2提供的一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器
装置附着于皮肤表面时的剖面结构示意图；
[0028]图6是本专利技术实施例2提供的一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置的俯视图；
[0029]图7是本专利技术实施例1或2提供的一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置在微流注射泵测试条件下的电导信号曲线。
[0030]附图标记：1
‑
人体皮肤出汗系统；11
‑
皮肤表皮；12
‑
下皮；13
‑
汗液；14
‑
汗腺；2
‑
柔性基底；21
‑
第二通孔；3
‑
第二粘合层；31
‑
第三通孔；41
‑
主体薄膜；421
‑
第一电导电极；422
‑
第二电导电极；43
‑
第一通孔；44
‑
第一引脚；45
‑
第二引脚；5
‑
第一粘合层；51
‑
第四通孔；6
‑
多孔疏水层；7
‑
吸汗层；8
‑
汗液存储室。
具体实施方式
[0031]鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置，其特征在于，包括：汗液通道，其一端开口靠近皮肤表面设置，用于使皮肤表面所产生的汗液连续输入；检测机构，其用于对流经汗液通道的汗液进行检测，以获取所述汗液中的电解质浓度信息；吸汗机构，其与所述汗液通道远离皮肤的另一端开口配合，用于持续吸取所述汗液通道输出的汗液，以使皮肤表面所产生的汗液连续通过所述汗液通道。2.根据权利要求1所述的实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置，其特征在于，所述汗液通道的内壁呈疏水性质。3.根据权利要求1所述的实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置，其特征在于，所述检测机构包括至少一对电极，每一对电极的至少局部暴露于所述汗液通道内，并能够与流经汗液通道的汗液接触。4.根据权利要求3所述的实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置，其特征在于，所述电极暴露于汗液通道内的局部表面呈疏水性质。5.根据权利要求1所述的实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置，其特征在于，所述可穿戴汗液传感器装置还包括汗液储存室，其与所述汗液通道的一端开口连通，用于收集皮肤表面所产生的汗液。6.根据权利要求1所述的实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置，其特征在于，所述可穿戴汗液传感器装置包括沿远离皮肤表面的方向依次设置的腔室层、电极层、吸汗机构，所述吸汗机构包括吸汗层，所述腔室层包括汗液储存室，所述汗液通道沿远离皮肤表面的方向贯穿电极层，所述电极层内设有至少一对所述的电极。7.根据权利要求6所述的实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置，其特征在于，所述汗液通道包括分布于所述电极层内的至少一个第一通孔，所述至少一个第一通孔与所述汗液存储室连通；优选的，所述第一通孔的内壁呈疏水性质。8.根据权利要求7所述的实时连续检测电解质浓度的可穿戴汗液传感器装置，其特征在于，所述汗液存...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珽，刘梦愿，王书琪，杨显青，冯思佳，吴越，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：